2021-2022学年高一下学期物理人教版（2019）必修第二册8.1功和功率讲义

1、第一节：追寻守恒量能量1，能量伽利略斜面实验表明：“有某一量是守恒的”，这个量叫做能量。能量是一个抽象的概念，抽象到什么程度呢？牛顿建立了牛顿力学体系，他就没有把能量的概念写进去，能量是后来的科学家逐渐认识到的一个重要概念，暂且不去追究其确切含义，随着后面的学习，自然会形成对能量的清晰认识。我们常见到的如势能、动能、内能、电能、化学能、太阳能、核能等都属于能量的范畴，所有的能量均是标量。2，常见的概念势能：相互作用的物体凭借其位置而具有的能量叫做势能。势能包括重力势能和弹性势能等。重力势能：物体由于被举高而具有的能。对于重力势能,其大小由地球和地面上物体的相对位置决定。地面上，对于同一水平面而

2、言，物体被举得越高，质量越大，物体具有的重力势能就越大。动能：物体由于运动而具有的能，称为动能。动能是由物体的质量和速度共同决定的，物体运动的速度越大，质量越大，动能就越大。机械能：我们把动能、重力势能和弹性势能统称为机械能。第二节：功功的引入：力使得物体的能量发生变化，我们称该力对物体做了功。做功的条件：作用在物体上的力;物体在力的方向上移动了位移。注：功可以表示为力与在力的方向上移动的位移的的乘积。功的计算：；国际单位：焦耳（焦）；单位符号J；=1Nm功的理解：a、功一定要指明是哪个力对物体做的功b、仅适用于恒力做功c、功是过程量d、功是标量 正功和负功W物理意义=/2=0W=0表示力F对

3、物体不做功/20W0表示力F对物体做正功/20W5J总功的计算：当物体在几个力的共同作用下,几个力对物体所做的总功的计算求出各个力所做的功，则总功等于各个力所做功的代数和。求出各个力的合力，则总功等于合力所做的功。（为合力与位移方向的夹角）变力做功的计算1)微元法(分段法)：把物体的运动过程分为若干个小段先求每小段上的功，再全部相加。例如：用拉力拉着滑块沿半径为 1 m 的水平圆轨道运动一周， 已知物块的质量为 10 kg，物块与轨道间的动摩擦因数为 0.5，g = 10 m/s2。求此过程中摩擦力做了多少功？解：摩擦力大小不变，方向总与物体的运动方向相反，有：2)平均力法：当力的方向不变，大

4、小与位移成线性关系时，先求出整个过程力的平均值，再利用求变力 F 做的功。例如：如图所示，轻弹簧一端与竖直墙壁连接，另一端与一质量为m 的木块连接，放在光滑的水平面上，弹簧的劲度系数为 k，弹簧处于自然状态，用水平力 F 缓慢拉物体，使物体前进 L，求这一过程中拉力对物体做了多少功。解：Fk3)图像法图象法：变力做功中，可用 Fl 图象所包围的面积表示力对物体做的功，如图中阴影部分的面积。4)化变为恒法(等效替换法)：有时候表面看起来是变力做功，但是经过适当变换可以转换成恒力做功。例如：定滑轮至滑块的高度为h ，已知人拉细绳的力F (恒定不变)，滑块沿水平面由 A 点前进 s 至 B 点，滑块

5、在初、末位置时细绳与水平方向夹角分别为 和 。求滑块由 A 点运动到 B 点过程中，绳的拉力 T 对滑块所做的功。解：第三节：功率功率：定义：功与完成这些功所用时间的比值，叫作功率。公式： 物理意义：反映物体做功的快慢。单位：瓦特（国际单位制）,简称瓦，符号是 W；1 W1 J/s功率是标量平均功率和瞬时功率平均功率：瞬时功率说明：当足够小时，平均速度就等于瞬时速度。额定功率与实际功率 额定功率：是指机器正常工作时的最大输出功率，机器铭牌上会有标记。实际功率：是指机器在工作中实际输出的功率。实际功率总是小于或等于额定功率，机器只能在短时间内使实际功率略大于额定功率，不允许长时间超过额定功率工作

6、。汽车以额定功率启动（即恒功率启动）理解：由，刚开始v比较小，那么牵引力比较大，由，那么a就比较大，反映在v-t图像上，就是曲线的倾斜程度大。由于有加速度a，物体的速度v就不断增大，由，v增大，牵引力就变小，加速度a就变小，v-t图上的曲线的倾斜程度就越来越小，当牵引力减小到等于阻力时，加速度为零，速度达到最大，之后汽车就以最大速度匀速运动了。那么最大速度就可以通过来求，这是因为。恒定牵引力启动理解：由于刚开始牵引力恒定，物体就以恒定的加速度做直线运动，速度v越来越大，则功率P越来越多，但是P不能一直增大，当P增大到等于额定功率时，功率P就不再发生变化，则在0,t1时间内，汽车做匀加速运动，功率P不断增大，t1时功率达到额定功率，之后，功率不变，由于还有加速度a，速度v继续增大，则牵引力开始减小，加速a也开始减小，反应在v-t图上就是在时间(t1,t2