人教版高一物理必修二第七章功、功率复习知识点总结
人教版(新课标)高中物理必修二第七章机械能守恒定律——功和功率
机械能
1 功和功率
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第1讲 功和功率
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考点1 功
1.做功的两个要素 (1)作用在物体上的_力___. (2)物体在__力__的__方__向__上发生的位移. 2.公式:W=_F_x_c_o_s_α__ (1)α是力与__位__移__方向之间的夹角,x为物体对地的位移. (2)该公式只适用于_恒__力__做功.
直线运动
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汽车在平直的公路上以恒定的功率启动,设阻力恒定,则图中 关于汽车运动过程中加速度、速度随时间变化的关系,以下判 断正确的是( )
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A.汽车的加速度—时间图像可用图乙描述
B.汽车的速度—时间图像可用图甲描述
C.汽车的加速度—时间图像可用图丁描述
D.汽车的速度—时间图像可用图丙描述
正功;
当mgtanθ>ma即a<gtanθ时,摩擦力沿斜面向上,摩擦力做
负功.
综上所述,B是错误的.
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4.如图所示,一个物块在与水平方向成α角的恒力F作用下,沿 水平面向右运动一段距离x,在此过程中,恒力F对物块所做的 功为( )
A. Fx
B. Fx
C.Fxsinα
D.Fxcosα
sinα
C. 3 kg 5
D. 9 kg 10
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【解析】选B.设加速过程拉力为F,物体受的阻力为f,由 P=F·v可知,30=F·6,10=f·6,可求得:F=5fN,5 N, 由 甲图可知,0~2 s内物体的加速度 a 6 m / s2 由3 牛m /顿s2, 3
2
第二定律得:F-f=ma,可求得:m 10 k故g,B正确.
高一物理必修二-功、功率-学生笔记
功和功率一.功1.功的定义:物体受力的作用,并沿力的方向发生一段位移,就说力对物体做了功.力对物体做功是和某个运动过程有关的.功是一个过程量,功所描述的是力对空间的积累效应.2.功的两个要素:力F 和沿力的方向发生位移l .两个要素对于功而言缺一不可,因为有力不一定有位移;有位移也不一定有力.特别说明:力是在位移方向上的力;位移是在力的方向上的位移.如物体在光滑水平面上匀速运动,重力和弹力的方向与位移的方向垂直,这两个力并不做功.3.功的计算式:cos W Fl α=.在计算功时应该注意以下问题:(1)上式只适用于恒力做功.若是变力,中学阶段一般不用上式求功.(2)式中的l 是力的作用点的位移,也是物体对地的位移.α是F 方向与位移l 方向的夹角.(3)力对物体做的功只与F 、l 、α三者有关,与物体的运动状态等因素无关.(4)功的单位是焦耳,符号是J .4.功是标量,只有大小没有方向,因此合外力的功等于各分力做功的代数和(也就是带上正负号相加).5.物理学中的“做功”与日常生活中的“工作”含义不同.例如:一搬运工在搬运货物时,若扛着货物站着不动不算做功;扛着货物水平前进不算做功;而在他拿起货物向高处走时就做功了.所以力对物体做功必须具备两个要素:力和在力的方向上有位移.6.功的正负(1)正负功:力对物体做正功还是负功,由F 和l 方向间的夹角大小来决定.根据cos W Fl α=知:当0°≤α<90°时,cosα>0,则W >0,此时力F 对物体做正功当α=90°时,cosα=0,则W =0,即力对物体不做功当90°<α≤180°时,cosα<0,则W <0,此时力F 对物体做负功,也叫物体克服这个力做功(2)功的正负的物理意义:因为功是能量转化的量度,是描述力在空间位移上累积作用的物理量。
而能量是标量,故相应地,功也是标量.功的正负有如下含义:意义动力学角度能量角度正功力对物体做正功,这个力对物体来说是动力力对物体做功,向物体提供能量,即受力物体获得了能量负功力对物体做负功,这个力是阻力,对物体的运动起阻碍作用物体克服外力做功,向外输出能量(以消耗自身的能量为代价),即负功表示物体失去了能量说明不能把负功的负号理解为力与位移方向相反,更不能错误地认为功是矢量,负功的方向与位移方向相反.一个力对物体做了负功,往往说成物体克服这个力做了功(取绝对值),即力F 做负功-Fs 等效于物体克服力F 做功Fs7.功的计算方法:(1)一个恒力F 对物体做功W =F·lcos α有两种思考角度:一种是W 等于力F 乘以物体在力F 方向上的分位移lcosα,即将物体的位移分解为沿F 方向上和垂直于F 方向上的两个分位移l ∥和l ⊥,则F 做的功cos W F l Fl α=⨯=∥;一种是W 等于力F 在位移l 方向上的分力Fcosα乘以物体的位移l ,即将力F 分解为沿l 方向上和垂直于l 方向上的两个分力∥F 和⊥F ,则F 做的功cos W F l F l α=⨯=⨯∥.功的正、负可直接由力F 与位移l 的夹角α的大小或力F 与物体速度v 方向的夹角α的大小判断.(2)总功的计算虽然力、位移都是矢量,但功是标量,物体受到多个外力作用时,计算合外力的功,要考虑各个外力共同做功产生的效果,一般有如下两种方法:①先由力的合成与分解法或根据牛顿第二定律求出合力F 合,然后由cos W F l α=合计算.②由cos W Fl α=计算各个力对物体做的功W 1、W 2、…、n W ,然后将各个外力所做的功求代数和,即12n W W W W =+++合……(带正负号进去).8.相互作用力所做的功:(1)作用力与反作用力特点:大小相等、方向相反,但作用在不同物体上.(2)作用力、反作用力作用下物体的运动特点:可能向相反方向运动,也可能向同一方向运动,也可能一个运动,而另一个静止,还可能两物体都静止.(3)由cos W Fl α=不难判断,作用力做的功与反作用力做的功没有必然的关系.一对作用力和反作用力可以均不做功;可以一个力做功,另一个力不做功;也可以一个力做正功,另一个力做负功;也可以两个力均做正功或均做负功.9.变力做功的计算:恒力做的功可直接用功的公式cos W Fl α=求出,变力做功一般不能直接套用该公式,但对于一些特殊情形应掌握下列方法:(1)将变力做功转化为恒力做功.①分段计算功,然后用求和的方法求变力所做的功.②用转换研究对象的方法.利用cos W Fl α=进行计算,如图所示,人站在地上以恒力F 拉绳,使小车向左运动,求拉力对小车所做的功.拉力对小车来说是个变力(大小不变,方向改变),但细细研究,发现人拉绳的力却是恒力,于是转换研究对象,用人对绳子所做的功来求绳子对小车做的功.(2)方向不变,大小随位移线性变化的力,可用平均力求所做的功.(3)用图像法求解变力做功问题.我们可以用图像来描述力对物体做功的大小.以Fcosα为纵轴,以l 为横轴.当恒力F 对物体做功时,由Fcosα和l 为邻边构成的矩形面积即表示功的大小,如图(a)所示.如果外力不是恒力,外力做功就不能用矩形表示.不过可以将位移划分为等距的小段,当每一小段足够小时,力的变化很小,就可以认为是恒定的,该段内所做功的大小即为此小段对应的小矩形的面积,整个过程外力做功的大小就等于全体小矩形面积之和,如图(b)所示.二.功率1.物理意义:功率是表示做功快慢的物理量.所谓做功快慢的实质是物体(或系统)能量转化的快慢.2.功率的大小:力做的功和做这些功所用时间的比值叫功率,即P=t W .(1)W P t=是求一个力在t 时间内做功的平均功率.想想你们期末考前的复习效率.(2)由W P t=得αcos Fv P =,它有两种用法:①求某一时刻的瞬时功率.这时F 是该时刻的作用力大小,v 取瞬时值,对应的P 为F 在该时刻的瞬时功率;②求某一段时间内的平均功率.当v 为某段时间(位移)内的平均速度时,要求在这段时间(位移)内F 为恒力,对应的P 为F 在该段时间内的平均功率.3.说明(1)功率和功一样,它也是属于力的.说到“功率”必须说是哪个力的功率.如:重力的功率、拉力的功率、阻力的功率、弹力的功率等.(2)平均功率描述的是做功的平均快慢程度,因此说平均功率必须说明是哪段时间(或哪段位移上)的平均功率.而瞬时功率描述的是做功瞬间的快慢程度,因此说瞬时功率必须说明是哪个时刻(或哪个位置)的瞬时功率.(3)在国际制单位中功率的单位是W (瓦).31W=1J/s 1kW=10W,(4)功率是标量.功率的正负(仅由α角决定)表示是力对物体做功的功率还是物体克服外力做功的功率.(5)重力的功率可表示为P G =mgv y ,即重力的瞬时功率等于重力和物体在该时刻的竖直分速度之积.4.额定功率与实际功率发动机铭牌上的功率即为额定功率,它是指动力机械正常工作时的最大输出功率;实际功率是机械实际工作时的功率.正常工作时,机器的实际功率不应超过它的额定功率值.5.关于汽车的运动分析(机车启动问题,学完动能定理再说)(1)对机车等交通工具类问题,应明确P =F·v 中,P 为发动机的实际功率,机车正常行驶中实际功率小于或等于其额定功率;F 为发动机(机车)的牵引力;v 为机车的瞬时速度.(2)机车以恒定功率启动的运动过程中:故机车达到最大速度时a =0,f F F =,m f m P Fv F v ==,这一启动过程的v t -关系图像如图所示:(3)机车以恒定加速度启动的运动过程中:设机车保持以加速度a 做匀加速直线运动的时间为t :()f F v P F ma at P =⇒+=.则/()f t P a F ma =+,此时速度/()f v at P F ma ==+.这一启动过程的v t -关系图像如右上图所示.(4)说明:①当发动机的功率P 恒定时,牵引力与速度v 成反比,即1F v∝,但不能理解为v 趋于零时牵引力F 可趋近于无穷大;也不能理解为当F 趋于零时v 可趋于无穷大,要受到机器构造上的限制.②用P=Fv (此时cosα=1)分析汽车的运动时,要注意条件.如果汽车启动时可以看作匀加速直线运动,阻力可看作大小不变的力,则汽车的牵引力F 的大小不变,由P=Fυ可知发动机的功率是逐渐增大的.但是当功率达到额定功率时不再增大,由P=Fυ可知牵引力F 将逐渐减小,即汽车启动时做匀加速运动的时间是有限度的.在发动机功率不变的条件下,汽车加速运动的加速度将不断减小.动能、重力势能、弹性势能一.动能是什么1.动能:(1)概念:物体由于运动而具有的能叫动能.物体的动能等于物体的质量与物体速度的二次方的乘积的一半.(2)定义式:212k E mv =,v 是瞬时速度.单位:焦(J).(3)动能概念的理解.①动能是标量,且只有正值②动能具有瞬时性,在某一时刻,物体具有一定的速度,也就具有一定的动能③动能具有相对性,对不同的参考系,物体速度有不同的瞬时值,也就具有不同的动能,一般都以地面为参考系研究物体的运动2.动能的变化:动能只有正值,没有负值,但动能的变化却有正有负.“变化”是指末状态的物理量减去初状态的物理量,12k k k E E E -=∆.k E ∆为正值,表示物体的动能增加了,对应于合力对物体做正功;k E ∆为负值,表示物体的动能减小了,对应于合力对物体做负功,或者说物体克服合力做功.二.重力势能1.重力做功的特点:重力对物体所做的功只跟物体的初末位置的高度有关,跟物体运动的路径无关.物体沿闭合的路径运动一周,重力做功为零.如物体由A 位置运动到B 位置,如图所示,A 、B 两位置的高度分别为h 1、h 2,物体的质量为m ,无论从A 到B 路径如何,重力做的功均为:cos G W mgl α==mgh =mg(h 1-h 2)=mgh 1-mgh 2.2.重力势能(1)定义:物体由于被举高高而具有的能量(例如举到8844上面).(2)公式:物体的重力势能等于它所受重力与所处高度的乘积,P E mgh =,h 是物体重心到参考平面的高度.单位:焦(J).1J =21kg m s 1N m m -∙∙∙=∙.(3)因为高度本身就是一个相对的量,故而重力势能具有相对性,它的数值与参考平面的选择有关.参考平面的选择不同,重力势能的值也就不同,一般取地面为参考平面.在参考平面内的物体,E P =0;在参考平面上方的物体,E P >0;在参考平面下方的物体,E P <0.(4)重力势能是标量,它的正、负值表示大小.(功的正负又有什么意义?)(5)重力势能是地球和物体(系统)共有的.3.重力势能的变化却是绝对的(1)尽管重力势能的大小与参考平面的选择有关,但重力势能的变化量与参考平面的选择无关,这体现了它的绝对性.(2)重力势能的计算公式mgh E p =,只适用于地球表面及其附近g 值不变时的范围,若g 值变化时,不能用其计算.4.重力做功和重力势能改变的关系:假设有两个高度1h 和2h (21h h >),则2211p p E mgh mgh E ==>物体从1h 运动到2h ,即从高往低处走,则重力做了正功,系统的重力势能减小;写成表达式:0)(21>h h mg h mg W G -=∆=,也就是21p p G E E W -=(初位置势能-末位置势能)物体从2h 运动到1h ,即从低往高处走,则重力做了负功,系统的重力势能增加.写成表达式:0)(12<h h mg h mg W G -=∆=,也就是12p p G E E W -=(初位置势能-末位置势能)换句话说,重力做功与重力势能的该变量之间的关系为:pp p G E E E W ∆-=-=末初三.弹性势能1.弹性势能:发生弹性形变的物体的各部分之间,由于有弹力的相互作用,也具有势能,这种势能叫做弹性势能.2.弹性势能的大小跟①形变的大小有关,形变量越大,弹性势能越大;②与劲度系数有关,当形变量一定时,劲度系数越大的弹簧弹性势能也越大.3.弹性势能的表达式:212P E k l =∆4.弹力做功跟弹性势能变化的关系:当弹簧的弹力做正功时,弹簧的弹性势能减小,弹性势能转化为其他形式的能;当弹簧的弹力做负功时,弹簧的弹性势能增加,其他形式的能转化为弹性势能.这一点与重力做功跟重力势能变化的关系p p p G E E E W ∆-=-=末初一样:p p p E E E W ∆-=-=末初弹.动能定理及其应用一.动能定理1.内容表述:一个过程中,合外力对物体所做的总功等于这个过程物体功能的变化.2.表达式:21k k W E E =-,W 是合外力所做的总功,1k E 、2k E 分别为初、末状态的动能.若初、末速度分别为v 1、v 2,则12112k E mv =,22212k E mv =.3.物理意义:动能定理揭示了外力对物体所做的总功与物体动能变化之间的关系,即外力对物体做的总功,对应着物体动能的变化.变化的大小由做功的多少来量度.动能定理的实质说明了功和能之间的密切关系,即做功的过程是能量转化的过程.等号的意义是一种因果关系的数值上相等的符号,并不意味着“功就是动能增量”,也不是“功转变成动能”,而是“功引起物体动能的变化”.4.动能定理的理解及应用要点:①动能定理既适用于恒力作用过程,也适用于变力作用过程.②动能定理既适用于物体做直线运动情况,也适用于物体做曲线运动情况.③动能定理的研究对象既可以是单个物体,也可以是几个物体所组成的一个系统.④动能定理的研究过程既可以是针对运动过程中的某个具体过程,也可以是针对运动的全过程.⑤动能定理的计算式为标量式,v 为相对同一参考系的速度.⑥在21k k W E E =-中,W 为物体所受所有外力对物体所做功的代数和,正功取正值计算,负功取负值计算;21k k E E -为动能的增量,即为末状态的动能与初状态的动能之差,而与物体运动过程无关.二.应用动能定理解题的基本思路和应用技巧1.应用动能定理解题的基本思路(1)选取研究对象及运动过程;(2)分析研究对象的受力情况及各力对物体的做功情况:受哪些力?哪些力做了功?正功还是负功?然后写出各力做功的表达式并求其代数和;(3)明确研究对象所历经运动过程的初、末状态,并写出初、末状态的动能1K E 、2K E 的表达式;(4)列出动能定理的方程:21K K W E E =-合,且求解.2.动能定理的应用技巧(1)由于动能定理反映的是物体在两个状态的动能变化与其合力所做功的量值关系,所以对由初始状态到终止状态这一过程中物体运动性质、运动轨迹、做功的力是恒力还是变力等诸多问题不必加以追究,就是说应用动能定理不受这些问题的限制.(2)一般来说,用牛顿第二定律和运动学知识求解的问题,用动能定理也可以求解,而往往用动能定理求解简捷;可是有些用动能定理能够求解的问题,应用牛顿第二定律和运动学知识却无法求解.可以说,熟练地应用动能定理求解问题,是一种高层次的思维和方法,应该增强用动能定理解题的主动意识.。
高一物理《功和功率》知识点总结
高一物理《功和功率》知识点总结
一、功
1.定义:力对物体所做的功,等于力的大小、位移的大小、力与位移夹角的余弦这三者的乘积.
2.公式:W =Fl cos α.
3.功是标(选填“矢”或“标”)量.在国际单位制中,功的单位是焦耳,符号是J.
二、正功和负功
1.正功和负功的判断
由W =Fl cos α可知
(1)当α=π2
时,W =0,力F 对物体不做功(填“做正功”“做负功”或“不做功”). (2)当0≤α<π2
时,W >0,力F 对物体做正功(填“做正功”“做负功”或“不做功”). (3)当π2
<α≤π时,W <0,力F 对物体做负功(填“做正功”“做负功”或“不做功”). 2.总功的计算
当一个物体在几个力的共同作用下发生一段位移时,这几个力对物体所做的总功等于:
(1)各个力分别对物体所做功的代数和.
(2)几个力的合力对物体所做的功.
三、功率
1.意义:功率是表示做功的快慢的物理量.
2.定义:功W 与完成这些功所用时间t 之比.
3.定义式:P =W t
.单位:瓦特,简称瓦,符号是W . 4.功率是标(选填“标”或“矢”)量.
四、功率与速度的关系
1.一个沿着物体位移方向的力对物体做功的功率,等于这个力与物体速度的乘积.
2.关系式:P =F v .
(1)若v 是物体在恒力F 作用下的平均速度,则P =F v 对应这段时间内的平均功率.
(2)若v 是瞬时速度,则P 表示该时刻的瞬时功率.
3.应用:由功率与速度的关系知,汽车、火车等交通工具和各种起重机械,当发动机的输出功率P 一定时,牵引力F 与速度v 成反(选填“正”或“反”)比,要增大牵引力,就要减小(选填“增大”或“减小”)速度.。
物理功 功率知识点总结
物理功功率知识点总结1. 什么是功?功是一个物体在力的作用下沿着力的方向发生的位移的多少。
功的大小可以通过力和位移的乘积来计算,即W = F·s·cosθ,其中 W 表示功,F 表示力,s 表示位移,θ 表示力和位移的夹角。
2. 什么是功率?功率是描述单位时间内做功的大小,即单位时间内所做的功的多少。
功率的大小可以通过功和时间的比值来计算,即 P = W / t,其中 P 表示功率,W 表示功,t 表示时间。
3. 功率的单位和量纲功率的单位是瓦特(W),量纲是 [M·L^2·T^-3],其中 M 表示质量,L 表示长度,T 表示时间。
4. 功率与力的关系根据功率的定义,可以得到功率与力的关系为 P = F·v,其中 P 表示功率,F 表示力,v 表示速度。
即,功率等于力乘以速度。
这个公式表明了一个重要的物理定律,即在力的作用下,物体产生功率与物体的速度成正比。
5. 功率的意义功率可以描述物体在单位时间内所做的功的大小,它可以反映出物体的运动状态和能量转换的速率。
功率越大,表示单位时间内所做的功越多,物体的运动状态越活跃。
6. 功率在日常生活中的应用功率在日常生活中有许多重要的应用,比如电器的功率可以反映出电器的能耗水平,电机的功率可以反映出电机的工作效率,汽车的功率可以反映出汽车的动力性能等等。
7. 功率的计算公式功率的计算公式有多种形式,根据不同情况可以选择不同的公式进行计算。
一般来说,可以通过以下几种公式来计算功率:- P = W / t:根据功率的定义可以得到这个公式,通过已知的功和时间来计算功率;- P = F·v:根据力和速度的关系可以得到这个公式,通过已知的力和速度来计算功率;- P = U·I:在电路中,可以通过电压和电流的乘积来计算功率;- P = I^2·R:在电路中,可以通过电流的平方乘以电阻来计算功率;- P = V^2 / R:在电路中,可以通过电压的平方除以电阻来计算功率。
高一物理必修2知识点复习
高一物理必修2知识点复习知识点复习:一、功、功率、机械能和能源1、做功两要素:力和物体在力的方向上发生位移2、功:αcos Fl W = 其中α为力F 的方向同位移L 方向所成的角功是标量,只有大小,没有方向,但有正功和负功之分,单位为焦耳(J ) 3、物体做正功负功问题 (将α理解为F 与V 所成的角,更为简单) ** 一个力对物体做负功,经常说成物体克服这个力做功(取绝对值)。
例如,竖直向上抛出的球,在向上运动的过程中,重力对球做了-6J 的功,可以说成球克服重力做了6J 的功。
说了“克服”,就不能再说做了负功。
4、动能是标量,只有大小,没有方向。
表达式为:221mv E K = 5、重力势能是标量,表达式为:mgh E P =(1)重力势能具有相对性,是相对于选取的参考面而言的。
因此在计算重力势能时,应该明确选取零势面。
(2)重力势能可正可负,在零势面上方重力势能为正值,在零势面下方重力势能为负值。
6、动能定理: 2201122W mv mv =-总 其中W 总为外力对物体所做的总功,m 为物体质量,v 为末速度,0v 为初速度 解答思路:①选取研究对象,明确它的运动过程。
②分析研究对象的受力情况和各力做功情况,然后求各个外力做功的代数和。
③明确物体在过程始末状态的动能1k E 和2k E 。
④列出动能定理的方程12k k W E E =-和。
7、机械能守恒定律: 2211k p k p E E E E +=+(只有重力或弹力做功,没有任何外力做功。
) 解题思路:①选取研究对象----物体系或物体。
②根据研究对象所经历的物理过程,进行受力,做功分析,判断机械能是否守恒。
③恰当地选取参考平面,确定研究对象在过程的初、末态时的机械能。
④根据机械能守恒定律列方程,进行求解。
8、功率的表达式:tWP =,或者P=FV 描述力对物体做功快慢;是标量,有正负 9、额定功率指机器正常工作时的最大输出功率,也就是机器铭牌上的标称值。
最新人教版高中物理必修2第七章《功率》教材梳理
庖丁巧解牛知识·巧学一、功率1.定义:如果从开始计时到时刻t 这段时间间隔内,一个力所做的功为W ,则功W 跟完成这些功所用时间t 的比值叫做功率.用P 表示功率.功率是表示物体做功快慢的物理量,功率是衡量机械性能的一个重要指标.功率概念的建立仍然应用了比值定义法.2.公式:tW P =.根据定义式求得的功率,是时间t 内的平均功率. 3.单位:在SI 中,功率的单位是瓦特,简称瓦,符号是W ,且1 W=1 J/s. 技术上常用kW 作功率的单位,且有:1 kW=1 000 W.要点剖析 “瓦”这个单位是功的单位焦耳与时间的单位秒组成的一个复合单位,是一个导出单位.4.功率是标量,只有大小,没有方向.其运算法则遵循代数运算法则.要点剖析 由于功有正负,相应功率也有正负,功率的正负不表示大小,只表示做功的性质,即动力的功率为正,阻力的功率为负.计算时不带符号,只记绝对值.5.平均功率与瞬时功率各种机器实际输出的功率常随时间变化,因此有平均功率与瞬时功率之分.(1)平均功率:t W P =用公式tW P =计算的功率是在时间t 内的功率的平均值,不能代表某一时刻的功率,所以也就不能精确地反映做功的快慢. (2)瞬时功率:当时间间隔Δt 很小时,t W P ∆=表示的就是瞬时功率. 方法点拨 Δt 很小时,tW P ∆=即为瞬时功率,这里采用了物理学上研究问题的一种很重要的方法——极限思想.6.额定功率和实际功率额定功率是发动机正常工作时的最大功率,通常都在铭牌上标明.机器工作时,必须受额定功率的限制,这是基本原则,发动机实际的输出功率(即实际功率)可以小于额定功率,在某些情况下,实际功率也可能略大于额定功率,但不允许长时间超过额定功率.二、功率与力和速度的关系力、位移、时间都与功率相联系.这种联系在技术上具有重要意义.如果物体沿位移方向受的力是F ,从计时开始到时刻t 这段时间内,发生的位移是l ,则力在这段时间所做的功W=Fl ,根据t W P =得tFl t W P ==. 由于位移l 是从开始计时到时刻t 这段时间内发生的,所以t l是物体在这段时间内的平均速度,即v tl =,于是上式可以写成:P=Fv. 可见,一个力对物体做功的功率,等于这个力与受力物体运动速度的乘积.方法点拨 公式P=Fv 集中体现了P 、F 、v 三者之间的定量关系,在实际中有许多问题都可借助于该公式来解答.对P=Fv 来说,式中v 若取瞬时速度,则按上式计算出的P 即为瞬时功率;若v 取平均速度,则计算出的P 即为平均功率.问题·探究问题1 汽车上坡时,司机应如何操作?探究:从P=Fv 可以看出:汽车、火车等交通工具和各种起重机械,当发动机的功率P 一定时,牵引力F 与速度v 成反比,要增大牵引力,就要减小速度.汽车上坡时,需要较大的牵引力.但一辆汽车的发动机的功率是一定的,要想获得较大的牵引力,必须减小速度.所以上坡时,司机需要“换挡”减速.然而,在发动机功率一定时,通过减小速度提高牵引力或通过减小牵引力而提高速度,效果都是有限的.所以,要提高速度和增大牵引力,必须提高发动机的额定功率,这就是高速火车、汽车和大型舰船需要大功率发动机的原因.问题2 如何认识机车启动的两种过程呢?探究:对于机车的不同启动方式的把握理解,是以受力分析、牛顿运动定律、运动学知识以及功率等知识的综合应用为前提的.在分析过程中,首先应该明白物体的受力情况以及由此变化引起的运动情况的改变,明晰动态过程中a 、F 、P 、v 四个物理量间相互联系、相互制约关系从根本上掌握各个物理量间的逻辑变化关系,把握各阶段衔接是的临界条件,充分理解机车不同阶段的运动情景.(1)以恒定功率启动机车以恒定功率启动后,若运动过程中所受阻力F f 不变,根据牛顿第二定律,则有m F F a f-=奇又由F 牵=v P ,所以mF mv P a f -= 当v 增大时,F 牵、a 减小,是加速度减小的加速运动.直到F 牵=F f 时,a 减到零,速度达到最大而做匀速直线运动,此时最大速度为v m =P/F f .(2)车以恒定加速度启动由a=(F 牵-F f )/m 知,当以a 恒定启动,则要求F 牵恒定不变,又由P=F 牵v 知,随着v 的增大,功率P 必将增大,直到达额定功率为止.此后,是功率保持额定值不变的过程,直到达最大速度为止,而做匀速直线运动.其中,匀加速过程的时间t 0,可由P 额=F 牵v,v=at 0,F 牵=F f +ma,得到:t 0=P 额/(ma +F f )a.这种启动的过程可用vt 关系图象表达.如图5-3-1所示. Ⅰ.a 恒定;Ⅱ.a 减小;Ⅲ.a=0.图5-3-1典题·热题例1如图5-3-2所示,倾角为30°、长度为10 m 的光滑斜面,一质量为1.2 kg 的物体从斜面顶端由静止开始下滑,求物体滑到斜面底端时重力做功的瞬时功率是多少?整个过程中重力做功的平均功率是多少?(g 取10 m/s 2)图5-3-2解析:本题中只要依据牛顿第二定律与运动学公式求的物体滑到斜面底端时瞬时速度以及整个过程的平均速度,即可依据瞬时功率与平均功率公式求解.图5-3-3物体下滑时做匀加速直线运动,受力情况如图5-3-3所示.由牛顿第二定律F=ma 得物体的加速度mG a30sin ==gsin30°=10×21m/s 2=5 m/s 2 下滑到底端时的速度10522⨯⨯==as v m/s=10 m/s 此时重力的瞬时功率P=Gvcos60°=mgvcos60°=1.2×10×10×21W=60 W物体下滑过程中重力做的总功W=Gscos60°=mgscos60°=1.2×10×10×21 J=60 J物体下滑的时间t=v/a=510 s=2 s 重力做功的平均功率 P=t W =260 W=30 W. 方法归纳 对功率的计算,瞬时功率只能用P=Fvcosα计算,平均功率可用t W P =计算,当恒力做功时也可用v F P =计算.例2某型号汽车发动机的额定功率为60 kW ,在水平路面上行驶时受到的阻力是1 800 N ,求发动机在额定功率下汽车匀速行驶的速度.在同样的阻力下,如果行驶速度只有54 km/h ,发动机输出的实际功率是多少?解析:发动机的额定功率是汽车长时间行驶时所能发出的最大功率.实际功率不一定总等于额定功率,大多数情况下输出的实际功率都比额定功率小,但在需要时,短时间也可以输出更大的功率.这个例题的两问分别属于两种不同的情况,这点应该注意.此外,同一辆汽车,速度越大时空气的阻力越大,题中说“在同样的阻力下”表明本题对于较低速度行驶时发动机的功率只是一种估计.在以额定功率P=60 kW 行驶时,汽车受到的阻力是F=1 800 N.由于P=Fv ,所以v=F P =180060000 m/s=33.3 m/s=120 km/h 以较低的速度行驶时,v=54 km/h=15 m/s于是P=Fv=1 800×15 W=27 kW.例3质量为10 t 的汽车,额定功率为5.88×104 W ,在水平路面上行驶的最大速度为15 m/s ,则汽车所受的最大阻力是多少?当车速为10 m/s 时,汽车的加速度是多大?解析:对汽车运动过程中受力分析要到位.由受力情况决定运动情况,再结合P=Fv 及牛顿第二定律解答即可.汽车在水平方向上受两个力的作用:牵引力F 和阻力f.对汽车来说,可以认为阻力f 不随车速的变化而变化.设汽车始终在额定功率P 下工作,用v 表示速度,则P=Fv.一开始启动时速度v 较小,牵引力F 较大,这时有F >f ,汽车将加速行驶.随着速度v 的增大,F 不断减小,而f 保持不变;当F=f 时加速度为零,速度v 不再变化.根据vP F =可知,F 也不再变化,从此时起汽车将以最大速度v m 匀速行驶.由P=Fv m =fv m 可得: f=151088.54⨯=m v P N=3 920 N. 当v=10 m/s 时,牵引力F′=v P =101088.54⨯ N=5 880 N 由牛顿第二定律有 F′-f=ma a=41039205880-=-'m f F m/s 2=0.196 m/s 2. 方法归纳 对于汽车加速度启动的物理过程,要注重深入细致地分析不同阶段的汽车运动性质,正确进行物理过程与受力分析是前提.同时要把握不同过程的不同时刻功率、牵引力、速度、加速度间的相互影响,相互制约关系,充分理解各临界状态以及临界条件,充分结合牛顿第二定律与功率公式进行求解.例4 设飞机飞行中所受阻力与速度的平方成正比,如果飞机以速度v 匀速飞行,其发动机功率为P ,则飞机以2v 匀速飞行时,其发动机功率为( )A.2PB.4PC.8PD.无法确定解析:飞机飞行时所受阻力与速度的平方成正比,因此飞行速度变化时,飞机所受的阻力也发生变化,当速度为2v 时飞机飞行所受的阻力是速度为v 时阻力的4倍,由P=fv 知,后来的功率为原来的8倍.故选项C 正确.答案:C例5 每跳一次大约输送8×10-5 m 3的血液,正常人血压(可看作心脏输送血液的压强)的平均值约为1.5×104 Pa,心跳约每分钟70次.据此估测心脏工作的平均功率.解析:本题要求心脏工作的平均功率,关键是求心脏所做的功,而功等于力乘以位移,即等于压强乘以体积,由此切入,便可求解.人的心脏每跳一次输送的血液看作长为L 、截面积为S 的液柱,心脏每跳一次需做的功为W=FL=pSL=pΔV心跳每分钟70次,则心脏工作的平均功率为60108105.17054-⨯⨯⨯⨯==t nW P W=1.4 W. 方法归纳 这类题目的研究对象不是太明确,解题时首先要明确心脏对血液做的功;其次,要建立研究对象的模型(如本题中的圆柱体模型),从而推出功和功率的表达式.。
高中物理必修二第七章—7.3功率
例题4:一根质量为M的直木棒,悬挂在O点,有一 只质量为m的猴子抓着木棒,如图所示.剪断悬挂木 棒的细绳,木棒开始下落,同时猴子开始沿木棒向上 爬.设在一段时间内木棒沿竖直方向下落,猴子对地 的高度保持不变,忽略空气阻力,则下列的四个图中
能正确反映在这段时间内猴子做功的功率随时间
变化的关系的是:(B )
②司机如何操作?
③如何求解下列物理量?
最大速度、牵引力的做功和汽车的位移。
⑵运动性质:汽车做加速度逐渐减小的加速运动,当牵 引力等于阻力后,汽车做匀速运动。其V—t图如图:
⑶有关的计算:
①最大速度:
vm
P额 f
②加速度:
a
F
f
p vΒιβλιοθήκη fmm③牵引力的功:W=Pt。
注:因F是变力,不能用W=FS计算功。 ④位移:根据阻力做功:W=-fS 求位移大小或路程。
答案:1.4W
例题16:在检测某款电动汽车的某次试验中,质量 为8×102kg的电动车,从静止开始沿平直公路行驶, 到达的最大速度为15m/s。利用传感器测得此过程 中不同时刻电动汽车的牵引力F和对应时刻的速度, 并描绘出F—1/v图像。如图所示,(电动车所受阻 力不变)求此次试验中: ⑴电动车的额定功率。 ⑵电动车启动后经过多长时间速度达到2m/s。
速度为v时汽车的加速
有关的计 算
度:
a
P
v
f阻
m
vt P额 F P额 ( f ma )
匀加速运动的时间:
t vt a P额 Fa P额 (ma f )a
牵引力的功:W=Pt
第一阶段位移和功:
汽车的位移:根据摩擦 s at 2 2;W F s 力的功计算:s=W/f。
高一物理知识点总结必修二
高一物理知识点总结必修二1.高一物理知识点总结必修二篇一功和能(功是能量转化的量度)1.功:W=Fscosα(定义式){W:功(J),F:恒力(N),s:位移(m),α:F、s间的夹角}2.重力做功:Wab=mghab{m:物体的质量,g=9.8m/s2≈10m/s2,hab:a与b高度差(hab=ha-hb)}3.电场力做功:Wab=qUab{q:电量(C),Uab:a与b之间电势差(V)即Uab=φa-φb}4.电功:W=UIt(普适式){U:电压(V),I:电流(A),t:通电时间(s)}5.功率:P=W/t(定义式){P:功率[瓦(W)],W:t时间内所做的功(J),t:做功所用时间(s)}6.汽车牵引力的功率:P=Fv;P平=Fv平{P:瞬时功率,P 平:平均功率}7.汽车以恒定功率启动、以恒定加速度启动、汽车行驶速度(vmax=P额/f)8.电功率:P=UI(普适式){U:电路电压(V),I:电路电流(A)}9.焦耳定律:Q=I2Rt{Q:电热(J),I:电流强度(A),R:电阻值(Ω),t:通电时间(s)}10.纯电阻电路中I=U/R;P=UI=U2/R=I2R;Q=W=UIt=U2t/R=I2Rt11.动能:Ek=mv2/2{Ek:动能(J),m:物体质量(kg),v:物体瞬时速度(m/s)}12.重力势能:EP=mgh{EP:重力势能(J),g:重力加速度,h:竖直高度(m)(从零势能面起)}13.电势能:EA=qφA{EA:带电体在A点的电势能(J),q:电量(C),φA:A点的电势(V)(从零势能面起)}14.动能定理(对物体做正功,物体的动能增加):W合=mvt2/2-mvo2/2或W合=ΔEK{W合:外力对物体做的总功,ΔEK:动能变化ΔEK=(mvt2/2-mvo2/2)}15.机械能守恒定律:ΔE=0或EK1+EP1=EK2+EP2也可以是mv12/2+mgh1=mv22/2+mgh216.重力做功与重力势能的变化(重力做功等于物体重力势能增量的负值)WG=-ΔEP2.高一物理知识点总结必修二篇二常见的力1.重力G=mg(方向竖直向下,g=9.8m/s2≈10m/s2,作用点在重心,适用于地球表面附近)2.胡克定律F=kx{方向沿恢复形变方向,k:劲度系数(N/m),x:形变量(m)}3.滑动摩擦力F=μFN{与物体相对运动方向相反,μ:摩擦因数,FN:正压力(N)}4.静摩擦力0≤f静≤fm(与物体相对运动趋势方向相反,fm为静摩擦力)5.万有引力F=Gm1m2/r2(G=6.67×10-11N?m2/kg2,方向在它们的连线上)6.静电力F=kQ1Q2/r2(k=9.0×109N?m2/C2,方向在它们的连线上)7.电场力F=Eq(E:场强N/C,q:电量C,正电荷受的电场力与场强方向相同)8.安培力F=BILsinθ(θ为B与L的夹角,当L⊥B 时:F=BIL,B//L时:F=0)9.洛仑兹力f=qVBsinθ(θ为B与V的夹角,当V⊥B时:f=qVB,V//B时:f=0)注:(1)劲度系数k由弹簧自身决定;(2)摩擦因数μ与压力大小及接触面积大小无关,由接触面材料特性与表面状况等决定;(3)fm略大于μFN,一般视为fm≈μFN;(4)其它相关内容:静摩擦力(大小、方向)〔见第一册P8〕;(5)物理量符号及单位B:磁感强度(T),L:有效长度(m),I:电流强度(A),V:带电粒子速度(m/s),q:带电粒子(带电体)电量(C);(6)安培力与洛仑兹力方向均用左手定则判定。
人教版高一物理必修二知识点总结
曲线运动一、曲线运动1条件:质点所受合外力的方向或加速度方向跟它的速度方向不在同一直线上.①匀变速曲线运动:若做曲线运动的物体受的是恒力,即加速度大小、方向都不变的曲线运动,如平抛运动;②变加速曲线运动:若做曲线运动的物体所受的是变力,加速度改变,如匀速圆周运动. 2特点:①曲线运动的速度方向不断变化,故曲线运动一定是变速运动. ②曲线运动轨迹上某点的切线方向表示该点的速度方向.③曲线运动的轨迹向合力所指一方弯曲,合力指向轨迹的凹侧.④当物体受到的合外力的方向与速度方向的夹角为锐角时,物体做曲线运动速率将增大;当物体受到的合外力的方向与速度方向的夹角为钝角时,物体做曲线运动的速率将减小;当物体受到的合外力的方向与速度方向的夹角为90度时,物体做曲线运动速率将不变.2.运动的合成与分解指位移、速度、加速度三个物理量的合成和分解 1合运动和分运动关系:等时性、等效性、独立性、矢量性、相关性 ①等时性:合运动所需时间和对应的每个分运动所需时间相等.②等效性:合运动的效果和各分运动的整体效果是相同的,合运动和分运动是等效替代关系,不能并存. ③独立性:每个分运动都是独立的,不受其他运动的影响④矢量性:加速度、速度、位移都是矢量,其合成和分解遵循平行四边形定则 ⑤相关性:合运动的性质是由分运动性质决定的2从已知的分运动来求合运动,叫做运动的合成;求已知运动的分运动,叫运动的分解. ①物体的实际运动是合运动②速度、时间、位移、加速度要一一对应③如果分运动都在同一条直线上,需选取正方向,与正方向相同的量取正,相反的量取负,矢量运算简化为代数运算.如果分运动互成角度,运动合成要遵循平行四边形定则 3.小船渡河问题一条宽度为L 的河流,水流速度为V s ,船在静水中的速度为V c 1渡河时间最短:设船上头斜向上游与河岸成任意角θ,这时船速在垂直于河岸方向的速度分量V 1=V c sin θ,渡河所需时间为:θsin c V L t =, sin90=1当船头与河岸垂直时,渡河时间最短,cV Lt =m in 与水速的大小无关 渡河位移:222t v L s s +=2渡河位移最短:①当V c >V s 时V s = V c cos θ渡河位移最短L s =min ;渡河时间为θsin v Lt =船头应指向河的上游,并与河岸成一定的角度θ=arccosV s /V c②当V c >V s 时以V s 的矢尖为圆心,以V c 为半径画圆,当V 与圆相切时,α角最大,V c =V s cos θ,船头与河岸的夹角为:θ=arccosV c /V s . 渡河的最小位移:L V VL s cs ==θcos船漂的最短距离为:θθsin )cos (min c c s V L V V x -=;渡河时间:θθsin sin min s c v s v Lt ==.4.关联速度和绳杆端点速度分解一根轻绳,沿绳的速度、位移、加速度的大小处处相等. 绳杆端点速度分解为沿绳的速度和垂直绳的速度. 如图有βαcos cos B A v v =二、平抛运动::将物体沿水平方向抛出,只在重力作用下的运动为平抛运动 1.运动特点:1只受重力;2初速度与重力垂直.2.运动性质:平抛运动是初速度为零的匀变速曲线运动.3.处理方法:平抛运动分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动.4.基本规律:1水平方向:匀速直线运动0v v x = x=v o t 2竖直方向:自由落体运动gt v y = 221y gt = 3合速度:22y x v v v +=oxy v gtv v ==θtan θ为合速度与水平方向的夹角 4合位移:22s y x +=t v g x y o⋅==2tan αα为合位移与水平方向的夹角 5特点 :①运动时间由高度决定gh2t =,与v 0无关 ②竖直方向自由落体运动,匀变速直线运动的一切规律在竖直方向上都成立5类平抛:当物体所受的合外力恒定且与初速度垂直时,做类平抛运动处理方式和平抛运动处理方式一样 三、圆周运动1.描述述圆周运动物理量:1线速度:做匀速圆周运动的物体所通过的弧长与所用的时间的比值描述质点沿切线方向运动的快慢 大小:ts v = m/s方向:某点线速度方向沿圆弧该点切线方向 2角速度:做匀速圆周运动的物体,连接物体与圆心的半径转过的圆心角与所用的时间的比值描述质点绕圆心转动的快慢 大小:tθω=矢量 单位:rad/s3周期和转速周期T :做圆周运动物体一周所用的时间s转速n :做圆周运动的物体单位时间内沿圆周绕圆心转过的圈数r/s r/min 4V 、ω、T 、n 的关系: n T ππω22==,nr Tr ππω2r 2v === 2.向心力1作用:产生向心加速度,只改变线速度的方向,不改变速度的大小,向心力对做圆周运动的物体不做功.2大小:向向ma mv r n m r Tm r m r v m F ======ωππω2222)2()2( 3方向:总是沿半径指向圆心,时刻在变化,即向心力是个变力.说明: 向心力是按效果命名的力,不是某种性质的力,向心力可以由某一个力提供,也可以由几个力的合力提供,要根据物体受力的实际情况判定. 3.向心加速度描述线速度方向改变的快慢1大小:ωππωv r n r Tr r v a =====2222)2()2(向 2方向:总是指向圆心,方向时刻在变化4.匀速圆周运动1特点:线速度的大小恒定,角速度、周期和频率都是恒定不变的,向心加速度和向心力的大小也都是恒定不变的..2性质:匀速圆周运动是速度大小不变而速度方向时刻改变,加速度大小不变、方向时刻改变的变加速曲线运动.3加速度和向心力:由于匀速圆周运动仅是速度方向变化而速度大小不变,故仅存在向心加速度,因此向心力就是做匀速圆周运动的物体所受外力的合力.4质点做匀速圆周运动的条件:合外力大小不变,方向始终与速度方向垂直且指向圆心. 5.关联速度①同轴转动的物体:各点角速度ω相等,而线速度v =ωr 与半径r 成正比②链条传动、齿轮传动、皮带传动不打滑:两轮边缘的各点线速度大小相等,而角速度ω=v/r 与半径r 成反比.6.向心运动和离心运动提供的向心力等于所需要的向心力时物体做匀速圆周运动 提供的向心力大于所需要的向心力时物体做向心运动 提供的向心力小于所需要的向心力时物体做离心运动 7.典型模型 1火车转弯:如果车轮与铁轨间无挤压力,则向心力完全由重力和支持力提供rv m mg 2tan =ααtan gr v = v 增加,外轨挤压,如果v 减小,内轨挤压飞机转弯的向心力由升力和重力提供 2竖直面内圆周运动非匀速圆周运动①无支撑物情况:绳栓小球和小球在圆内轨运动弹力只能指向圆心小球机械能守恒,物体做圆周运动的速率时刻在改变,物体在最高点处的速率最小,在最低点处的速率最大.最低点:R mv F mg 2m=-弹最高点:Rmv mg F 2min=+弹过最高点临界条件:Rmv mg 2临=gr v =临 gR v ≥是过最高点条件②有支撑物情况:杆栓小球和小球在圆双轨运动弹力既能指向圆心又能背离圆心最低点:R mv F mg 2m=-弹最高点:Rmv mg F 2min=+弹过最高点临界条件:mg F =弹 0=临v 0≥v 是过最高点条件 当gR v >时物体受到的弹力必然是向下的当gR v <时物体受到的弹力必然是向上的 当gR v =时物体受到的弹力恰好为零. 4汽车过拱桥弹力只能背离圆心最高点:rv m F mg N 2min=-汽车不平衡注:若最高点rv m mg 2=即gr v =时物体恰好做平抛运动.5汽车过凹路弹力只能指向圆心最低点:rv m mg F mN 2=-汽车不平衡万有引力定律 人造卫星一、地心说和日心说1.地心说的内容:地球是宇宙中心,其他星球围绕地球做匀速圆周运动,地球不动.2.日心说的内容:太阳是宇宙的中心,其他行星围绕地球匀速圆周运动,太阳不动.日心说是波兰科学家天文学家哥白尼创立的.3.开普勒三定律德国科学家开普勒在研究麦天文学家第谷资料时得出开普勒三定律1所有的行星围绕太阳运动的轨道都是椭圆,太阳处在所有椭圆的一个焦点上. 2任何一个行星与太阳的连线在相等的时间内扫过的面积相等.3所有行星的轨道的半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等.即R 3/T 2=k 二、万有引力定律1.内容:自然界任何两个物体之间都存在着相互作用的引力,两物体间的引力的大小,跟它们的质量的乘积成正比,跟它们的距离的平方成反比. 表达式:F =G221rm m引力常量G =×10-11N·m2/kg 2英卡文迪许扭秤测得“能称出地球质量的人”2.适用条件:①公式适用于质点间的相互作用②当两个物体间的距离远大于物体本身的大小时,物体可视为质点③均匀球体可视为质点,r 为两球心间的距离3.万有引力遵守牛顿第三定律,即它们之间的引力总是大小相等、方向相反.4. 万有引力和重力重力是万有引力的一个分力,万有引力的另一个分力提供物体随地球自转时需要的向心力,2ωmr F =向物体跟地球自转的向心力随维度增大而减小,故物体的重力随纬度的变大而变大,即重力加速度g 随纬度变大而变大.2)(m h R GMmg +=物体的重力随高度的变高而减小,即重力加速度g 随高度的变高而减小. 不计地球自转时g RGMm m 2=得黄金代换式GM gR =25.用万有引力定律分析天体的运动1基本方法:①把天体运动近似看作匀速圆周运动②万有引力提供向心力即r g ma T mr mr r v m rGMm m )2(2222=====向πω 2估算天体的质量和密度①由G 2rMm=mr T 224π得:M=2324Gt r π.即只要测出环绕星体M 运转的一颗卫星运转的半径和周期,就可以计算出中心天体的质量.由V M =ρ,334R V π=得:3233R GT r πρ=.R 为中心天体的星体半径当r=R时,即卫星是近地面卫星时,23GTπρ=,由此可以测量天体的密度. ② 由g RGMmm 2=得G gR M 2= 由V M =ρ,334R V π=得GRπρ4g3= 三、人造卫星1.卫星的绕行速度、角速度、周期与半径的关系1由r v m r Mm G 22=得:rGM v =即轨道半径越大,绕行速度越小2由r m r Mm G 22ω=得:3r GM =ω即轨道半径越大,绕行角速度越小 3由mar GMm =2得:2r GMa =即轨道半径越大,绕行加速度越小 4由22)2(T mr rGMm π=得:GMR T 324π=即轨道半径越大,绕行周期越大 2.三种宇宙速度1第一宇宙速度:v 1=km/s 是人造地球卫星的最小发射速度,最大绕行速度. 推导:方法一:地球对卫星的万有引力提供卫星做圆周运动的向心力 由()()h R v mh R mMG+=+22得9km/s .7=+=hR GMv 方法二:在地面附近物体的重力近似地等于地球对物体的万有引力,重力就是卫星做圆周运动的向心力由Rv m mg 2=得9km/s .7==gR v2第二宇宙速度:v 2=s 是物体挣脱地球的引力束缚需要的最小发射速度. 3第三宇宙速度:v 3=s 是物体挣脱太阳的引力束缚需要的最小发射速度. 3.近地卫星特点1近地卫星的轨道半径r 可以近似地认为等于地球半径R 2近地卫星的线速度大小为v 1=s3近地卫星的周期为T =×103s=84min,是人造卫星中周期最小的. 4.地球同步卫星通信卫星所谓地球同步卫星是指相对于地面静止的人造卫星. 特点:1只能定点在赤道正上方2同步卫星的角速度、周期与地球自转的角速度、周期相同 3同步卫星距地面高度一定由)h (4)(222+=+R T m h R Mm G π得m R GMT k 106.34h 4322⨯=-=π5.双星问题两颗星角速度、周期相等,向心力均由两者间万有引力提供.121221m r m r m Gω= 222221m r m rm G ω= 21r r r += 注:万有引力定律公式221rm m GF =中的r 指的是两个物体间的距离,r F 2m ω=中的r,对于椭圆轨道指的是曲率半径,对于圆轨道指的是圆半径. 6.卫星的超重和失重1人造卫星中在发射阶段,尚未进入预定轨道的加速阶段,具有竖直向上的加速度,卫星内的所有物体处于超重状态,卫星与物体具有相同的加速度2卫星进入轨道后正常运转时,卫星与物体处于完全失重机械能一、功1.功:功等于力和沿该力方向上的位移的乘积.1做功的两个必要因素:力和物体在力的方向上的位移.2公式:W =FScos θθ为F 与s 的夹角适用恒力做功求解.单位:焦耳1J =1N ·m.3功是过程量,是力对空间的积累效应,和位移、时间相对应.求功必须指明是“哪个力”“在哪个过程中”做的功.4功是标量,没有方向,但有正负.正功表示动力做功,负功表示阻力做功,功的正负表示能的转移方向. 5由公式W=Fs cos θ求解两种处理办法:①W 等于力F 乘以物体在力F 方向上的分位移scos θ,即将物体的位移分解为沿F 方向上和垂直F 方向上的两个分位移s 1和s 2,则F 做的功W =Fs 1=Fscos θ.②W 等于力F 在位移s 方向上的分力Fcos θ乘以物体的位移s,即将力F 分解为沿s 方向和垂直s 方向的两个分力F 1和F 2,则F 做功W=F 1s =Fscos θ.6功的物理含义:功是能量转化的量度,即:做功的过程是能量的一个转化过程,这个过程做了多少功,就有多少能量发生了转化.对物体做正功,物体的能量增加;对物体做负功,也称物体克服阻力做功,物体的能量减少. 2.功的正负1当0≤θ<900时W >0,力对物体做正功,动力2当θ=900时W =0,力对物体不做功3当900<θ≤1800时W <0,力对物体做负功或说成物体克服这个力做正功,阻力 3.合力功的计算1用平行四边形定则求出合外力,再根据w =F 合scos θ计算功.注意θ应是合外力与位移s 间的夹角,且合力为恒力.2分别求各个外力的功,再求各个外力功的代数和. 4.变力做功问题1将变力转化为恒力,再用W =Fscos θ计算2滑动摩擦力、空气阻力等,在曲线运动或往返运动时,若变力F 大小不变,功等于力和路程的乘积 3作出变力F 随位移变化的图象,图象与位移轴所围均“面积”即为变力做的功 4根据动能定理或能量转化和守恒定律求变力做的功 5.摩擦力的做功1静摩擦力做功的特点①静摩擦力可以做正功,可以做负功,也可以不做功.②在静摩擦力做功的过程中,只有机械能的相互转移静摩擦力起着传递机械能的作用,而没有机械能转化为其他形式的能.③相互摩擦的系统内,一对静摩擦力所做功的代数和总为零. 2滑动摩擦力做功的特点①滑摩擦力可以做正功,可以做负功,也可以不做功.②一对滑动摩擦力做功的过程中,能量的转化有两个方面:一是相互摩擦的物体之间机械能的转移;二是机械能转化为内能.③相互摩擦的系统内,一对滑摩擦力所做功的代数和不为零,转化为内能值等于滑动摩擦力与相对位移的乘积相对s F Q f =.二、功率:功跟完成这些功所用时间的比值叫做功率.功率是描述做功快慢的物理量. 1功率的定义式:tWP =,所求出的功率是时间t 内的平均功率. 2功率的计算式:P=Fvcos θ,其中θ是力与速度间的夹角. 该公式有两种用法:①求某一时刻的瞬时功率.这时F 是该时刻的作用力大小,v 取瞬时值,对应的P 为F 在该时刻的瞬时功率;②当v 为某段位移时间内的平均速度时,则要求这段位移时间内F 必须为恒力,对应的P 为F 在该段时间内的平均功率.3单位:瓦w,千瓦kw4额定功率:机器长时间正常运行时的最大输出功率.实际功率小于或等于额定功率.5汽车的启动问题:当汽车从静止开始沿水平面加速运动时,有两种不同的加速过程,但分析时采用的基本公式都是P=Fv 和F-f=ma ①以恒定功率启动由公式P=Fv 和F-f=ma 知,由于P 恒定,随着v 的增大,F 必将减小,a 也必将减小,汽车做加速度不断减小的加速运动,直到F=f,a=0,这时v 达到最大值f P F P v m m m ==.可见恒定功率的加速一定不是匀加速.这种加速过程发动机做的功只能用W=Pt 计算,不能用W=Fs 计算因为F 为变力.加速度减小的加速运动:①fP F P v m m m ==②221t m mv fs P =-②以恒定加速度启动由公式P=Fv 和F-f=ma 知,由于F 恒定,所以a 恒定,汽车做匀加速运动,而随着v 的增大,P 也将不断增大,直到P 达到额定功率P m ,功率不能再增大了.这时匀加速运动结束,其最大速度为m m m m v f P F P v =<=',这一加速过程发动机做的功只能用W=Fs 计算,不能用W=Pt 计算因为P 为变功率.此后汽车功率恒定,随着v 的继续增大,F 必将减小,a 也必将减小,汽车做加速度不断减小的加速运动,直到F=f,a=0,这时v 达到最大值f P F P v m m m ==三、动能、势能、动能定理 1.动能1动能:物体由于运动而具有的能量叫动能.表达式为:221mv E k =. 2对动能的理解①v 是瞬时速度.动能是一个状态量,它与物体的运动状态对应.②动能是标量.它只有大小,没有方向,而且物体的动能总是大于等于零,不会出现负值. ③动能是相对的,它与参照物的选取密切相关.高中研究动能时只能选地面为参考系.2.重力势能E p :物体由于受到重力的作用,而具有的与其相对位置有关的能量叫做重力势能. 2表达式:E p =mghh 是重心相对于零势能面的高度3相对性 ① 需要选取零势能面,一般选大地或整个过程的最低点为零势能面. ②势能的正负和大小是相对于零势能面的,高速低于零势能面,重力势能为负值,高于零势能面,重力势能为正值,正负表示大小.4系统性:重力势能是物体和地球共有的,一般说物体的重力势能. 5重力做功特点:①重力做功与路径无关,与初末位置的高度差有关.②重力做正功,重力势能减小,重力做负功,重力势能增大,重力做的功等于重力势能变化量的负值即21p p p G E E E W -=∆-=3.弹性势能E p :发生形变的物体,在恢复原状时能够对外做功,因而具有能量,叫弹性势能,跟物体形变和材料有关. 1大小:弹簧的弹性势能的大小与形变量及劲度系数有关,弹簧的形变量越大劲度系数越大弹簧的弹性势能越大.2p k 21x E =2相对性:弹性势能一般取形变量x =0处为零势能点3系统性:弹性势能属于系统所有,即由弹簧各部分组成的系统所共有,而与外界物体无关. 4弹力做功特点:①弹力做功与路径无关.②弹力做正功,弹性势能减小,弹力做负功,弹性势能增大,弹力做的功等于弹性势能变化量的负值即p E W ∆-=弹4.动能定理1内容:所有外力对物体做的总功也叫合外力的功等于物体动能的变化量. 2表达式:212212k 2121mv mv E E W k -=-=合 3理解:① “增量”是末动能减初动能.ΔE K >0表示动能增加,ΔE K <0表示动能减小.②动能定理适用单个物体,对于物体系统尤其是具有相对运动的物体系统不能盲目的应用动能定理,原因是系统内所有内力做的总功不一定是零.③各力位移相同时,可求合外力做的功,各力位移不同时,分别求力做功,然后求代数和. ④动能定理是标量式.功和动能都是标量,不能在某一个方向上应用动能定理.⑤动能定理的表达式是在物体受恒力作用且做直线运动的情况下得出的.但动能定理适用于恒力、变力;适用于直线运动和曲线运动;适用于瞬间过程和时间长的过程.⑥对动能定理中的位移与速度必须相对同一参照系,以地面为参考系.⑦动能定理用来求初末速度、初末动能、合力、分力、功、合位移、分位移,但是除机车恒定功率启动情况一般不用动能定理求时间和加速度. 4应用动能定理解题的步骤①确定研究对象和研究过程.动能定理的研究对象只能是单个物体,如果是系统,那么系统内的物体间不能有相对运动.②对研究对象受力分析.研究对象以外的物体施于研究对象的力都要分析,含重力. ③写出该过程中合外力做的功,或分别写出各个力做的功注意功的正负. ④写出物体的初、末动能.按照动能定理列式求解. 四、机械能守恒定律1.内容:在只有重力和系统内弹力做功的情况下,物体的动能和势能发生相互转化,但机械能的总量保持不变.2.条件:1对某一物体,若只有重力或系统内弹力做功,其他力不做功或其他力做功的代数和为零,则该物体机械能守恒.2对某一系统,物体间只有动能和重力势能及弹性势能的相互转化,系统和外界没有发生机械能的传递,机械能也没有转变为其他形式的能,则系统机械能守恒.注:①竖直方向匀速直线运动和竖直方向匀速圆周运动机械能不守恒.②对绳子突然绷紧,物体间非弹性碰撞等除题目特别说明,必定有机械能损失,碰撞后两物体粘在一起的过程中一定有机械能损失.3. 机械能守恒定律的各种表达形式121E E = 2211p k p k E E E E +=+需要选择重力势能的零势能面 2k p E E ∆-=∆ 增减k p E E ∆=∆ 3B A E E ∆-=∆ 增减B A E E ∆=∆ 4.应用机械能守恒定律解题的基本步骤:1根据题意选取研究对象物体或系统..2明确研究对象的运动过程,分析对象在过程中的受力情况,弄清各力做功的情况,判断机械能是否守恒. 3恰当地选取零势面,确定研究对象在过程中的始态和末态的机械能. 4根据机械能守恒定律的不同表达式列式方程,若选用了增减量表达式. 五、能量转化和守恒定律能量既不能凭空产生,也不能凭空消失,它只能从一种形式的能转化为另一种形式的能,或者从一个物体转移到另一个物体,能的总量保持不变.1某种形式的能的减少量,一定等于其他形式能的增加量. 2某物体能量的减少量,一定等于其他物体能量的增加量. 六、功能关系功是一种过程量,它和一段位移一段时间相对应;而能是一种状态量,它与某一时刻某一位置相对应.两者的单位是相同的都是J,但不能说功就是能,也不能说“功变成了能”. 做功的过程是能量转化的过程,功是能量转化的量度.1.物体动能的增量由外力做的总功来量度:W 外=ΔE k ,这就是动能定理.2.物体重力势能的增量由重力做的功来量度:W G = -ΔE P ,这就是势能定理.3.物体机械能的增量由重力以外的其他力做的功来量度:W 其它=ΔE 机,W 其它表示除重力以外的其它力做的功,这就是机械能守恒定律.4.弹性势能的改变由弹力做功来完成5.一对互为作用力反作用力的摩擦力做的总功,用来量度该过程系统由于摩擦而减小的机械能,也就是系统增加的内能.相对s F Q f s 为这两个物体间相对移动的位移.。
人教版高一物理必修二第七章功、功率复习知识点总结
第二节功1.追寻守恒量(1)伽利略的斜面实验探究如图所示。
①过程:不计一切摩擦,将小球由斜面A上某位置滚落,它就要继续滚上另一个斜面B。
②现象:无论斜面B比斜面A陡些或缓些,小球的速度最后总会在斜面上的某点变为0,这一点距斜面底端的竖直高度与它出发时的高度相同。
③结论:这一事实说明某个量是守恒的。
在物理学中我们把这个量叫做能量或能。
(2)势能:相互作用的物体凭借其位置而具有的能量。
(3)动能:物体由于运动而具有的能量。
(4)能量转化:小球从斜面A上下落的过程势能转化为动能;沿斜面B升高时,动能转化为势能。
2.功(1)概念:一个物体受到力的作用,并在力的方向上发生了一段位移,这个力就对物体做了功。
(2)做功的三个因素:A、作用在物体上的力;B、力的作用点以地面为参照物的位移(相对于地面静止的物体均可作为参考物);C、力和位移夹角的余弦值说明:A、功和物体运动的快慢、运动的性质、接触面是否光滑、物体质量(1)当 α=2时,W =0,力对物体不做功,力既不是阻力也不是动力。
(2)当 0≤α<2时,W >0,力对物体做正功,做功的力是动力。
(3)当2<α≤π 时,W <0,力对物体做负功,或说成物体克服这个力做功,做的大小等都无关系。
B 、功是一个过程量,功描述了力的作用效果在空间上的积累,它总与一个具体运动过程相对应。
(3)做功的公式:W =Fl cos α,(4)单位:国际单位制中,功的单位是焦耳,简称焦,符号是 J 。
(5)适用于恒力做功3.正功和负功功是标量,由 W =Fl cos α 可知:ππ π功的力是阻力。
对功的理解利用公式 W =Fl cos α 计算时 F 、l 需要带表示方向的正负号吗?提示:功是标量,没有方向,计算时力 F 和位移 l 都只要代入数值就行。
正功一定比负功大吗?提示:功是标量,功的正负既不表示方向也不表示大小,比较功的大小,只需比较数值的大小,与正负号无关,所以正功不一定比负功大。
必修二物理功率知识点
必修二物理功率知识点
物理功率是指单位时间内完成的功,通常用符号P表示,单位是瓦(W)。
物理功率的计算公式为:
P = W / Δt
其中,P表示功率,W表示完成的功,Δt表示用时。
需要注意的是,物理功率与力以及速度之间有关系。
根据功的定义可知,W = F · s · cosθ
其中,F表示力,s表示物体的位移,θ表示力和位移的夹角。
结合上述公式可以得到:
P = (F · s · cosθ) / Δt
这个公式可以用来计算力对于物体的功率。
另外,如果物体做定周期的运动,则可以使用以下公式计算功率:
P = 2πnE
其中,P表示功率,n表示运动的频率,E表示物体的机械能。
还有一种情况可以计算功率,即电功率。
电功率是指单位时间内电量的消耗或产生。
电功率的计算公式为:
P = U · I
其中,P表示功率,U表示电压,I表示电流。
这些是关于功率的一些基本知识点,希望对你有帮助!。
高三功和功率知识点总结
高三功和功率知识点总结功和功率是物理学中的重要概念,涉及到能量和物理量的转化与传递。
在高三物理学习中,功和功率是必须掌握的内容。
下面是关于功和功率的知识点总结。
一、功1. 定义:功是指力对物体的作用产生的效果,与力和物体的位移有关。
2. 计算公式:功(W)=力(F)×位移(S)×cosθ。
其中,F为作用力的大小,S为物体位移的距离,θ为作用力和位移方向之间的夹角。
3. 单位:国际单位制中,功的单位为焦耳(J)。
4. 功的正负和物体的运动方向有关。
当力和位移的cosθ大于0时,功为正,表示力使物体做正功,即增加物体的能量;当cosθ小于0时,功为负,表示力使物体做负功,即减少物体的能量;当cosθ等于0时,功为零,表示力对物体没有作功。
5. 功还可以表示为物体受到的外力做的功和非外力(如重力、弹力等)做的功之和。
二、功率1. 定义:功率是指单位时间内做功的多少,表示能量转移或转化的速率。
2. 计算公式:功率(P)=功(W)/ 时间(t)。
其中,功和时间的单位需要保持一致。
功单位为焦耳(J),时间单位为秒(s),则功率单位为焦耳/秒,即瓦特(W)。
3. 物体的功率还可以表示为力和速度的乘积。
4. 功率与能量转移的效率有关。
能量转移的效率为输出功率与输入功率之比。
5. 功率与机械效率有关。
机械效率为输出功率与输入功率之比,即机械效率=输出功率/输入功率。
三、功和功率的应用1. 功和功率广泛应用于各种机械设备和工具的设计与使用。
2. 功率与照明和电力领域密切相关。
在电力系统中,功率是电能转化为其他形式能量的基础。
3. 功率与运动物体的速度和加速度有关,是物体运动过程中的重要参数。
4. 功和功率的概念也可以延伸到其他学科领域,如经济学、管理学等,用于描述资源的投入与产出、效率等问题。
总结:高三阶段功和功率的学习对物理学基础知识的理解与应用都非常重要。
通过对功和功率的了解,可以更好地理解能量转化与传递的过程,解决实际问题。
物理必修二功率知识点
物理必修二功率知识点物理必修二功率知识点功率的概念1、定义:单位时间里完成的,叫做功率。
2、意义:它是表示做功快慢的.物理量。
3、功率的决定因素:(1)功的大小(2)做功时间的长度比较做功快慢有三种方法:(1)在相同时间内,做的功越多,做功越快;(2)做同样多的功,所用时间越短,做功越快;(3)所做的功跟所用时间的比值。
增大功率的方法单位时间内做功增多;减少做单位功的时间如何学好物理1上课专心听讲上课要认真听讲,不要以为老师讲得简单而放弃听讲,如果真出现这种情况可以当成是复习、巩固。
尽量与老师保持一致、同步,不同看法下课后再找老师讨论。
做好笔记为辅,好的解题方法,好的例题,听不太懂的地方等等都要记下来。
课后还要整理笔记,一方面是为了“消化好〞,另一方面还要对笔记作好补充。
2自觉独立复习要独立地(指不依赖他人),保质保量地做一些题。
题目要有一定的数量,更要有一定的质量,就是说要有一定的难度。
此外学习资料要保存好,作好分类工作,还要作好记号。
学习资料的分类包括练习题、试卷、实验报告等等。
要想对于物理的过程中,要清楚的,不管是理论,还是实践,我们都要先把图画出来,还有在学习的时候,我们都要专心的听讲,在上课的时候不走神,还有不要自以为是,要不断的学习,向老师和同学问一下,还有这样的话我们要多练习,这样的话就能好好的把物理学下去,在学习的时候多练习。
3重视实验、勇于探究物理是一门以实验为基础的一门科学。
物理的规律、原理都是通过物理实验现象或数据分析,总结或推理出来的。
我们教材中就有大量的物理实验要求同学们去做,去探究。
只有同学们敢于实验,敢于实践,敢于动手,才能把物理真正学好。
自由落体运动知识点1.初速度Vo=02.末速度Vt=gt3.下落高度h=gt2/2(从Vo位置向下计算)4.推论Vt2=2gh注:(1)自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动,遵循匀变速直线运动规律;(2)a=g=9.8m/s2≈10m/s2(重力加速度在赤道附近较小,在高山处比平地小,方向竖直向下)。
人教版高一物理必修2第七章重力势能、弹性势能、动能定理知识点总结复习
第四节重力势能1.重力做的功(1)表达式W G=mgh=mg(h1-h2),其中h表示物体起点和终点的高度差,h1、h2分别表示物体起点和终点的高度。
(2)正负物体下降时重力做正功;物体被举高时重力做负功,也可以说成物体克服重力做功。
(3)特点物体运动时,重力对它做的功只跟它的起点和终点的位置有关,而跟物体运动的路径无关。
2.重力势能(1)定义:物体由于位于高处而具有的能量。
(2)大小:等于物体所受重力与所处高度的乘积,表达式为E p=mgh,其中h 表示物体所在位置的高度。
(3)单位:焦耳,与功的单位相同。
重力势能是标量,正负表示大小。
(4)重力做功与重力势能变化的关系①表达式:W G=E p1-E p2。
②重力做正功,重力势能减小;重力做负功,重力势能增大。
3.重力势能的相对性和系统性(1)相对性①参考平面:物体的重力势能总是相对于某一水平面来说的,这个水平面叫做参考平面,在参考平面,物体的重力势能取作0。
②重力势能的相对性选择不同的参考平面,物体重力势能的数值是不同的。
对选定的参考平面,上方物体的重力势能是正值,下方物体的重力势能是负值,负值的重力势能,表示物体在这个位置具有的重力势能要比在参考平面上具有的重力势能小。
(2)系统性重力势能是地球与物体所组成的系统共有的。
判一判(1)重力势能E p1=2 J,E p2=-3 J,则E p1与E p2方向相反。
()(2)同一物体的重力势能E p1=2 J,E p2=-3 J,则E p1>E p2。
()(3)在同一高度的质量不同的两个物体,它们的重力势能一定不同。
()提示:(1)×重力势能是标量,没有方向。
(2)√重力势能为正值,表示物体处于参考平面的上方,为负值表示物体处于参考平面的下方,而同一物体在越高的地方重力势能越大。
(3)×若选定两物体所处的水平面为参考平面,则两物体的重力势能均为0。
说明:(1)重力做功与路径无关,只与始末位置的高度差有关。
高一物理必修二7.2_功
一、功
1.功的概念:一个物体受到力的作
用,如果在力的方向上发生一段位 移,力就对物体做了功。 解释前面事例
2.做功的两个要素
一是作用在物体上的力; 二是物体在力的方向上发生位移.
3.功的大小
1、力与位移方向一致时:
W=F l
2、力的方向与运动方向垂直
小球在水平桌面上滚 动时,支持力和重力对 物体做功吗?
F=5N ,L=2m,求W=?
f l
m=2kg ,μ=0.1,求W=?
3、理解:
Wf=-4J
a、功一定要指明是哪个力对物体做的功 b、力必须是恒力
拉力F做的功W = ? F
α
l1
v≠0
l
WF=Fl1
计算力做功时注意力和位移的同时性。
[例1] 分别计算这三种情形下力对物体做 的功。设这三种情形下力和位移的大小都 相同:F=10N,l=2m。角θ 的大小如图:
注意:恒力做功与物体的运动性质、运动时间的 长短都无关,同时与有无其它力做功也无关。
计算几个力所做总功的方法:
(1)先求出这几个力的合力 F 的大小和方向, 再求合力 F 所做的功,即为总功.
W Fl cos
(2)先求出各个力所做的功,再求其代数和.
W1 F1l cos 1
W2 F2 l cos 2
第七章 机械能及其守恒定律
第 2节
功
功与能量的关系
问题:木头在起重机拉力作用下什么形式能增加?
问题:列车在机车牵引力的作用下 什么形式的能在能增加?
问题:握力器在手的压力作用下什么
形式的能增加?
功与能量的关系
1、如果物体在力的作用下能量发生了变 化,这个力一定对物体做了功。
高中物理必修2功和功率汇总
一、功的概念1.功的定义(1)一个物体受到力的作用,如果在力的方向上发生一段位移,这个力就对物体做了功(2)做功的两个条件:力和在力的方向上发生位移2.功的计算(1)功的表达式:W = F·scosα。
其中s是物体位移的大小,α是力与物体位移的夹角。
这个公式可以理解为力投影到位移方向上,或位移投影到力的方向上注意:①W = F·scosα只能用来计算恒力做功,变力做功则不适合②公式力的F与S应具有同时性:计算力F做功时所发生的位移,必须是在同一个力F持续作用下发生的;③某个力F对物体做的功,与物体是否还受到其他力或其他力是否做功以与物体的运动状态都无关。
(比如上图求F做功时,物体还受到重力、重力不过功,但这些与所求W无关。
同上图,不管物体匀速运动,加速运动或减速运动,W都应该为F·scosα)④位移s在计算时必须选择同一参考系,一般选地面(2)功的单位:焦耳,简称焦,符号J。
1J等于1N的力使物体在力的方向上发生1m 的位移时所做的功例1.下面距离的情况中所做的功不为零的是()A.举重运动员,举着杠铃在头上停留3s,运动员对杠铃做的功B.木块在粗糙水平面上滑动,支持力对木块做的功C.一个人用力推一个笨重的物体,但没推动,人的推力对物体做的功D.自由落体运动中,重力对物体做的功二、正功和负功1.功的正负功是标量,只有大小没有方向,力对物体做正功还是负功,由F和s方向间的夹角大小来决定。
根据W=F·scosα知(1)正功:当0≤α<90°时,cosα>0,则W>0,此时力F对物体做正功。
(2)不做功:当α= 90°时,cosα= 0,则W = 0,即力对物体不做功(3)负功:当90°<α≤180°时,cosα<0,则W<0,此时力F对物体做负功,也叫物体克服力F做功2.功的正负的物理意义因为功是描述力在空间位移上累积作用的物理量,是能量转化的量度,能量是标量,相应的功也是标量。
高一物理功和功率知识点梳理
高一物理功和功率知识点梳理一、功和功率的概念:1. 功(work)是物体在外力作用下沿着力的方向移动所受到的影响,或者是物体的能量发生转化的过程。
功的计算公式为:功 = 力 ×距离× cosθ,其中θ 为力和位移之间的夹角。
2. 功率(power)是指单位时间内所作的功或能量转化的速率。
功率的计算公式为:功率 = 功 / 时间。
二、功的特点和性质:1. 功是一个标量量,没有方向之分。
因此,功无正负之分,只有大小。
2. 功的单位为焦耳(J),国际单位制中的国际单位是米、千克、秒和安培所构成的焦。
3. 作功的过程中,只有力在物体运动方向上的分量对功有贡献,力在垂直于物体运动方向的分量不做功。
4. 当物体受到施加力的作用力和位移方向相同时,力所做的功为正功;当物体受到施加力的作用力和位移方向相反时,力所做的功为负功。
三、功率的特点和计算:1. 功率是一个标量量,没有方向之分。
因此,功率无正负之分,只有大小。
2. 功率的单位为瓦特(W),1瓦特等于1焦耳/秒。
3. 功率的大小与所作功的大小和所花时间的长短有关。
功率越大,表示单位时间内所做的功越多,能量转化的速度越快。
4. 功率的计算公式为:功率 = 功 / 时间。
若所作功和时间之间的关系是恒定的,则功率等于功除以时间。
四、功和功率的应用:1. 功和功率在机械工作和能源转换中起到重要的作用,例如衡量机械设备的效率和能源利用的效率。
2. 在运动学中,功率可以用来描述一个物体的运动时所受到的力量大小和运动的速率。
3. 功和功率的概念在热力学和电学中也有应用,例如描述热能转化和电能转化的过程中所作的功和功率。
4. 功率的概念还可以应用于日常生活中,例如测量电器的功率以估算其能量消耗等。
五、总结:功和功率是物理中非常重要的概念,在描述物体运动、能量转化和能源利用等方面都起到关键作用。
理解和掌握功和功率的概念以及其计算方法,有助于解决物理问题和实际生活中的应用。
高中物理功和功率知识点
高中物理功和功率知识点一、引言在物理学中,功和功率是研究力学的两个重要概念,它们与物体的运动有着密不可分的关系。
没有功和功率的概念,我们就无法解释物体运动的原理以及描述力学过程的发生,学习高中物理功和功率知识点,对于理解力学学科有重要的意义。
二、什么是功?实际上,我们生活中的很多运动都涉及到功,比如说推车、爬楼梯、举重等。
物理学中对于功的定义为:当一个力作用在物体上产生了位移时,力对物体所作的功即为力和物体之间的能量转换。
这个转化的过程包括了两部分的能量表现:动能和势能。
这里,我们要注意的是,只有当力的方向和物体的运动方向相同,物体才会发生位移,并且力只在物体位移的方向上才会对物体产生功。
我们用数学的方式将功表示为:$W = F s \cos\theta$,其中 $W$ 表示功,$F$ 表示力的大小,$s$ 表示位移的大小,$\theta$ 是力的方向与位移方向之间的夹角。
三、什么是功率?功率的定义可以从两个角度出发:1.功率的定义1是指做功的大小与时间的比值。
$P=\frac{W}{t}$这个定义意味着,如果在时间 $\Delta t$ 内做了功 $\Delta W$,那么功率就是 $\frac{\Delta W}{\Delta t}$,在极限情况下,这个比值就是导数 $\frac{\text{d}W}{\text{d}t}$,所以用微积分的方法就可以证明这个公式。
2.功率的定义2是指物体所拥有的能量转化率,即动能或势能转化为另一种形式的能量时,所涉及的时间比值。
$P=\frac{\Delta E}{\Delta t}$这个定义意味着,如果我们将物体的势能或动能转化为其它形式的能量,如电能或热能等,所涉及的时间比值就是物体的功率。
四、功和功率的应用段落内容:1.计算稳定工作的耗电器的功率功率是电器的重要参数之一,电器的名称牌上通常会标注功率值。
对于稳定工作的耗电器,我们可以使用万用表测量他们的电阻值,然后使用 $P=I^2R$ 公式计算电器的功率,这个公式是由欧姆定理得出的。
必修二物理功率知识点总结
必修二物理功率知识点总结学物理要会总结,不能做完题就丢到一边,要把一类题目加以总结,最好提炼出固定的解题模式。
对于做错的题目要注意研究错因,思考为什么会做错,并从中吸取经验教训,然后多找些类似的题目加以巩固。
下面是整理的必修二物理功率知识点,仅供参考希望能够帮助到大家。
必修二物理功率知识点一、功1.概念:如果一个力作用在物体上,物体在这个力的方向上移动了一段距离,力学里就说这个力做了功。
这个功的概念主要是针对机械功定义的。
2.做功的两个必要因素:一个是作用在物体上的力,另一个是物体在这个力的方向上通过的距离。
“必要”的含义是指做功的两个因素必须都有,缺一不可,否则就没有做功。
力对物体不做功的情况,可分为以下三种情况:①物体受到力的作用但没有通过距离,这个力对物体没有做功。
例如人用力推大卡车但没有推动;一个人提着一袋大米站着不动,力都没有对物体做功。
②物体不受外力,由于惯性而运动的物体,虽然通过了一段距离,但物体没有受到力的作用,这种情况也没有做功。
例如在光滑的冰面上滑动的冰块,靠惯性向前运动,虽然在水平方向上通过了距离,但是并没有水平方向上的力作用于它,所以没有什么力对冰块做功。
③物体通过的距离跟它受力的方向垂直,这种情况虽然有力的作用,物体也通过了一段距离,但这个距离不是在力的方向上通过的距离,这个力也没有做功。
例如人在水平面上推车前进,重力的方向是竖直向下的,车虽然通过了距离,但不是在重力方向上通过的距离,因而重力没有对车做功。
3.功的计算:在物理学中,把力与在力的方向上移动的距离的乘积叫功;如果用F 表示力,s 表示在力的方向上通过的距离,W 表示功,那么功的计算公式就是W=F·s .4.功的正、负与零功根据功的计算公式W=F·S·cosα可得出下列几种情况:①当α=90°时,cosα=0,则W=0,即力对物体不做功。
例如圆周运动的向心力。
②当α90°时,cosα>0,则W>0,此时力F对物体做正功。
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第二节功1.追寻守恒量(1)伽利略的斜面实验探究如图所示。
①过程:不计一切摩擦,将小球由斜面A上某位置滚落,它就要继续滚上另一个斜面B。
②现象:无论斜面B比斜面A陡些或缓些,小球的速度最后总会在斜面上的某点变为0,这一点距斜面底端的竖直高度与它出发时的高度相同。
③结论:这一事实说明某个量是守恒的。
在物理学中我们把这个量叫做能量或能。
(2)势能:相互作用的物体凭借其位置而具有的能量。
(3)动能:物体由于运动而具有的能量。
(4)能量转化:小球从斜面A上下落的过程势能转化为动能;沿斜面B升高时,动能转化为势能。
2.功(1)概念:一个物体受到力的作用,并在力的方向上发生了一段位移,这个力就对物体做了功。
(2)做功的三个因素:A、作用在物体上的力;B、力的作用点以地面为参照物的位移(相对于地面静止的物体均可作为参考物);C、力和位移夹角的余弦值说明:A、功和物体运动的快慢、运动的性质、接触面是否光滑、物体质量的大小等都无关系。
B、功是一个过程量,功描述了力的作用效果在空间上的积累,它总与一个具体运动过程相对应。
(3)做功的公式:W=Fl cosα,(4)单位:国际单位制中,功的单位是焦耳,简称焦,符号是J。
(5)适用于恒力做功3.正功和负功功是标量,由W=Fl cosα可知:(1)当α=π2时,W=0,力对物体不做功,力既不是阻力也不是动力。
(2)当0≤α<π2时,W>0,力对物体做正功,做功的力是动力。
(3)当π2<α≤π时,W<0,力对物体做负功,或说成物体克服这个力做功,做功的力是阻力。
对功的理解利用公式W=Fl cosα计算时F、l需要带表示方向的正负号吗?提示:功是标量,没有方向,计算时力F和位移l都只要代入数值就行。
正功一定比负功大吗?提示:功是标量,功的正负既不表示方向也不表示大小,比较功的大小,只需比较数值的大小,与正负号无关,所以正功不一定比负功大。
功的正负的意义是什么?提示:当0°≤α<90°时,cosα为正,力F做正功,此时力为动力。
同理,当90°<α≤180°时,力F做负功,此时力为阻力。
故功的正负表示的是动力做功还是阻力做功。
负功的理解:一个力对物体做负功时,我们可以说成物体克服这个力做了功(正值)。
如摩擦力对滑块做了-5 J的功,可以说成滑块克服摩擦力做了5 J的功。
对正负功意义的再认识4.总功的两种计算方法(1)先计算每个力对物体所做的功,然后求所有力做功的代数和。
(2)先求出合力F合,然后由W合=F合l cosα计算总功,此时α为F合的方向与l的方向的夹角。
判一判(1)力F1、F2做的功分别为10 J和-15 J,则力F1比F2做功多。
()(2)力F1、F2做的功分别为W1=10 J,W2=-15 J,则W1、W2的方向相反。
()(3)力F1、F2做的功分别为10 J和-15 J,则力F1和F2做的总功为-5 J。
()提示:(1)×功的正负不表示做功的多少,只表示做功的力是阻力还是动力,10 J小于-15 J。
(2)×功是标量,没有方向。
(3)√物体所受各力对它做的总功,等于各力做功的代数和,即W=10 J +(-15) J=-5 J。
课堂练习:一线精练47页一、一对相互作用力的做功情况作用力和反作用力作用在不同的物体上,它们大小相等,方向相反。
(1)一对相互作用力做功的正负:一对相互作用力的方向相反并不代表这一对相互作用力做的功一定是一正一负,还可以都做正功、都做负功、都不做功、一个做功一个不做功等等。
(2)一对相互作用力做功的大小:一对相互作用力做功的大小不一定相等,因为它们分别作用于两个物体上,每个物体都可能还受其他力,其位移情况可能千差万别。
二、滑动摩擦力与静摩擦力的做功情况(1)摩擦力做功正负情况运动的物体受到滑动摩擦力或静摩擦力时,若摩擦力的方向与运动方向相反,则摩擦力做负功,该摩擦力就是阻力;若摩擦力的方向与运动方向相同,则摩擦力做正功,该摩擦力就是动力。
总之,摩擦力既可能做负功,也可能做正功,还可能不做功。
举例如下:(2)一对相互作用的静摩擦力做功的代数和为零,而一对相互作用的滑动摩擦力做功的代数和为负。
(3)摩擦力作为动力或阻力做功说明。
①物体在粗糙水平面上做单方向的直线运动时,路程与位移大小相等,此时摩擦力做功W=-Fl(l指位移,F指摩擦力)。
②物体在粗糙水平面上做往复运动或曲线运动时,路程与位移大小不同,此时摩擦力做功W=-Fs(s指路程,F指摩擦力)。
例:质量为M的木板放在光滑的水平面上,一个质量为m的滑块以某一速度沿木板表面从A点滑至B点,在木板上前进了L,而木板前进了l,如图所示。
若滑块与木板间的动摩擦因数为μ,重力加速度为g,求摩擦力对滑块、对木板做功各为多少?这一对摩擦力做功的代数和为多大?[答案]-μmg(l+L)μmgl-μmgL第三节功率1.功率(1)定义:功W与完成这些功所用时间t的比值。
(2)定义式:P=W t。
(3)单位:国际单位制中,功率的单位是瓦特,简称瓦,符号是W。
1 W=1 J/s, 1 kW=103 W。
(4)物理意义:功率是表示做功快慢的物理量。
(5)额定功率与实际功率①额定功率:电动机、内燃机等动力机械可以长时间工作的最大输出功率。
发动机铭牌上的功率指的就是额定功率。
②实际功率:动力机械实际工作时消耗的功率。
③关系:实际功率往往小于额定功率,在特殊情况下,可以短时间内大于额定功率,否则会减少发动机的使用寿命。
2.功率与速度(1)功率与速度的关系式:P=F v(F与v方向相同)。
(2)推导(3)应用由功率速度关系式知,汽车、火车等交通工具和各种起重机械,当发动机的功率P一定时,牵引力F与速度v成反比,要增大牵引力,就要减小速度,要增大速度,就要减小牵引力。
然而,在发动机功率一定时,以上操作效果有限,要使效果更好,就要提高发动机的额定功率,这就是高速火车、汽车和大型舰船需要大功率发电机的原因。
3.平均功率和瞬时功率(1)平均功率:时间t内功率的平均值,粗略地描述做功的快慢。
计算公式:P=Wt,或P=F v cosα,其中前者任何情况下都适用,后者只适用于恒力做功。
(2)瞬时功率:某一时刻功率的瞬时值,能精确地描述做功的快慢。
计算公式:P=F v cosα。
判一判(1)各种机械铭牌上所标功率一般是指额定功率。
()(2)某机械工作时的实际功率一定比额定功率小。
()(3)机械可以在实际功率等于额定功率的情况下长时间工作。
()提示:(1)√额定功率是指机械在长时间正常工作时的最大输出功率,也是机械发动机铭牌上的标称值。
(2)×(3)√机械可以在实际功率小于或等于额定功率的情况下长时间工作,但为避免机械受到损害,应避免机械在实际功率大于额定功率状态下长时间工作。
例1如图所示,质量为m=2 kg的木块在倾角θ=37°的斜面上由静止开始下滑,木块与斜面间的动摩擦因数为μ=0.5,已知:sin37°=0.6,cos37°=0.8,取g=10 m/s2,求:(1)前2 s内重力做的功;(2)前2 s内重力的平均功率;(3)2 s末重力的瞬时功率。
[解答](1)木块所受的合力F合=mg sinθ-μmg cosθ=mg(sinθ-μcosθ)=2×10×(0.6-0.5×0.8) N=4 N,物体的加速度a=F合m=42m/s2=2 m/s2,前2 s内木块的位移l=12at2=12×2×22 m=4 m所以,重力在前2 s内做的功为W=mgl sinθ=2×10×4×0.6 J=48 J。
(2)重力在前2 s内的平均功率为P=Wt=482W=24 W。
(3)木块在2 s末的速度v=at=2×2 m/s=4 m/s2 s末重力的瞬时功率P=mg v sinθ=2×10×4×0.6 W=48 W。
[答案](1)48 J(2)24 W(3)48 W(1)机车的两种启动方式对比说明:(1)从运动性质来看,以恒定加速度启动只是多了一个匀加速直线运动过程,其他运动过程完全相同。
(2)无论哪种启动方式,同一路面,同一辆车最后能达到的最大速度是一样的,都为v m =P 额F 阻。
(2)机车功率的求解方法机车的牵引力为F,在某个时刻的瞬时速度为v①P=F v:不需要任何条件,在任何情况下都成立。
②P=f v:适用于机车做匀速直线运动的情况。
因匀速直线运动时,牵引力和阻力相等。
注意:f是阻力,不一定是摩擦力。
比如汽车爬坡时阻力为摩擦力与重力沿坡面方向的分力之和。
=F v m=f v m:机车要达到最大速度必须满足两个条件,即达到额定功③P额率和匀速直线运动。
(3)P=F v中三个量的制约关系例1一辆重5 t的汽车,发动机的额定功率为80 kW。
汽车从静止开始以加速度a=1 m/s2做匀加速直线运动,车受的阻力为车重的0.06倍。
(g取10 m/s2)求:(1)汽车做匀加速直线运动的最长时间;(2)汽车开始运动后,5 s末和15 s末的瞬时功率。
[解答](1)设汽车匀加速运动所能达到的最大速度为v0,此时汽车输出功率=F v0,达到额定功率P额对汽车由牛顿第二定律得F-F f=ma又F f=0.06mg联立并代入数据得v0=10 m/s,所以汽车做匀加速直线运动的时间t 0=v 0a =101 s =10 s 。
(2)由于10 s 末汽车达到了额定功率,5 s 末汽车还处于匀加速运动阶段, P =F v =(F f +ma )at =(0.06×5×103×10+5×103×1)×1×5 W =40 kW 15 s 末汽车已经达到了额定功率P 额=80 kW 。
[完美答案] (1)10 s (2)40 kW 80 kW例2 汽车发动机的额定功率为60 kW ,汽车的质量为4 t ,当它行驶在坡度为0.02(sin α=0.02)的长直公路上时,如图所示,所受摩擦阻力为车重的0.1倍(g =10 m/s 2),求:(1)汽车所能达到的最大速度v m ;(2)若汽车从静止开始以0.6 m/s 2的加速度做匀加速直线运动,则此过程能维持多长时间?[解答] (1)汽车在坡路上行驶,所受阻力由两部分构成,即f =0.1mg +mg sin α=4000 N +800 N =4800 N又因为F =f 时,额定功率P =f v m ,所以v m =P f =60×1034800 m/s =12.5 m/s 。