一、功【预备知识】
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=Flcos α
(1)α是力与位移方向之间的夹角,l是物体对地的位移。
(2)该公式只适用于恒力做功。
3.功的正负
【注意】功是标量,正负不表示大小,正功表示动力做功,负功表示阻力做功
二、功率1.物理意义:描述力对物体做功的快慢。
2.公式
(1)P=W/t (P为时间t内的平均功率)。
(2)P=Fvcosα(α为F与v的夹角)。
若v为平均速度,则P为平均功率;若v为瞬时速度,则P为瞬时功率。
要点一 功的分析和计算【典型问题】
1.功的正负的判断方法
(1)恒力做功的判断:若物体做直线运动,依据力与位移的夹角来判断。
(2)曲线运动中功的判断:若物体做曲线运动,依据F与v的方向夹角来判断。
当0≤α<90°,力对物体做正功;
90°<α≤180°,力对物体做负功;
α=90°,力对物体不做功。
(3)依据能量变化来判断:根据功是能量转化的量度,若有能量转化,则必有力对物体做功。此法常用于两个相联系的物体之间的相互作用力做功的判断。
2.功的计算方法
(1)恒力做功
(2)变力做功
②当变力的功率P一定时,可用W=Pt间接求功,如机车以恒定功率启动时;
③将变力做功转化为恒力做功:当力的大小不变,而方向发生变化时,这类力的功(或克服该力的功)等于力和路程的乘积。
如:将质量为m的小球向上抛出,小球上升的最大高度为h,若阻力恒为f,则:重力做功——恒力的功W=0;
阻力做功——变力的功
W f =(-fh) (-fh)=-f·2h
(3)总功的计算
①先求合力,再求合力的功—合力恒定;
②先求每个力的功,再求各功的代数和。
要点二 功率的分析和计算1.平均功率的计算方法