高中物理功与功率知识点
1、功
(1)定义:物体受到力的作用,并在力的方向上发生一段位移,就说该力对物体做了功.
(2)两个必要条件:
做功的两个必要条件是力和物体在力的方向上的位移,两者缺一不可,功是过程量,即做功必定对应一个过程(位移),应明确是哪个力在哪个过程中的功.
(3)公式:(适用于恒力做功).
(4)对公式的理解:
①力F和s、的乘积(其中α是F和s两矢量的正向夹角).
②力F和scosα(位移在力的方向上的分量)的乘积.
③Fcosα(力在位移方向上的分量)和s的乘积.
其中α为F、s正方向之间的夹角,s为物体对地的位移.
(5)功是标量,但有正负之分.
①当时,W>0,力对物体做正功.
②当90°<α≤180°时,W<0,力对物体做负功,也可说物体克服该力做了功.
③当α=90°时,W=0,力对物体不做功,典型的实例有向心力不做功,洛仑兹力不做功.
(6)判断一个力做正功还是负功的方法
①根据力和位移方向的夹角判断,此法常用于判断恒力做的功. 由于功,当α=90°,即力和作用点的位移方向垂直时,力做的功为零.
②根据力和瞬时速度方向的夹角判断,此法常用于判断质点做曲线运动时变力做的功,当力的方向和瞬时速度方向垂直时,力不做功.
③根据物体或系统能量是否变化,彼此是否有能量的转移或转化进行判断,若有能量的变化,或系统内各物体间彼此有能量的转移或转化,则必定有力做功.
④以正负功的物理意义为依据,从阻碍运动还是推动运动入手分析,阻碍运动是阻力,阻力对物体做负功;推动物体运动是动力,动力做正功;对物体运动既不起阻碍作用,也不起推动作用,不做功. 此法关键是分析出某力是动力还是阻力.
(7)功是能量转化的量度,做功过程一定伴随能量转化,并且做多少功就有多少能量发生转化.
功率的概念
功率
(1)定义:功跟完成这些功所用的时间的比叫做功率,是表示物体做功快慢的物理量,标量.
(2)公式:①,②
式中v为瞬时速度,对于机车,式中F为牵引力而非合外力.
(3)单位:在国际单位制中,功率单位为W,常用的还有
平均功率和瞬时功率
(1)平均功率:表示力在一段时间内做功的平均快慢,。
(2)瞬时功率:表示力在某一时刻做功的快慢,大小为,θ为力的方向和速度方向之间的夹角,若θ=0,即F与v同向,有
(3)额定功率和实际功率
①额定功率是指动力机器长时间正常工作时的最大输出功率,额定功率是动力机器的重要性能指标,一个动力机器的额定功率是一定的.
②实际功率:指机器工作时的实际输出功率,即发动机产生的牵引力做功的功率. 实际功率可以等于或小于额定功率,实际功率长时间大于额定功率时会损坏机器.