高中物理必修一力教案
發(fā)表時(shí)間:2022-01-07高一物理復(fù)習(xí)。
力的概念:
1.力是一個(gè)物體對(duì)另一個(gè)物體的作用。從這句話要領(lǐng)會(huì)出兩點(diǎn)意思:⑴力是離不開(kāi)物體而單獨(dú)存在的;⑵一物體受到力的作用,必定有另外一個(gè)物體對(duì)它施加這種作用。所以談力時(shí),一定要搞清受力物體和施力的物體。
2.重力的產(chǎn)生:由于地球的吸引而使物體受到的力。物體只要在地球上就要受此力。重力的方向:總是豎直向下。大?。篏=mgJaB88.cOm
重心:物體的各部分都受重力的作用于,從效果上看,我們可以認(rèn)為各部分受到的重力作用都集中于一點(diǎn),這個(gè)點(diǎn)就是物體所受重力的作用點(diǎn),稱(chēng)為物體的重心。物質(zhì)分布均勻的有規(guī)則形狀的物體的重心,在其幾何中心。
3.彈力的產(chǎn)生:當(dāng)物體發(fā)生形變時(shí),它就對(duì)迫使它發(fā)生形變的另一個(gè)物體產(chǎn)生彈力。
產(chǎn)生彈力的條件有兩條:⑴兩個(gè)物體相接觸;且⑵發(fā)生形變。缺一
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高一物理《重力》復(fù)習(xí)學(xué)案
高一物理《重力》復(fù)習(xí)學(xué)案
【學(xué)習(xí)目標(biāo)】
1.知道力是使物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生改變和發(fā)生形變的原因。
2.初步認(rèn)識(shí)力是物體間的相互作用,能分清受力物體和施力物體。
3.知道力的三要素,會(huì)用力的圖示和示意圖來(lái)表示力。
4.知道重力產(chǎn)生原因,理解重力的大小及方向,知道重心的概念。
5.初步了解四種基本相互作用力的特點(diǎn)和作用范圍。
【學(xué)習(xí)重點(diǎn)】力的概念、重力產(chǎn)生原因
【知識(shí)回顧】
一、力
1.概念
(1)力是物體間的相互作用,力總是成對(duì)出現(xiàn)的,這一對(duì)力的性質(zhì)相同。不接觸的物體間也可以有力的作用,如重力、電磁力等。
(2)力是矢量,其作用效果由大小、方向和作用點(diǎn)三個(gè)要素決定。力的作用效果是使物體產(chǎn)生形變或加速度。
2.力的圖示和示意圖
(1)力的圖示:力的圖示中,線段的長(zhǎng)短表示力的大小,箭頭的指向表示力的方向,箭尾(或箭頭)表示力的作用點(diǎn),線段所在的直線叫做力的作用線。
(2)力的示意圖:力的示意圖只能粗略表示力的作用點(diǎn)和方向,不能表示力的大小。
二、重力
1.產(chǎn)生:由于地球的吸引而使物體受到的力。
2.大?。篏=mg。
3.g的特點(diǎn)
(1)在地球上同一地點(diǎn)g值是一個(gè)不變的常數(shù)。
(2)g值隨著緯度的增大而增大。
(3)g值隨著高度的增大而減小。
4.方向:豎直向下。
5.重心
(1)相關(guān)因素:物體的幾何形狀;物體的質(zhì)量分布。
(2)位置確定:質(zhì)量分布均勻的規(guī)則物體,重心在其幾何中心;對(duì)于形狀不規(guī)則或者質(zhì)量分布不均勻的薄板,重心可用懸掛法確定。
三、四種基本相互作用
自然界中的四種基本相互作用是萬(wàn)有引力、電磁相互作用、強(qiáng)相互作用和弱相互作用
【習(xí)題專(zhuān)練】
一、力的概念典型習(xí)題精煉
1.關(guān)于力的說(shuō)法下列說(shuō)法正確的是()
A.力是物體對(duì)物體的作用
B.力是使物體產(chǎn)生形變和改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因
C.只有互相接觸的物體才存在相互作用力
D.若一物體是施力物體,則該物體一定同時(shí)也是受力物體
2.關(guān)于力的概念,下列說(shuō)法正確的是()
A.力是使物體發(fā)生形變和改變運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因
B.一個(gè)力必定聯(lián)系著兩個(gè)物體,其中每個(gè)物體既是施力物體又是受力物體
C.只要兩個(gè)力的大小相等,它們產(chǎn)生的效果一定相同
D.兩個(gè)物體相互作用,其相互作用力可以是不同性質(zhì)的力
3.下列說(shuō)法正確的是()
A.同學(xué)甲把同學(xué)乙推倒,說(shuō)明只有甲對(duì)乙有力的作用,乙對(duì)甲沒(méi)有力的作用
B.只有有生命的物體才會(huì)施力,無(wú)生命的物體只能受到力,不會(huì)施力
C.任何一個(gè)物體,一定既是受力物體,也是施力物體
D.在幾組力的圖示中,長(zhǎng)的線段所對(duì)應(yīng)的力一定比短的線段所對(duì)應(yīng)的力大
4.下列關(guān)于力的作用效果的敘述正確的是()
A.物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生改變必定是物體受到力的作用
B.物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)沒(méi)有發(fā)生改變,物體也可能受到力的作用
C.力的作用效果不僅取決于力的大小和方向,還與力的作用點(diǎn)有關(guān)
D.力作用在物體上,必定同時(shí)出現(xiàn)形變和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的改變
二、力的圖示和示意圖典型題型精講精練
1.用圖示法畫(huà)出下面的各力,并指出施力物體和受力物體。
(1)在水平桌面上重50N的書(shū)的重力;
(2)空氣對(duì)氣球的20N浮力;
(3)小孩以東偏北30°的方向拉小車(chē)的200N的拉力。
2.試畫(huà)出下圖中各物體所受重力的示意圖,并用G表示出來(lái)。
三、重力的概念典型習(xí)題精煉
1.下列敘述正確的有()
A.只有靜止的物體才受重力
B.空中飛行的子彈受重力的作用
C.重力就是物體對(duì)水平桌面的壓力
D.靜止時(shí)物體對(duì)水平桌面的壓力大小等于重力大小
2.一個(gè)圓臺(tái)狀能密封的容器裝滿液體后正立放置如1,倒立放置如2,兩個(gè)物體的重力正確的是()
A.G1=G2
B.G1G2
C.G1/spanG2
D.無(wú)法確定
3.關(guān)于重力和重心,下列說(shuō)法正確的是()
A.風(fēng)箏升空后,越升越高,說(shuō)明風(fēng)箏的重心相對(duì)風(fēng)箏的位置也越來(lái)越高
B.質(zhì)量分布均勻、形狀規(guī)則的物體的重心一定在物體上
C.舞蹈演員在做各種優(yōu)美動(dòng)作的時(shí)候,其重心相對(duì)身體的位置不斷變化
D.重力的方向總是垂直于地面向下
4.如圖所示,一個(gè)被吊著的空心均勻球殼,其內(nèi)部注滿了水,在球的底部有一帶閥門(mén)的細(xì)出水口。在打開(kāi)閥門(mén)讓水慢慢流出的過(guò)程中,球殼與水的共同重心將會(huì)()
A.一直下降
B.一直不變
C.先下降后上升
D.先上升后下降
5.如圖所示,n塊厚度為d的相同的磚塊,靠在一起平放在地面上。今將它們一塊一塊向上疊起來(lái),這堆磚的重心升高了多少?
四、四種基本相互作用習(xí)題專(zhuān)練
1.關(guān)于四種相互作用,下列說(shuō)法中錯(cuò)誤的是()
A.使原子核內(nèi)質(zhì)子、中子保持在一起的作用是電磁相互作用
B.在天然放射現(xiàn)象中起作用的基本相互作用是弱相互作用
C.萬(wàn)有引力和電磁相互作用是遠(yuǎn)程力,強(qiáng)相互作用和弱相互作用是近程力
D.地球繞太陽(yáng)旋轉(zhuǎn)而不離去是由于萬(wàn)有引力作用
知識(shí)歸納:
高一物理《功》復(fù)習(xí)學(xué)案
經(jīng)驗(yàn)告訴我們,成功是留給有準(zhǔn)備的人。高中教師要準(zhǔn)備好教案,這是高中教師需要精心準(zhǔn)備的。教案可以讓講的知識(shí)能夠輕松被學(xué)生吸收,幫助高中教師能夠更輕松的上課教學(xué)。高中教案的內(nèi)容具體要怎樣寫(xiě)呢?以下是小編為大家精心整理的“高一物理《功》復(fù)習(xí)學(xué)案”,僅供您在工作和學(xué)習(xí)中參考。
高一物理《功》復(fù)習(xí)學(xué)案
第二節(jié)功
(一)引入新課
初中我們學(xué)過(guò)做功的兩個(gè)因素是什么?(一是作用在物體上的力,二是物體在力的方向上移動(dòng)的距離。)
擴(kuò)展:高中我們已學(xué)習(xí)了位移,所以做功的兩個(gè)要素我們可以認(rèn)為是:①作用在物體上的力;②物體在力的方向上移動(dòng)的位移。
導(dǎo)入:一個(gè)物體受到力的作用,且在力的方向上移動(dòng)了一段位移,這時(shí),我們就說(shuō)這個(gè)力對(duì)物體做了功。在初中學(xué)習(xí)功的概念時(shí),強(qiáng)調(diào)物體運(yùn)動(dòng)方向和力的方向的一致性,如果力的方向與物體的運(yùn)動(dòng)方向不一致呢?相反呢?力對(duì)物體做不做功?若做了功,又做了多少功?怎樣計(jì)算這些功呢?本節(jié)課我們來(lái)繼續(xù)學(xué)習(xí)有關(guān)功的知識(shí),在初中的基礎(chǔ)上進(jìn)行擴(kuò)展。
(二)教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)
1、推導(dǎo)功的表達(dá)式
(1)如果力的方向與物體的運(yùn)動(dòng)方向一致,該怎樣計(jì)算功呢?
物體m在水平力F的作用下水平向前行駛的位移為s,如圖1所示,求力F對(duì)物體所做的功。
1
在問(wèn)題一中,力和位移方向一致,這時(shí)功等于力跟物體在力的方向上移動(dòng)的距離的乘積。
W=Fs
(2)如果力的方向與物體的運(yùn)動(dòng)方向成某一角度,該怎樣計(jì)算功呢?物體m在與水平方向成α角的力F的作用下,沿水平方向向前行駛的距離為s,如圖2所示,求力F對(duì)物體所做的功。
分析并得出這一位移為scosα。至此按功的前一公式即可得到如下:
計(jì)算公式:W=Fscosα
按此公式考慮(再根據(jù)公式W=Fs做啟發(fā)式提問(wèn)),只要F與s在同一直線上,乘起來(lái)就可以求得力對(duì)物體所做的功。在圖2中,我們是將位移分解到F的方向上,如果我們將力F分解到物體位移s的方向上,看看能得到什么結(jié)果?
由于物體所受力的方向與運(yùn)動(dòng)方向成一夾角α,可根據(jù)力F的作用效果把F沿兩個(gè)方向分解:即跟位移方向一致的分力F1,跟位移方向垂直的分力F2,如圖所示:
據(jù)做功的兩個(gè)不可缺少的因素可知:分力F1對(duì)物體所做的功等于F1s。而分力F2的方向跟位移的方向垂直,物體在F2的方向上沒(méi)有發(fā)生位移,所以分力F2所做的功等于零。所以,力F所做的功W=W1+W2=W1=F1s=Fscosα
力F對(duì)物體所做的功等于力的大小、位移的大小、力和位移夾角的余弦這三者的乘積。即:
W=Fscosα
W表示力對(duì)物體所做的功,F(xiàn)表示物體所受到的力,s物體所發(fā)生的位移,α力F和位移之間的夾角。功的公式還可理解為在位移方向的分力與位移的乘積,或力與位移在力的方向的分量的乘積。
例題1:F=100N、s=5m、α=37°,計(jì)算功W?W=400N·m。就此說(shuō)明1N·m這個(gè)功的大小被規(guī)定為功的單位,為方便起見(jiàn),取名為焦耳,符號(hào)為J,即1J=1N·m。
在國(guó)際單位制中,功的單位是焦耳(J)1J=1N·m
2、對(duì)正功和負(fù)功的學(xué)習(xí)
通過(guò)上邊的學(xué)習(xí),我們已明確了力F和位移s之間的夾角,并且知道了它的取值范圍是0°≤α≤180°。那么,在這個(gè)范圍之內(nèi),cosα可能大于0,可能等于0,還有可能小于0,從而得到功W也可能大于0、等于0、小于0。請(qǐng)畫(huà)出各種情況下力做功的示意圖,并加以討論。
認(rèn)真閱讀教材,思考老師的問(wèn)題。
(1)當(dāng)α=π/2時(shí),cosα=0,W=0。力F和位移s的方向垂直時(shí),力F不做功;
(2)當(dāng)α<π/2時(shí),cosα>0,W>0。這表示力F對(duì)物體做正功;
(3)當(dāng)π/2<α≤π時(shí),cosα<0,W<0。這表示力F對(duì)物體做負(fù)功。
總結(jié):
(1)功的正負(fù)表示是動(dòng)力對(duì)物體做功還是阻力對(duì)物體做功。
功的正負(fù)由力和位移之間的夾角決定,所以功的正負(fù)決不表示方向,而只能說(shuō)明做功的力對(duì)物體來(lái)說(shuō)是動(dòng)力還是阻力。當(dāng)力對(duì)物體做正功時(shí),該力就對(duì)物體的運(yùn)動(dòng)起推動(dòng)作用;當(dāng)力對(duì)物體做負(fù)功時(shí),該力就對(duì)物體運(yùn)動(dòng)起阻礙作用。
(2)功的正負(fù)是借以區(qū)別誰(shuí)對(duì)誰(shuí)做功的標(biāo)志。
功是標(biāo)量,只有量值,沒(méi)有方向。功的正、負(fù)并不表示功的方向,而且也不是數(shù)量上的正與負(fù)。我們既不能說(shuō)“正功與負(fù)功的方向相反”,也不能說(shuō)“正功大于負(fù)功”,它們僅表示相反的做功效果。正功和負(fù)功是同一物理過(guò)程從不同角度的反映。同一個(gè)做功過(guò)程,既可以從做正功的一方來(lái)表述也可以從做負(fù)功的一方來(lái)表述。
(3)一個(gè)力對(duì)物體做負(fù)功,往往說(shuō)成物體克服這個(gè)力做功。
例2:一個(gè)力對(duì)物體做了-6J的功,可以說(shuō)成物體克服這個(gè)力做了6J的功。打個(gè)比喻,甲借了乙10元錢(qián),那么從甲的角度表述,是甲借了錢(qián);從乙的角度表述,乙將錢(qián)借給了別人。
3、幾個(gè)力做功的計(jì)算
剛才我們學(xué)習(xí)了一個(gè)力對(duì)物體所做功的求解方法,而物體所受到的力往往不只一個(gè),那么,如何求解這幾個(gè)力對(duì)物體所做的功呢?
如圖所示,一個(gè)物體在拉力F1的作用下,水平向右移動(dòng)位移為s,求各個(gè)力對(duì)物體做的功是多少?各個(gè)力對(duì)物體所做功的代數(shù)和如何?物體所受的合力是多少?合力所做的功是多少?
解析:物體受到拉力F1、滑動(dòng)摩擦力F2、重力G、支持力F3的作用。重力和支持力不做功,因?yàn)樗鼈兒臀灰频膴A角為90°;F1所做的功為:W1=Fscosα,滑動(dòng)摩擦力F2所做的功為:W2=F2scos180°=-F2s。各個(gè)力對(duì)物體所做功的代數(shù)和為:W=(F1cosα-F2)s,根據(jù)正交分解法求得物體所受的合力F=F1cosα-F2合力方向向右,與位移同向;合力所做的功為:W=(F1cosα-F2)s
總結(jié):當(dāng)物體在幾個(gè)力的共同作用下發(fā)生一段位移時(shí),這幾個(gè)力對(duì)物體所做的功可以用下述方法求解:
(1)求出各個(gè)力所做的功,則總功等于各個(gè)力所做功的代數(shù)和;
(2)求出各個(gè)力的合力,則總功等于合力所做的功。
例3:一個(gè)質(zhì)量m=2kg的物體,受到與水平方向成37°角斜向上方的拉力F1=10N,在水平地面上移動(dòng)的距離s=2m。物體與地面間的滑動(dòng)摩擦力F2=4.2N。求外力對(duì)物體所做的總功。
解析:拉力F1對(duì)物體所做的功為W1=F1scos37°=16J。
摩擦力F2對(duì)物體所做的功為W2=F2scos180°=-8.4J。
外力對(duì)物體所做的總功W=W1+W2=7.6J。
實(shí)例探究
對(duì)“功”的理解
例1:水流從高處落下,對(duì)水輪機(jī)做3×108J的功,對(duì)這句話的正確理解是()
A.水流在對(duì)水輪機(jī)做功前,具有3×108J的能量
B.水流在對(duì)水輪機(jī)做功時(shí),具有3×108J的能量
C.水流在對(duì)水輪機(jī)做功后,具有3×108J的能量
D.水流在對(duì)水輪機(jī)做功的過(guò)程中,能量減少3×108J
解析:本題考查了功和能的關(guān)系,并且同實(shí)際中的科技應(yīng)用聯(lián)系起來(lái)。
解:根據(jù)“功是能量轉(zhuǎn)化的量度”可知,水流在對(duì)水輪機(jī)做功的過(guò)程中,有能量參與轉(zhuǎn)化,水流對(duì)水輪機(jī)做了3×108J的功,則有3×108J的機(jī)械能減少了。故答案應(yīng)選D。
點(diǎn)撥:功是能量轉(zhuǎn)化的量度是指做功的過(guò)程就是能量轉(zhuǎn)化的過(guò)程。做了多少功,就有多少能量發(fā)生轉(zhuǎn)化,絕不能說(shuō)功是能量的量度。
關(guān)于“功”的計(jì)算
例1:用水平恒力F作用在質(zhì)量為M的物體上,使之在光滑的水平面上沿力的方向移動(dòng)距離s,恒力做功為w1,再用該恒力作用于質(zhì)量為m(mM)的物體上,使之在粗糙的水平面上移動(dòng)同樣距離s,恒力做功為w2,則兩次恒力做功的關(guān)系是()
A.w1w2B.w1w2C.w1=w2D.無(wú)法判斷
分析:在粗糙水平面上移動(dòng)一段距離,跟在光滑水平面上移動(dòng)的相同距離,對(duì)力F做功來(lái)說(shuō),w=FS是相同的,即W1=W2。
解:正確選項(xiàng)為C.
點(diǎn)評(píng):求功時(shí),必須要明確哪個(gè)力在哪個(gè)過(guò)程中的功。根據(jù)功的定義,力F所做的功與F的大小及在F的方向上發(fā)生的位移大小的乘積有關(guān),與物體是否受其它力及物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)等其它因素均無(wú)關(guān)。即力做功具有獨(dú)立性。
例2:如圖所示,拉力F使質(zhì)量為m的物體勻速地沿著長(zhǎng)為L(zhǎng)傾角為的斜面的一端向上滑到另一端,物體與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為,分別求作用在物體上各力對(duì)物體所作的功。
分析:選物體為研究對(duì)象,其受力為拉力F,重力mg,彈力F1,摩擦力F2。
解:(1)拉力F對(duì)物體所做的功為WF=FL
由于物體作勻速運(yùn)動(dòng),故
所以
即拉力F對(duì)物體做正功,此拉力F,一般稱(chēng)為動(dòng)力或牽引力。
(2)重力mg對(duì)物體所做的功為:
即重力對(duì)物體做負(fù)功,即亦物體克服重力所做的功為
(3)摩擦力對(duì)物體所做的功為
即摩擦力對(duì)物體做負(fù)功。也可以說(shuō)是物體克服摩擦力做了功
(4)彈力F1對(duì)物體所做的功為,即彈力對(duì)物體不做功。
高一物理《功率》復(fù)習(xí)學(xué)案
高一物理《功率》復(fù)習(xí)學(xué)案
5.3功率
三維教學(xué)目標(biāo)
1、知識(shí)與技能
(1)理解功率的定義及額定功率與實(shí)際功率的定義;
(2)P=w/t,P=Fv的運(yùn)用。
2、過(guò)程與方法
(1)P=w/t通常指平均功率,為瞬時(shí)功率;
(2)P=Fv,分析汽車(chē)的啟動(dòng),注意知識(shí)的遷移。
3、情感、態(tài)度與價(jià)值觀:感知功率在生活中的實(shí)際應(yīng)用,提高學(xué)習(xí)物理科學(xué)的價(jià)值觀。
教學(xué)重點(diǎn):理解功率的概念,并靈活應(yīng)用功率的計(jì)算公式計(jì)算平均功率和瞬時(shí)功率。
教學(xué)難點(diǎn):正確區(qū)分平均功率和瞬時(shí)功率所表示的物理意義,并能夠利用相關(guān)公式計(jì)算平均功率和瞬時(shí)功率。
教學(xué)方法:教師啟發(fā)、引導(dǎo),學(xué)生自主閱讀、思考,討論、交流學(xué)習(xí)成果。
教學(xué)工具:投影儀、投影片、錄相資料、CAI課件。
教學(xué)過(guò)程:
第三節(jié)功率
(一)新課導(dǎo)入
在學(xué)習(xí)了功之后,我們來(lái)回憶一下這樣的問(wèn)題:力對(duì)物體所做的功的求解公式是什么?
功的定義式是:W=F·L·cosa。
一臺(tái)起重機(jī)在1min內(nèi)把lt重的貨物勻速提到預(yù)定的高度;另一臺(tái)起重機(jī)在30s內(nèi)把1t貨物勻速提到相同的高度。這兩臺(tái)起重機(jī)做的功是不是一樣呢?
兩臺(tái)起重機(jī)對(duì)物體做功的大小相同,那么這兩臺(tái)起重機(jī)做功有沒(méi)有區(qū)別呢?區(qū)別是什么?(區(qū)別就在于他們做功的快慢不一樣)為了進(jìn)一步研究力對(duì)物體做功的快慢,我們進(jìn)入這一節(jié)課的主題:功率
(二)進(jìn)行新課
1、功率:功率是描述力對(duì)物體做功快慢的物理量。
還是剛才這兩臺(tái)起重機(jī),它們對(duì)物體做功的快慢不同怎樣比較它們做功的快慢呢?它們完成這些功所用的時(shí)間不同,第一臺(tái)起重機(jī)做功所用時(shí)間長(zhǎng),我們說(shuō)它做功慢;第二臺(tái)起重機(jī)做同樣的功,所用的時(shí)間短,我們說(shuō)它做功快。
這樣研究的前提條件是什么?它們做的功相同,在做功大小相同的條件下比較所用的時(shí)間,時(shí)間越短,做功越快。
一臺(tái)起重機(jī)能在1min內(nèi)把1t的貨物提到預(yù)定的高度,另一臺(tái)起重機(jī)用30s把0.4t的貨物提到預(yù)定的高度。兩臺(tái)起重機(jī)誰(shuí)做功更快?你是用什么方法比較它們做功快慢的?
力F1對(duì)甲物體做功為W1,所用時(shí)間為t1;力F2對(duì)乙物體做功為W2,所用時(shí)間為t2,在下列條件下,哪個(gè)力做功快?
A.W1=W2,t1>t2B.W1=W2,t1<t2
C.W1>W(wǎng)2,t1=t2D.W1<W2,t1=t2
總結(jié):做功快慢的比較有兩種方式:一是比較完成相同的功所用的時(shí)間;另一是比較在相同的時(shí)間內(nèi)完成的功。
在物理學(xué)中,一個(gè)力所做的功W跟完成這些功所用時(shí)間t的比值w/t,叫做功率。用p表示,則P=w/t。那么功率的物理意義是什么?功率是描述力對(duì)物體做功快慢的物理量。
上式是功率的定義式,也是功率的量度式,P與w、t間無(wú)比例關(guān)系,做功的快慢由做功的物體本身決定。根據(jù)這一公式求出的是平均功率,同時(shí)這個(gè)公式變形后給我們提供了一種求功的方法:W=pt。
根據(jù)公式,功率的單位是什么?(J/s)瓦特,符號(hào)是W。
這兩種表示方法是等效的,以后我們就用瓦特作為功率的單位,符號(hào)是w,除了瓦特這個(gè)單位之外,功率還有一些常用單位,例如千瓦(kW),它和W之間的換算關(guān)系是1kW=1000W,另外還有一個(gè)應(yīng)該淘汰的常用單位馬力,1馬力=735W。
功率的這種定義方法叫做什么定義方法?(比值定義法)我們以前學(xué)過(guò)的哪一個(gè)物理量也是用這種方法來(lái)進(jìn)行定義的?
(1)這樣定義的物理量非常多,例如:密度的定義是質(zhì)量和體積的比值,壓強(qiáng)的定義是壓力和面積的比值,電阻的定義是電壓和電流的比值等。
(2)高中物理中的速度的定義是位移和時(shí)間的比值,加速度是速度變化量和時(shí)間的比值。
提示:某一個(gè)物理量與時(shí)間的比值叫做這個(gè)物理量的變化率,速度是位移的變化率,加速度是速度的變化率,功率應(yīng)該叫做功的變化率。
公式p=w/t是平均功率還是瞬時(shí)功率?
回答:(1)p=w/t指平均功率。(2)用這個(gè)公式也可以表示瞬時(shí)功率,當(dāng)△t→0。時(shí),即表示瞬時(shí)功率。
2、對(duì)額定功率和實(shí)際功率的學(xué)習(xí)
指導(dǎo)學(xué)生閱讀教材7頁(yè)“額定功率和實(shí)際功率”一段,提出問(wèn)題,你對(duì)“額定功率和實(shí)際功率”是怎樣理解的通過(guò)學(xué)生閱讀,培養(yǎng)學(xué)生的閱讀理解能力。
(1)額定功率:指機(jī)器正常工作時(shí)的最大輸出功率,也就是機(jī)器銘牌上的標(biāo)稱(chēng)值。
(2)實(shí)際功率:指機(jī)器工作中實(shí)際輸出的功率。
機(jī)器不一定都在額定功率下工作。實(shí)際功率總是小于或等于額定功率。實(shí)際功率如果大于額定功率容易將機(jī)器損壞。機(jī)車(chē)起動(dòng)過(guò)程中,發(fā)動(dòng)機(jī)的功率指牽引力的功率而不是合外力或阻力的功率。
3、功率與速度
提問(wèn)1:力、位移、時(shí)間都與功率相聯(lián)系,請(qǐng)同學(xué)們用學(xué)過(guò)的知識(shí)推導(dǎo)出功率與速度的關(guān)系式;推不出來(lái)的同學(xué)可以先閱讀教材“功率與速度”部分,然后自己再推導(dǎo)。
分析:公式的意義。
(1)P=Fv,即力F的功率等于力F和物體運(yùn)動(dòng)速度v的乘積。當(dāng)F與v不在一條直線上時(shí),則用它們?cè)谝粭l直線上的分量相乘。
(2)公式P=Fv中若v表示在時(shí)間t內(nèi)的平均速度,P表示力F在這段時(shí)間t內(nèi)的平均功率。
(3)如果時(shí)間t取得足夠小,公式P=Fv中的v表示某一時(shí)刻的瞬時(shí)速度時(shí),P表示該時(shí)刻的瞬時(shí)功率。
問(wèn)題2:汽車(chē)等交通工具在啟動(dòng)和行駛過(guò)程中,其牽引力和行駛速度是怎樣變化的?請(qǐng)同學(xué)們閱讀教材相關(guān)內(nèi)容,用自己的話加以解釋。
根據(jù)公式P=Fv
(1)當(dāng)功率P一定時(shí),F(xiàn)與v成反比,即做功的力越大,其速度就越小。當(dāng)交通工具的功率一定時(shí),要增大牽引力,就要減小速度。所以汽車(chē)上坡時(shí),司機(jī)用換檔的辦法減小速度來(lái)得到較大的牽引力。
(2)當(dāng)速度v一定時(shí),P與F成正比,即做功的力越大,它的功率就越大。汽車(chē)從平路到上坡時(shí),若要保持速率不變,必須加大油門(mén),增大發(fā)動(dòng)機(jī)功率來(lái)得到較大的牽引力。
(3)當(dāng)力F一定時(shí),功率P與速度v成正比,即速度越大,功率越大。起重機(jī)吊起同一物體時(shí)以不同的速度勻速上升,輸出的功率不等,速度越大,起重機(jī)輸出的功率越大。
4、實(shí)例探究
關(guān)于功率的計(jì)算
例1:質(zhì)量m=3kg的物體,在水平力F=6N的作用下,在光滑水平面上從靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)時(shí)間t=3s,求:
(1)力F在t=3s內(nèi)對(duì)物體所做的功?
(2)力F在t=3s內(nèi)對(duì)物體所做功的平均功率?
(3)在3s末力F對(duì)物體做功的瞬時(shí)功率?
解析:物體在水平力F的作用下,在光滑水平面上做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng),根據(jù)牛頓第二定律,可求出加速度a=F/m=2m/s2,則:物體在3s末的速度v=at=6m/s物體在3s內(nèi)的位移s=at2/2=9m
(1)力F做的功W=Fs=6×9J=54J
(2)力F在3s內(nèi)的平均功率P==18W
(3)3s末力F的瞬時(shí)功率P=Fv=6×6W=36W
關(guān)于機(jī)車(chē)的啟動(dòng)問(wèn)題
例2:汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的額定功率為60kW,汽車(chē)質(zhì)量為5t,汽車(chē)在水平路面上行駛時(shí),阻力是車(chē)重的0.1倍,g=10m/s2,問(wèn):
(1)汽車(chē)保持額定功率從靜止起動(dòng)后能達(dá)到的最大速度是多少?
(2)若汽車(chē)保持0.5m/s2的加速度做勻加速運(yùn)動(dòng),這一過(guò)程能維持多長(zhǎng)時(shí)間?
解析:(1)當(dāng)牽引力F大小等于阻力f時(shí),汽車(chē)的加速度a=0,速度達(dá)到最大值vm,據(jù)公式P=Fv,可得出汽車(chē)最大速度vmP額=Fv=fvmVm=p/F=P額/f=12m/s
(2)汽車(chē)做勻加速運(yùn)動(dòng)所能維持的時(shí)間應(yīng)該從開(kāi)始到汽車(chē)達(dá)到額定功率的時(shí)候,設(shè)汽車(chē)做勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí)的牽引力為F牽,阻力為f,據(jù)牛頓第二定律,有:F牽=f+ma=0.1mg+ma=7500N
當(dāng)汽車(chē)的功率增大到額定功率時(shí),汽車(chē)做勻加速過(guò)程結(jié)束,設(shè)這時(shí)汽車(chē)的速度為v′m,據(jù)功率公式P=Fv得:v′m=P額/F=8m/s
設(shè)汽車(chē)能維持勻加速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t0,則:
vm′=at0得:t0=vm′/a=16s
高一物理《彈力》復(fù)習(xí)學(xué)案
高一物理《彈力》復(fù)習(xí)學(xué)案
【學(xué)習(xí)目標(biāo)】
1.理解彈力產(chǎn)生的原因和產(chǎn)生條件。
2.會(huì)用“假設(shè)法”判定彈力的有無(wú)。
3.通過(guò)習(xí)題練習(xí),能夠正確畫(huà)出壓力、支持力、繩的拉力、桿的彈力的方向
【學(xué)習(xí)重點(diǎn)】彈力產(chǎn)生的條件,彈力有無(wú)的判斷,彈力方向的確定。
【知識(shí)回顧】
一、彈力
1.物體在力的作用下或會(huì)發(fā)生改變,這種變化叫做形變,
有些物體在形變后撤去作用力時(shí),能夠,這種形變叫彈性形變。
2.發(fā)生形變的物體,由于要,對(duì)跟它接觸的物體會(huì)產(chǎn)生力的作用,這種力叫做彈力.
3.彈力產(chǎn)生的條件:(1);(2)。
4.彈力有無(wú)的判定法:。
5.彈力的方向是從物體指向物體,與施力物體的形變方向.
(1)壓力的方向垂直于而指向的物體。
(2)支持力的方向垂直于而指向的物體。
(3)繩的拉力方向是。
(4)桿的彈力方向是。
【習(xí)題練習(xí)】
知識(shí)點(diǎn)1:彈力的產(chǎn)生條件
1.一個(gè)物體放在水平地面上,下列關(guān)于物體和地面受力情況的敘述中正確的是()
地面受到了向下的彈力是因?yàn)榈孛姘l(fā)生了形變地面受到了向下的彈力是因?yàn)槲矬w發(fā)生了形變
物體受到了向上的彈力是因?yàn)榈孛姘l(fā)生了形變物體受到了向上的彈力是因?yàn)槲矬w發(fā)生了形變
A.B.C.D.
2.下列說(shuō)法正確的是()
A.木塊放在桌面上所受到的向上的彈力是由于木塊發(fā)生微小形變而產(chǎn)生的
B.木塊放在桌面上對(duì)桌面的壓力是由于木塊發(fā)生微小形變而產(chǎn)生的
C.用細(xì)竹竿撥動(dòng)水中的木頭,木頭受到的竹竿的彈力是由于木頭發(fā)生形變而產(chǎn)生的
D.掛在電線下面的電燈對(duì)電線的拉力,是因?yàn)殡娋€發(fā)生微小形變而產(chǎn)生的
3.優(yōu)化P543、4、
知識(shí)歸納:
知識(shí)點(diǎn)2:彈力有無(wú)的判斷
假設(shè)法:要判斷物體在某一接觸位置是否受彈力作用,可假設(shè)將在此處與物體接觸的另一物體去掉,看物體是否在該位置保持原狀,若能則說(shuō)明無(wú)彈力,否則有彈力。
1.全優(yōu)P53基礎(chǔ)鞏固1、2、5
2.判斷圖中小球是否受到各接觸面得彈力作用。
3.2彈力習(xí)題課學(xué)案
知識(shí)歸納:
知識(shí)點(diǎn)3:彈力方向的確定
1.全優(yōu)P53例2
2.畫(huà)出甲圖中木棒和乙丙圖中小球所受彈力的示意圖。
3.2彈力習(xí)題課學(xué)案3.2彈力習(xí)題課學(xué)案丙
3.畫(huà)出圖1—6中物體A靜止時(shí)所受到的彈力方向.
3.2彈力習(xí)題課學(xué)案
圖1—6
知識(shí)歸納:
4.繩的彈力
3.2彈力習(xí)題課學(xué)案
3.2彈力習(xí)題課學(xué)案
5.桿的彈力
優(yōu)化P55能力提升3、
知識(shí)歸納: