高中物理 功与功率
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学习重点:1、功的概念2、功的两个不可缺少的要素3、机械功的计算公式4、功率的概念及其物理意义知识要点:(一)功的概念1、定义:如果一个物体受到力的作用,并且在力的方向上发生了一段位移,物理学中就说力对物体做了功。
2、做功的两个不可缺少的要素:力和物体在力的方向上发生的位移。
(分析一个力是否做功,关键是要看物体在力的方向上是否有位移)(二)功的公式和单位1、公式:W=F·Scosα即:力对物体所做的功,等于力的大小、位移的大小、力和位移夹角的余弦三者的乘积。
2、功的单位:在国际单位制中功的单位是“焦耳”,简称“焦”,符号“J”1J=1N·m(1焦耳=1牛·米)3、公式的适用条件:F可以是某一个力,也可以是几个力的合力,但F必须为恒力,即大小和方向都不变的力。
4、两种特殊情况:(从A运动到B)(1)力与位移方向相同,即α=0°W=F·S·cos0°=F·S(2)力与位移方向相反,即α=180°W=F·S·cos180°=-F·S5、公式中各字母的正负取值限制:F和S分别指“力的大小”和“位移的大小”即公式中的F和S恒取正值,α指力和位移之间的夹角,也就是力的方向和位移的方向之间的夹角,α的取值范围是:0°≤α≤180°。
6、参考系的选择:位移与参考系的选取有关,所以功也与参考系的选取有关。
在中学范围内,计算时一律取地面或相对于地面静止的物体作为参考系。
(三)正功与负功1、功的正负完全取决于α的大小:(1)当0°≤α<90°时,cosα>0,W>0,此时力F对物体做正功,该力称为物体的“动力”。
(2)当α=90°时,cosα=0,w=0,此时力F对物体做零功,或称力对物体不做功。
(3)当90°<α≤180°时,cosα<0,W<0,此时力F对物体做负功,或称物体克服力F做功,该力称为物体的“阻力”。
高中物理功和能公式整理高中物理功和能公式整理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、汽车最大行驶速度(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=-ΔEP学好高中物理的技巧(1)做好课前预习。
高中物理功和功率知识点在高中物理的学习中,功和功率是非常重要的概念,它们不仅是解决力学问题的基础,也是理解能量转化和守恒定律的关键。
下面咱们就来详细探讨一下这两个重要的知识点。
一、功1、功的定义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,我们就说这个力对物体做了功。
简单来说,功等于力与在力的方向上移动的距离的乘积。
用公式表示就是:W = Fs (其中 W 表示功,F 表示力,s 表示在力的方向上移动的距离)要注意的是,如果力和移动的距离方向相互垂直,那么这个力就不做功。
2、功的正负功是有正负之分的。
当力对物体做正功时,意味着力促使物体的运动,物体的能量增加。
比如,一个水平向右的力推动一个物体向右移动,这个力做的就是正功。
当力对物体做负功时,相当于力阻碍物体的运动,物体的能量减少。
比如,一个水平向左的力阻碍一个向右运动的物体,这个力做的就是负功。
正功和负功的判断,主要看力和位移的夹角。
当夹角在 0°到 90°之间时,力做正功;当夹角在 90°到 180°之间时,力做负功;当夹角等于90°时,力不做功。
3、常见的力做功情况(1)重力做功重力做功只与物体的初末位置的高度差有关,与物体运动的路径无关。
比如,一个物体从高处自由下落,不管它是直线下落还是曲线下落,重力做的功都只取决于下落的高度差。
(2)摩擦力做功摩擦力做功的情况比较复杂。
静摩擦力做功的情况相对较少,而动摩擦力做功与路径有关。
例如,一个物体在粗糙水平面上滑动,摩擦力做负功,会使物体的动能减少。
(3)弹力做功对于弹簧的弹力,当弹簧从伸长或压缩状态恢复到原长时,弹力做功。
4、合力做功合力做的功等于各个分力做功的代数和。
如果一个物体同时受到多个力的作用,可以分别计算每个力做的功,然后相加得到合力做的功。
二、功率1、功率的定义功率是表示做功快慢的物理量。
单位时间内所做的功叫做功率。
用公式表示为:P = W / t (其中 P 表示功率,W 表示功,t 表示做功所用的时间)功率的单位是瓦特(W),1 瓦特= 1 焦耳/秒。
高中物理功与功率知识点功率是指物体在单位时间内所做的功的多少,即功率是描述做功快慢的物理量。
功的数量一定,时间越短,功率值就越大。
求功率的公式为功率=功/时间。
下面小编给大家分享一些高中物理功与功率知识点,希望能够帮助大家,欢迎阅读!高中物理功与功率知识11、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.高中物理功与功率知识2功率的概念1. 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kW.2. 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,。
高中物理:电功和电功率【知识点的认识】1.电功(1)电功:电路中电场力移动电荷做的功.(2)公式:W=qU=IUt.(3)实质:电能转化成其他形式能的过程.2.电功率(1)定义:单位时间内电流做的功,表示电流做功的快慢.(2)公式:P==IU.3.电热:电流流过导体产生的热量.由焦耳定律来计算,Q=I2Rt.4.热功率:单位时间内的发热量,表达式为:P═I2R.【命题方向】(1)常考题型考查对电功与电热:功率为10w的发光二极管(LED灯)的亮度与功率为60W的白炽灯相当.根据国家节能战略,2016年前普通白炽灯应被淘汰.假设每户家庭有2只60W的白炽灯,均用10W的LED灯替代.估算出全国一年节省的电能最接近()A.8×108KW•h B.8×1010KW•h C.8×1011KW•h D.8×1013KW•h分析:全国大约有5.5亿户人家,每天亮灯时间大约4h,已知白炽灯和节能灯的额定功率和各自的工作时间,根据公式W=Pt可求节能灯少消耗的电能.解:全国一年节省的电能最接近W=Pt=2(0.06kW﹣0.01kW)×5.5×108×4h×365=8.03×1010kW•h.故选B.点评:本题考查的功率的计算,关键是要了解全国有多少家庭及每天亮灯时间.解题过程中要注意单位的换算,同时养成节能的好习惯.(2)第二类常考题型是考查电功率与热功率的理解:额定电压都是110V,额定功率P A=100W、P B=40W的电灯两盏,若接在外电压是220V的电路上,使每盏电灯均能正常发光,且电路中消耗的功率最小的电路是下图所示的()A.B.C.D.分析:由题可知,灯泡的电压相等,但是灯泡的功率不同,由此可以知道两种灯泡的电阻的大小不同,在由电路的串并联的知识先逐个分析灯泡能否正常的发光,再判断消耗的功率最小的电路.解:A、由于AB两个灯泡的电阻大小不同,所以直接把AB串连接入电路的话,AB的电压不会平分,AB不会同时正常发光,所以A错误;B、由于额定电压都是110V,额定功率P A=100W、P B=40W,由此可知R B>R A,把灯泡A与电阻并联的话,会使并联的部分的电阻更小,所以AB的电压不会平分,AB不会同时正常发光,所以B错误;C、由于额定电压都是110V,额定功率P A=100W、P B=40W,由此可知R B>R A,把灯泡B与电阻并联的话,可以使并联部分的电阻减小,可能使A与并联部分的电阻相同,所以AB能同时正常发光,并且电路消耗的功率与A灯泡的功率相同,所以总功率的大小为200W;D、把AB并联之后与电阻串连接入电路的话,当电阻的阻值与AB并联的总的电阻相等时,AB就可以正常发光,此时电阻消耗的功率为AB灯泡功率的和,所以电路消耗的总的功率的大小为280W;由CD的分析可知,正常发光并且消耗的功率最小的为C,所以C正确.故选C.点评:解答本题是一定要注意题目要同时满足两个条件即灯泡能够正常发光并且消耗的功率还要最小.此类问题的分析思路分两步:先分清哪个电路的灯泡能正常发光,这里可以从电压、电流、电功率三个量中任意挑选一个使其达到其额定值,其余两个也达到额定值;确定了正常发光的电路后,再比较哪一个的实际功率小,可以用计算的方法比较,也可以用定性分析的方法比较.【解题方法点拨】1.电功与电热、电功率与热功率的理解纯电阻电路非纯电阻电路实例白炽灯、电炉、电饭锅、电热毯、电熨斗及转子被卡住的电动机等电动机、电解槽、日光灯等电功与电热W=UIt=UqQ=I2Rt=tW=Q W=UIt=Uq,Q=I2RtW>Q电功率与热功率P电=UI,P热=I2R=P电=P热P电=UI,P热=I2RP电>P热2.电功和电热的处理方法无论在纯电阻电路还是在非纯电阻电路中,发热功率都是I2r.处理非纯电阻电路的计算问题时,要善于从能量转化的角度出发,紧紧围绕能量守恒定律,利用“电功=电热+其他能量”寻找等量关系求解.。
高中物理功的计算与功率的转换在高中物理学中,功是一个重要的概念,它描述了力对物体所做的工作。
同时,功率则衡量了单位时间内完成的功的多少。
本文将介绍如何计算功以及如何将功转换为功率。
一、功的计算在物理学中,功的计算公式为:功 = 力 ×距离× cosθ其中,力是施加在物体上的力,距离是物体在力作用下移动的距离,θ是力的方向与物体移动方向之间的夹角。
例如,如果一个人以40牛的力向前推一个质量为10千克的物体,物体在推力下移动了5米,则该人所做的功可以通过以下公式计算:功 = 40牛 × 5米 × cos0°= 200焦耳(J)二、功率的转换功率是描述单位时间内完成的功的多少,计算公式为:功率 = 功 / 时间其中,功以焦耳为单位,时间以秒为单位,功率以瓦特为单位。
例如,如果一个人以200焦耳的功向前推一个质量为10千克的物体,花费的时间为2秒,则该人的功率可以通过以下公式计算:功率 = 200焦耳 / 2秒= 100瓦特(W)三、功与功率的实际应用功和功率的概念在日常生活和工程领域中有着广泛的应用。
以下是两个例子:1. 电力消耗与功率在家庭用电中,我们常常会看到电器设备的功率标识,如电视机的功率为100瓦特。
这意味着当我们打开电视机并使其工作时,它每秒钟会消耗100焦耳的电能。
如果电视工作了1小时,那么所消耗的总电能为:总电能 = 功率 ×时间= 100瓦特 × 3600秒= 360,000焦耳(J)2. 汽车引擎的功率转换汽车引擎的功率通常用马力(horse power)来描述。
马力是一种功率单位,1马力约等于745.7瓦特。
当汽车引擎输出200马力时,我们可以使用下面的公式来计算其功率:功率 = 200马力 × 745.7瓦特/马力= 149,140瓦特(W)四、总结本文介绍了高中物理中功的计算方法以及如何将功转换为功率。
学习重点:1、功的概念2、功的两个不可缺少的要素3、机械功的计算公式4、功率的概念及其物理意义知识要点:(一)功的概念1、定义:如果一个物体受到力的作用,并且在力的方向上发生了一段位移,物理学中就说力对物体做了功。
2、做功的两个不可缺少的要素:力和物体在力的方向上发生的位移。
(分析一个力是否做功,关键是要看物体在力的方向上是否有位移)(二)功的公式和单位1、公式:W=F·Scosα即:力对物体所做的功,等于力的大小、位移的大小、力和位移夹角的余弦三者的乘积。
2、功的单位:在国际单位制中功的单位是“焦耳”,简称“焦”,符号“J”1J=1N·m(1焦耳=1牛·米)3、公式的适用条件:F可以是某一个力,也可以是几个力的合力,但F必须为恒力,即大小和方向都不变的力。
4、两种特殊情况:(从A运动到B)(1)力与位移方向相同,即α=0°W=F·S·cos0°=F·S(2)力与位移方向相反,即α=180°W=F·S·cos180°=-F·S5、公式中各字母的正负取值限制:F和S分别指“力的大小”和“位移的大小”即公式中的F和S恒取正值,α指力和位移之间的夹角,也就是力的方向和位移的方向之间的夹角,α的取值范围是:0°≤α≤180°。
6、参考系的选择:位移与参考系的选取有关,所以功也与参考系的选取有关。
在中学范围内,计算时一律取地面或相对于地面静止的物体作为参考系。
(三)正功与负功1、功的正负完全取决于α的大小:(1)当0°≤α<90°时,cosα>0,W>0,此时力F对物体做正功,该力称为物体的“动力”。
(2)当α=90°时,cosα=0,w=0,此时力F对物体做零功,或称力对物体不做功。
(3)当90°<α≤180°时,cosα<0,W<0,此时力F对物体做负功,或称物体克服力F做功,该力称为物体的“阻力”。
功率一、功率的概念:1、功率是描述做功快慢的物理量。
2、功和完成这些功所用的时间的比值,叫做功率。
3、功率是标量。
二、功率的公式和单位:1、定义式:(其中W代表功,t代表做功所用的时间,P代表功率)2、功率的单位:(1)在国际单位制中,功率的单位是瓦特,简称“瓦”,符号“W”1W=1J/S(1瓦=1焦/秒)(2)千瓦:符号“kw”1kw=1000w(1千瓦=1000瓦)三、平均功率与瞬时功率1、平均功率:其中是物体在t时间内的平均速度,α是F与之间的夹角。
2、瞬时功率:P=Fvcosα(当Δt→0时,为瞬时速度)其中v是物体在某一时刻的瞬时速度,α是F与v之间的夹角。
3、说明:如果作用于物体上的力为恒力,且物体以速度v做匀速直线运动,则力对物体做功的功率保持不变。
在这种情况下,任意一段时间内的平均功率与任一瞬间的瞬时功率都是相同的。
典型例题:例题1:如图所示,位于水平面上的物体A,在斜向上的恒定拉力作用下,正以v=2m/s 的速度向右做匀速直线运动。
已知F的大小为100N,方向与速度v的夹角为37°,求:⑴物体向右运动10s的过程中,拉力F对它做多少功?⑵拉力F对物体做功的功率是多大?(sin370=0.6,cos370=0.8)例2、质量m=2kg的物体从静止开始自由下落,求:(1)重力G在t=3s内对物体做的功(2)重力G在t=3s内对物体做功的平均功率(3)在3s末,重力G对物体做功的瞬时功率。
(取g=10m/s2)练习:1、用同样的力F分别推放在光滑水平面上的质量较小的物体A和放在粗糙水平面上的质量较大的物体B。
若A、B运动相同的位移,则:()A、F对A做功多B、F对B做功的平均功率大C、F对A、B做功一样大D、F对A和B做功的平均功率相等2、关于摩擦力做功的说法正确的是:()A、滑动摩擦力总是做负功B、滑动摩擦力可能做正功C、静摩擦力一定不做功D、静摩擦力可能做负功3、一悬绳吊着质量为m的物体,以大小为a的加速度竖直向上减速运动了一段距离h,则拉力对m做的功为:()A、mahB、m(a-g)hC、m(g+a)hD、m(g-a)h4、质量为m的物体固定在一斜面上,当斜面向左以加速度a做匀加速直线运动了距离S时,斜面对物体做功是多少:()A、masB、mgscosθC、mgssinθD、mascosθ5、质量为m的物体放在倾角为θ的斜面上,物体相对斜面静止向右匀速运动了距离s,则斜面对物体做功是多少:()A、mgscosθB、mgsinθC、0D、无法计算6、从空中以40m/s的初速度平抛一个重为10N的物体,物体在空中运动3s落地,不计空气阻力,取g=10m/s2,则物体落地时重力的瞬时功率是:()A、400WB、300WC、500WD、700W7、质量为2t的汽车的以30kW的功率在平直公路上行驶,能达到的最大速度为15m/s,当汽车速度为10m/s时,其加速度为:()A、0.5m/s2B、1m/s2C、1.5m/s2D、2m/s28、一辆汽车以恒定的功率沿倾角为30°的斜坡行驶时,汽车所受的摩擦阻力等于车重的2倍,若车匀速上坡时速度为v,则它下坡时的速度为:()A、vB、2vC、3vD、v9、质量m=3kg的物体,在水平力F=6N的作用下,在光滑的水平面上从静止开始运动,运动时间t=3s,求:(1)力F在t=3s内对物体做的功;(2)力F在t=3s内对物体做功的平均功率;(3)力F在3s末对物体做功的瞬时功率。
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。