功和功率的教学设计
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(通过此例题加深学生对功的公式的应用的认识,让学生充分体会做功的两个要素力和物体在力的方向上发生的位移。以及总功的求法有1、先求合外力,然后用功的公式求出总功。2、先求出各力做的功,然后把各力做的功进行代数和。3、利用动能定理。)
(2)正功与负功根据W=Flcos α可知:
0≤α<90°
α=90°
90°<α≤180°
功的正负
W>0
W=0
W<0
意义
力F对物体做正功
力F对物体不做功
力F对物体做负功
力F是动力还是阻力
动力
阻力
(除了可以利用力和位移夹角的关系去判断做正功和做负功,还可以利用力和瞬时速度的夹角关系去判断力做正功和负功,还可以利用功能关系去判断,此处需要补充这些知识)思考讨论,归纳得到,功的正负既不表示大小,也不表示方向,正功表示动力对物体做正功,让物体的动能增加,负功表示阻力对物体做负功,让物体的动能减少。
2、功率有平均功率和瞬时功率 ① P=W/t,P为平均功率 ②P=Fvcos α(α为F与v的夹角) ,v是平均速度,则p为平均功率。V是瞬时速度,则p为瞬时速度).
【例2】如图5-1-2所示,汽车在拱形桥上由A匀速率运动到B,以下说法正确的是 ( )
A.牵引力与克服摩擦力做的功相等
B.牵引力和重力做的总功大于克服摩擦力做的功
C.合外力对汽车不做功
D.重力做功的瞬时功率会变化
解析:牵引力和重力做的总功与摩擦力做的功的代数和为零,A、B错误;因汽车做匀速率运动,动能增量为零,故合外力对汽车不做功,C正确;重力做功的瞬时功率等于重力与重力方向的分速度的乘积,故瞬时功率会变化,D正确。
(通过此例题的讲解,让学生认识到计算瞬时功率时一定要注意力和瞬时速度的夹角一定不能丢。此题还复习了功能关系,让学生认识到用能量观点去解题的优越性,还让学生学习了如何求变力做的功。)
3、机动车的两种启动方式:对机动车等交通工具,在启动的时候,通常有两种启动方式,以恒定功率启动和以恒定加速度启动。现在比较如下:
两种方式
以恒定功率启动
以恒定加速度启动
P-t图
和v-t图
OA段
过程分析
v↑⇒F=↓⇒a=↓
a=不变⇒F不变P=Fv↑直到P额=Fv1
运动性质
加速度减小的加速直线运动
匀加速直线运动,维持时间t0=
AB段
过程分析
F=F阻⇒a=0⇒
F阻=
v↑⇒F=↓
⇒a=↓
运动性质
以vm匀速直线运动
加速度减小的加
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