《功與功率》課件人教版

學(xué)習(xí)目標(biāo)：

復(fù)習(xí)回顧

1、初中階段，我們已經(jīng)學(xué)習(xí)過功，功的定義是什么呢？

2、功率的物理意義是什么？力與在力的方向上移動的距離的乘積（W=FS）。單位時間內(nèi)做功的大小。思考討論F拉S力與運動的距離不在同一直線，功該怎么求？功1、定義：物體受到力的作用，并沿力的方向發(fā)生一段位移，則該力對物體做了功。初中階段沒有位移的概念，因此模糊地定義為距離，此處明確必須要在力的方向上移動的位移。做功的兩個必要因素：（1）有力作用在物體上；（2）在這個力的作用下沿這個力的方向上有位移；2、公式：W=FlFl功若力的方向與位移的方向有夾角θ，則將位移分解在力的方向上后再相乘或?qū)⒘Ψ纸庠谖灰品较蚝笤傧喑恕?/p>

注意事項：①F是作用在物體上的某個力（如G、N、f等），但一定是恒力；②l是F的作用點發(fā)生的位移；③α是矢量F和l的夾角;力對物體做的功只與F、l

、α三者有關(guān)，與物體的運動狀態(tài)等因素?zé)o關(guān)。功3、功的單位：焦耳，簡稱焦，符號J物理意義：1J等于1N的力使物體在力的方向上發(fā)生1m位移的過程中所做的功，所以1J＝1N×1m＝1N·m4、功是標(biāo)量。只有大小，沒有方向（但有正負之分）5、三種不做功的情況（1）有力無位移；（2）有位移無力；（3）力和位移垂直；做功的實例練握力時握力器在力的方向上有運動的距離，握力做功手拉行李箱時行李箱在力的方向上有運動的位移，拉力做功。做功的實例塔吊往上拉物體時，物體在力的方向有位移，拉力有做功。物體在水平方向上平動時，在拉力的方向沒有位移，拉力不做功。背著包在水平面上行走時，背包的力豎直向上，背包在水平方向有位移，力與位移垂直，背包的力不做功。正功和負功

功的正負只表示力的方向與位移的方向的關(guān)系，不表示功的大小或功的方向！思考討論剛剛我們討論的都是單個力的情況，那一個物體受多個力作用時做的功又是多少呢？方法一：方法二：

先求各個力所做的功，再求這幾個功的代數(shù)和。F1做功W1，F(xiàn)2做功W2，F(xiàn)3做功W3,···，則W總=W1+W2+W3+···通過以上活動，學(xué)生經(jīng)歷、體驗、領(lǐng)悟眼睛成像的原理，從而由感性認識上升到理性認識，突破重難點?？键c五實驗：驗證動量守恒定律(1)現(xiàn)象：物體的不同部分在內(nèi)力的作用下向相反方向運動．（一）知識與技能非完全彈性碰撞 守恒 有損失考點四核反應(yīng)類型與核反應(yīng)方程[板書]速度等于運動物體在單位時間內(nèi)通過的路程．若人船系統(tǒng)在全過程中動量守恒，則這一系統(tǒng)在全過程中的平均動量也守恒．如果系統(tǒng)由兩個物體組成，且相互作用前均靜止，相互作用后均發(fā)生運動，則由m1v1＝－m2v2得m1x1＝－m2x2.該式的適用條件是：4．核反應(yīng)遵循質(zhì)量數(shù)守恒而不是質(zhì)量守恒，核反應(yīng)過程中反應(yīng)前后的總質(zhì)量一般會發(fā)生變化．三、碰撞②原子核的核電荷數(shù)＝質(zhì)子數(shù)，原子核的質(zhì)量數(shù)＝質(zhì)子數(shù)＋中子數(shù)．例題講解【例1】一個質(zhì)量為150kg的雪橇，受到與水平方向成37°角斜向上方的拉力，大小為500N，在水平地面上移動的距離為5m。地面對雪橇的阻力為100N，cos37°＝0.8。求各力對雪橇做的總功。解拉力在水平方向的分力為Fx＝Fcos37°，它所做的功為W1＝Fx

l＝Flcos37＝500×5×0.8J＝2000J阻力與運動方向相反，兩者夾角為180°，它所做的功為W2＝F

阻

lcos180°＝－100×5J＝－500J力對物體所做的總功為二者的代數(shù)和，即W＝W1＋W2＝2000J－500J＝1500J力對雪橇所做的總功是1500J。變力做功這里特別強調(diào)了適用于恒力做功，那變力做功可以求出功嗎？

F一定是恒力，即大小和方向都不變變力做功①微元法求變力做功將運動的過程分成很多小段，在這些小段中，力可以看作恒力，可以使用恒力做功的公式，最后再求數(shù)量和?！纠?】一輛馬車在力F=100N的作用下繞半徑為50m的圓形軌道做勻速圓周運動，當(dāng)車運動一周回到原位置時，車子克服阻力所做的功為多少？分析：阻力的方向時刻在變，是變力做功的問題，不能直接由功的公式計算。但可以將這個過程分成很多小段，當(dāng)每個小段足夠小時，路程可以看成是位移，可以使用恒力做功的方式進行求解。ΔxΔsF解：Wf=fΔs1cosπ＋fΔs2cosπ＋fΔs3cosπ＋fΔs4cosπ＋……=–fs=–Fs=–F×2πR=–3.14×104J

W克=–Wf=3.14×104J變力做功②平均值法求變力做功如果可以將力的整個過程作用的平均值求出來，也可以將整個平均值作為恒力來使用?！纠?】用鐵錘將一鐵釘擊入木塊，設(shè)木塊對鐵釘?shù)淖枇εc鐵釘進入木塊內(nèi)的深度成正比.在鐵錘擊第一次時，能把鐵釘擊入木塊內(nèi)1cm，問擊第二次時，能擊入多少深度?(設(shè)鐵錘每次做功相等)

分析：鐵錘每次做功都用來克服鐵釘阻力做的功，但摩擦阻力不是恒力，其大小與深度成正比，F(xiàn)=-f=kx，可用平均阻力來代替.如圖x1x2變力做功③圖像法求變力做功如果可以畫出F-x圖像，可以利用F-x圖像所圍成的面積大小就是功的大小的方式來進行求解?！纠?】用鐵錘將一鐵釘擊入木塊，設(shè)木塊對鐵釘?shù)淖枇εc鐵釘進入木塊內(nèi)的深度成正比.在鐵錘擊第一次時，能把鐵釘擊入木塊內(nèi)1cm，問擊第二次時，能擊入多少深度?(設(shè)鐵錘每次做功相等)分析：恒力做功時，F(xiàn)與x圖象如右圖，W=S=F0x0xFOx0F0

xFOx1x2kx1kx2例題講解【例4】關(guān)于功的論述，下列說法正確的是()

A、大的力一定比小的力做的功多

B、+5J的功比-5J的功多

C、+10J功比+5J的功多

D、+5J的功與-5J的功方向相反C點撥：功的正負不表示功的大小例題講解【例5】兩質(zhì)量相等的物體A、B分別放在粗糙水平面上和光滑的水平面上，在同樣的拉力F作用下，產(chǎn)生相同的位移S，則拉力()A、對A做的功多B、對B做功多

C、一樣多D、以上都有可能粗糙

光滑ABFFθ

θ

C點撥：力對物體做的功只與F、

l

、α三者有關(guān)，與物體的運動狀態(tài)等因素?zé)o關(guān)例題講解【例6】一學(xué)生用100N的力將質(zhì)量為0.5kg的球迅速踢出，球在水平路面上滾出20m遠，則該學(xué)生對球做的功是（）

A、2000J

B、1000J

C、16J

D、無法確定D點撥：公式中F為恒力，且F、l必須具有同時性、同體性。例題講解【例7】如圖示，一個質(zhì)量m＝150kg的雪橇，受到與水平方向成37°角的斜向上方的拉力F=500N，在水平地面上移動的距離為5m，物體與地面間的滑動摩擦力f＝100N。(cos37o=0.8)求：（1）各個力對物體所做的功；（2）各個力對物體做功的代數(shù)和。（3）物體所受的合力；（4）合力對物體做的功。FαmgfFN解：（1）拉力F對物體所做的功為W1=Flcos37°=2000J

摩擦力F阻對物體所做的功為W2=F阻lcos180°=-500J

（2）各力做功的代數(shù)和W=W1＋W2=1500J

（3）物體所受的合力F合＝Fcos37°－F阻＝300N

（4）合力對物體所做的功W=F合l＝1500J最后的麥客思考討論古老的職業(yè)——麥客，為何在當(dāng)代會受到生存的威脅？麥客一天能收割1畝地，收割機一天能收割100-200畝地，與傳統(tǒng)的手工收割相比，收割機不僅效率高，還更安全，對人體更無害，工序更簡單。效率：相同時間內(nèi)做功的多少，做功越多，工作效率就越高。此次的效率，我們又叫功率。功率1.定義：功跟完成這些功所用時間的比值，叫做功率。物理意義：單位時間內(nèi)物體做功的大小，表示物體做功的快慢。

2.符號：P4.單位：在國際單位制中，功率的單位是瓦特，簡稱瓦，符號是W，1W＝1J/s常用單位：kW1kW=1000W功率是標(biāo)量，只有大小沒有方向例題講解【例8】一臺機器用2分鐘時間做了6×104J的功，這臺機器的功率是多少？

【例9】關(guān)于功率，下列說法中正確的是（）

A、功率是說明做功多少的物理量

B、功率是說明力做功快慢的物理量

C、做功時間越長，功率一定小

D、力做功越多，功率一定大B功率的影響因素：功的大小和做功的時間路程是“s”，那么這個運動物體的速度該如何表示呢?請大家寫出速度的表示式．(4)箱子對水平面的壓力和壓強。（2）你還想知道什么？請到.Cn/czwl/kcbl看一看。③用刻度尺測量雙縫到光屏的距離l(d是已知的)．教師可以適當(dāng)介紹恐高癥和患近視眼的人老了，他很可能既是近視眼，又是老花眼。戴上邊是凹透鏡下邊是凸透鏡的鏡片。介紹激光治療近視的原理。拓寬學(xué)生的視野，激發(fā)求知欲望，激起學(xué)生保護眼睛的欲望。也體現(xiàn)了新課程標(biāo)準(zhǔn)“從生活走向物理，從物理走向社會。”的發(fā)展理念。三、光的波粒二象性與物質(zhì)波1．放不放光電子，看入射光的最低頻率．發(fā)生光電效應(yīng)時，金屬表面上的電子吸收光子后克服原子核的引力逸出時所具有動能的最大值．(2)當(dāng)光子能量大于或等于13.6eV時，也可以被處于基態(tài)的氫原子吸收，使氫原子電離；當(dāng)處于基態(tài)的氫原子吸收的光子能量大于13.6eV時，氫原子電離后，電子具有一定的初動能．三、情感態(tài)度與價值觀1．α粒子散射實驗的結(jié)果考點三光的偏振現(xiàn)象的理解(3)三種射線：放射性元素放射出的射線共有三種，分別是α射線、β射線、γ射線．思考討論什么是額定功率？這個參數(shù)對汽車來說意味著什么？額定功率與實際功率（1）額定功率：指機器正常條件下可以長時間工作的最大輸出功率。（2）實際功率：指機器工作中實際輸出的功率。如剛剛汽車的額定功率、燈泡銘牌上的額定功率。例如汽車低速平地行駛時的功率、電壓不足時電燈的功率實際功率總是小于額定功率。實際功率如果大于額定功率容易將機器損壞。機車發(fā)動機的功率指牽引力的功率而不是合外力或阻力的功率。起重機調(diào)起貨物的功率指鋼繩拉力的功率。功率的另一種表示方式W＝FlcosαP＝tWP＝FvcosαP＝tFlcosαvFαv1v2FαvF2F1P＝vFcosαP＝Fvcosαv＝tl功率的另一種表達形式P＝Fvcosα（α是F與v的夾角）功率的另一種表示方式P=Fv

（2）V一定，P∝F，速度一定時，力越大，功率越大（3）F一定，P∝V，力一定時，速度越大，功率越大汽車爬坡時，換低速擋，換取大的動力汽車上坡，不減速，加油吊車勻速吊重物，V越大,P也越大例題講解【例10】發(fā)動機的額定功率是汽車長時間行駛時所能輸出的最大功率。某型號汽車發(fā)動機的額定功率為60kW，在水平路面上行駛時受到的阻力是1800N，求發(fā)動機在額定功率下汽車勻速行駛的速度。假定汽車行駛速度為54km/h時受到的阻力不變，此時發(fā)動機輸出的實際功率是多少？分析實際功率不一定總等于額定功率，大多數(shù)情況下輸出的實際功率都比額定功率小，但在需要時，短時間也可以輸出更大的功率。題目中說“受到的阻力不變”，表明本題對于較低速度行駛時發(fā)動機的輸出功率只要求估算。例題講解【例10】發(fā)動機的額定功率是汽車長時間行駛時所能輸出的最大功率。某型號汽車發(fā)動機的額定功率為60kW，在水平路面上行駛時受到的阻力是1800N，求發(fā)動機在額定功率下汽車勻速行駛的速度。假定汽車行駛速度為54km/h時受到的阻力不變，此時發(fā)動機輸出的實際功率是多少？

例題講解【例11】馬拉著車在20分內(nèi)以18Km/h的速度勻速前進，如果馬的拉力為300N，求馬拉車的功率。

關(guān)于平均功率和瞬時功率平均功率：描述在一段時間內(nèi)做功的平均快慢

瞬時功率：表示在某一時刻做功的快慢當(dāng)t表示一段時間時，此式表示平均功率當(dāng)t很短很短時，此式表示瞬時功率P＝Fvcosα若v表示平均速度，則P表示平均功率若v表示瞬時速度，則P表示瞬時功率例題講解【例12】一臺起重機將靜止在地面上、質(zhì)量為m＝1.0×103kg的貨物勻加速豎直吊起，在2s末貨物的速度v＝4m/s.(g取10m/s2，不計額外功)求：(1)起重機在這2s內(nèi)的平均功率；(2)起重機在2s末的瞬時功率．

思考【例13】每年春節(jié)前，溫州農(nóng)村都有搗年糕的習(xí)俗，借此來寓意“年年發(fā)財、步步高升”．搗年糕時，一人將“石杵”一起一落揮動，另一人在“石杵”揮動的間隙迅速翻動米粉團，直到米粉團柔軟而有彈性．已知“石杵”質(zhì)量為20kg，每分鐘上下?lián)]動20下，每次重心上升的高度約為90cm，則人揮動“石杵”做功的平均功率約為()A．60WB．120W

C．180W

D．540WA

ρ＝MV＝gR2G43πR3＝3g4πGR，R＝3g4πGρ，RR地＝3g4πGρ·4πGρ地3g地＝gg地＝4[解析]由GMmR2＝mg得M＝gR2G.3．電勢能：通過庫侖力做功判斷電勢能的增減．當(dāng)n減小，即軌道半徑減小時，庫侖力做正功，電勢能減??；反之，n增大，即軌道半徑增大時，電勢能增加．(2)設(shè)地球的質(zhì)量為M，對于在地球表面的物體m表有GMm表R20＝m表g，即GM＝R20g[生]看看他們誰跑在最前面，跑在最前面的人跑的路程最長，而時間一樣．·學(xué)校田徑運動會100m決賽②氫原子的半徑公式：rn＝n2r1(n＝1,2,3，…)，其中r1為基態(tài)半徑，又稱玻爾半徑，其數(shù)值為r1＝0.53×10－10m.答案：(1)箱子頂部受到水的壓強為p1=ρgh1=1×103kg／m3×9.8N／kg×0.2m＝1960Pa，（二）眼睛看物原理①氫原子的能級公式：En＝1n2E1(n＝1,2,3，…)，其中E1為基態(tài)能量，其數(shù)值為E1＝－13.6eV.(1)結(jié)合能教材內(nèi)容分為三部分，液體壓強的特點、液體壓強、與液體密度和深度的關(guān)系、液體壓強的具體應(yīng)用。也可以將前兩部分看作通過實驗探索液體壓強的規(guī)律、理論推導(dǎo)液體壓強的規(guī)律。(1)一群原子和一個原子：氫原子核外只有一個電子，這個電子在某個時刻只能處在某一個可能的軌道上，在某段時間內(nèi)，由某一軌道躍遷到另一個軌道時，可能的情況只有一種，但是如果容器中盛有大量的氫原子，這些原子的核外電子躍遷時就會有各種情況出現(xiàn)了．機車啟動問題P＝Fv發(fā)動機的實際功率發(fā)動機的牽引力機車的瞬時速度①當(dāng)汽車以額定功率P啟動時，F(xiàn)與v成反比。FvOfvtvmPtP額在速度未達到最大速度vm之前，牽引力與速度的關(guān)系為P=F牽·v=(ma+f)·v，由于v↑，所以F牽↓，a↓，當(dāng)v達到最大速度vm時，F(xiàn)牽=f，a=0，汽車做勻速直線運動。OOOat機車啟動問題②當(dāng)汽車以恒定加速度a啟動時