人教版(新教材)高中物理必修2優(yōu)質(zhì)課件2：81-功與功率

第八章機(jī)械能守恒定律1.功與功率【新課導(dǎo)入】起重機(jī)豎直提升重物時(shí)，重物運(yùn)動(dòng)的方向與力的方向一致，則力對(duì)物體做的功為力的大小與重物移動(dòng)距離的乘積。更普遍的情形是物體運(yùn)動(dòng)的方向與力的方向不一致，例如馬拉雪橇?xí)r拉力方向和雪橇運(yùn)動(dòng)方向間有一個(gè)角度。這時(shí)應(yīng)當(dāng)怎樣計(jì)算功呢？在初中我們已經(jīng)學(xué)過(guò)功的初步知識(shí)，一個(gè)物體受到力的作用，如果在力的方向上發(fā)生一段位移，我們就說(shuō)這個(gè)力對(duì)物體做了功。sFF力對(duì)物體做功為W=Fs溫故知新一、功功的概念起源于早起工業(yè)發(fā)展的需求，當(dāng)時(shí)的工程師需要一個(gè)比較蒸汽機(jī)效能的辦法，在實(shí)踐中大家逐漸認(rèn)識(shí)到，當(dāng)燃燒同樣多的燃料時(shí)，機(jī)械舉起的重量與舉起高度的乘積可以用來(lái)來(lái)量度機(jī)器的效能，并且把物體的重量與其上升高度的乘積叫做功。貨物在起重機(jī)拉力的作用下發(fā)生一段位移，拉力就對(duì)貨物做了功；列車(chē)在牽引力作用下發(fā)生了一段位移，牽引力就對(duì)列車(chē)做了功；彈簧在手的壓力下發(fā)生形變也產(chǎn)生了一段位移，壓力就對(duì)彈簧做了功。1）作用在物體上的力。2）物體在力的方向上產(chǎn)生一段位移。

做功的兩個(gè)不可缺少的因素1、功的計(jì)算公式：

W=FL2、功的單位：焦耳，用符號(hào)“J”表示。物體在力的作用下，并在力的方向上發(fā)生了位移，這個(gè)力就對(duì)物體做了功。

說(shuō)明推而不動(dòng)：——花的力氣沒(méi)有成效，做的功等于零.做功實(shí)例s球離開(kāi)腳以后，由于慣性運(yùn)動(dòng)了一段距離。人做功了嗎？足球運(yùn)動(dòng)了一段距離，但是沒(méi)有力作用在球上，所以沒(méi)有力做功。如果F跟s方向互相垂直，力Ｆ不做功．人端盤(pán)子水平走動(dòng)，人做功了嗎？Fs1、力方向與位移方向垂直時(shí)，不做功；2、力方向與位移方向同向時(shí)，力對(duì)物體做功為W=FL力F方向與運(yùn)動(dòng)方向成某一角度a（a≠90°）時(shí)，力F對(duì)物體所做的功與角度a有關(guān)嗎？該怎么計(jì)算呢？當(dāng)力F

的方向與運(yùn)動(dòng)方向成某一角度時(shí)，可以把力F

分解為兩個(gè)分力：與位移方向一致的分力F1，與位移方向垂直的分力F

2

。設(shè)物體在力F

的作用下發(fā)生的位移的大小是l，則分力F1

所做的功等于F1

l。分力F2

的方向與位移的方向垂直，物體在F2

的方向上沒(méi)有發(fā)生位移，F(xiàn)2

所做的功等于0。因此，力F

對(duì)物體所做的功W

等于F1l，而F1

＝FcosαFαL小車(chē)受到力F的作用，F(xiàn)與水平面夾角為α，在水平路面上前進(jìn)L，求這個(gè)過(guò)程中拉力F對(duì)小車(chē)所做功的大??？FαLL1L2W1=FL1W==FLcosαW2=0FαLF1F2W1=F1L=FcosαLW2=0W=W=Flcos

α(α是F與L的方向夾角))αLFF1F2)αFLW=W1=FL1

=FLcosαW=W1=F1L=FcosαL探究功的一般表達(dá)式L1L2等效性原理功的一般表達(dá)式:W=Flcosαb

、功一定要指明是哪個(gè)力對(duì)物體做的功a

、力必須是恒力3、功的單位：W=F2·L=Flcosα恒力力的作用點(diǎn)對(duì)地的位移F、L夾角二、正功和負(fù)功如何找力與位移的夾角？答案：α答案：π-α答案：π-α答案：π-α

F

乙

L

αF

L

α

Lα

α

L

F丙甲丁F結(jié)論：將力向位移方旋轉(zhuǎn)，當(dāng)力與位移重合時(shí)，力所轉(zhuǎn)過(guò)的較小的角度就是力與位移方向的夾角。αcosαW力對(duì)物體做功情況0W=0F對(duì)物體不做功大于0W＞0F對(duì)物體做正功小于0W＜0F對(duì)物體做負(fù)功討論正功和負(fù)功1F對(duì)物體做正功W＞0α=π－1W＜0F對(duì)物體做負(fù)功正功的物理意義

：（1）從動(dòng)力學(xué)角度考慮：力F對(duì)物體做正功，這個(gè)力對(duì)物體來(lái)說(shuō)是動(dòng)力；（2）從能量角度考慮：力F對(duì)物體做功，是向物體提供能量的過(guò)程，即受力物體獲得了能量。負(fù)功的物理意義：（1）從動(dòng)力學(xué)角度考慮：力F對(duì)物體做負(fù)功，這個(gè)力是阻力；對(duì)物體的運(yùn)動(dòng)起阻礙作用。（2）從能量角度考慮：力F對(duì)物體做負(fù)功，這個(gè)過(guò)程是受力物體向外輸出能量的過(guò)程，即負(fù)功表示物體失去了能量。正功的意義是：力對(duì)物體做正功，表明此力的效果是促進(jìn)物體的運(yùn)動(dòng)，是動(dòng)力做功。負(fù)功的意義是：力對(duì)物體做負(fù)功，表明此力的效果是阻礙了物體運(yùn)動(dòng)，是阻力做功?？偨Y(jié)：功的正負(fù)表示是動(dòng)力或阻力做功。當(dāng)一個(gè)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)物體所做的總功，是各個(gè)力分別對(duì)物體所做功的代數(shù)和?？梢宰C明，它也就是這幾個(gè)力的合力對(duì)物體所做的功。先求出各個(gè)力所做的功，則總功等于各個(gè)力所做功的代數(shù)和。W總=W1+W2+······+Wn先求出各個(gè)力的合力，則總功等于合力所做的功。W總=F合Lcosα總功的計(jì)算方法【例題1】一個(gè)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(dòng)的距離為L(zhǎng)=5m，物體與地面間的滑動(dòng)摩擦力Ff＝100N.求：力對(duì)雪橇所做的總功。θ

F阻運(yùn)動(dòng)方向F雪橇在水平地面上移動(dòng)，受力情況如圖所示重力與支持力沿豎直方向，不做功拉力F對(duì)物體做功為

W1=Flcos37°=2000J摩擦力F阻對(duì)物體做功為負(fù)功W2=-F阻l=-500J力對(duì)物體所做的總功為二者的代數(shù)和，得W=W1＋W2=Flcos37°—F阻l

=1500J即：力對(duì)雪橇做的總功為1500Jθ

FF阻運(yùn)動(dòng)方向FNG解法一：θ

FF阻運(yùn)動(dòng)方向FNG解法二：雪橇在水平地面上移動(dòng)，受力情況如圖所示此時(shí)的合力為水平方向，即F合=Flcos37°—F阻=300N物體所受的合力F合對(duì)它做的功為

W2=-F合l=1500J即：力對(duì)雪橇做的總功為1500J（1）物理意義：是表示力對(duì)物體做功快慢的物理量。

（3）公式：

比值定義法（4）功率是標(biāo)量。功率表示做功過(guò)程中能量轉(zhuǎn)化的快慢。（5）功率的單位：瓦特（W）常用單位：kW1.功率的概念（2）定義：功W跟完成這些功所用時(shí)間t的比值三、功率說(shuō)明：即使是同一個(gè)力做功，做功的功率也可能是變化的，在一段時(shí)間內(nèi)力對(duì)物體做功的功率，實(shí)際上是這段時(shí)間內(nèi)力對(duì)物體做功的平均功率。平均功率：描述一段時(shí)間內(nèi)做功的平均快慢。瞬時(shí)功率：表示在某一時(shí)刻做功的快慢。t表示一段時(shí)間，此式表示平均功率2.平均功率和瞬時(shí)功率3.額定功率和實(shí)際功率

(1)額定功率：是指機(jī)器在額定轉(zhuǎn)速下可以長(zhǎng)時(shí)間工作的最大輸出功率，也就是機(jī)器銘牌上的標(biāo)稱值。(2)實(shí)際功率：是指機(jī)器在工作中實(shí)際輸出的功率。(3)機(jī)器不一定在額定功率下工作，機(jī)器正常工作時(shí)實(shí)際功率總是小于或等于額定功率，機(jī)器只能在短暫時(shí)間內(nèi)實(shí)際功率略大于額定功率，但不允許長(zhǎng)時(shí)間超過(guò)額定功率。由P=Fv

得解：勻速行使時(shí),汽車(chē)的牽引力F