2023學(xué)年完整公開課版功功率

3-1功功率合力做功功率正功和負(fù)功功問題引入

如圖所示，在建筑工地上,幾個起吊機(jī)勻速起吊建筑材料,建筑材料的重量、高度和所用時間列表如下，請問這4個起吊機(jī)做的功分別是多少？它們做功的快慢如何比較？sF1234起吊重量起吊高度所用時間做的功W

功率P8000N6000N4500N10000N6.0m3.0m9.0m20m10s5s20s80s

問題引入

如果一個物體受到力的作用，并在力的方向上發(fā)生一段位移，就說這個力對物體做了功。

一、功

1.定義2.做功的兩個必要因素

（1）力；s

（2）物體在力的方向上發(fā)生位移。F

如果物體在恒力F

的作用下，沿力F的方向發(fā)生一段位移s，則力對物體做的功為

如果恒力F

的方向與位移s成某一角度q，則力對物體做的功為

3.功的公式FFsF2FqsFqF1

當(dāng)

q=90°時，cosq=0,W=0,力對物體不做功。

當(dāng)

0°≤q

＜90°時，cosq

＞0,W＞0,力對物體做正功。

二、正功和負(fù)功1.正功2.零功sqssqGsFGFssFG拉物體前進(jìn)推物體前進(jìn)小球自由下落汽車水平前進(jìn)汽車沿斜面運(yùn)動汽車過弧形橋

當(dāng)90°＜

q≤180°時，cos

q＜0，W＜0,力對物體做負(fù)功。3.負(fù)功sssFf.G.G.汽車水平前進(jìn)汽車沿斜面運(yùn)動小球做上拋運(yùn)動qs

三、合力做功

當(dāng)有幾個力同時作用在物體上發(fā)生一段位移時，求合力做的功或求幾個力做的總功有兩條途徑：

（2）先求出各力所做的功，然后求這些功的代數(shù)和。

（1）先求合力，再求合力所做的功。GFfFNF

可以證明，合力做的功等于各分力所做功的代數(shù)和，即

例1如圖所示，物塊重98

N的，在與水平方向成37°斜向上的拉力作用下沿水平面移動10

m，已知物塊與水平面間的動摩擦因數(shù)為0.2，拉力的大小為100

N，求(1)作用在物塊上的各力所做的功；(2)各力對物塊做的總功；(3)合力對物塊做的功.

解：畫物塊受力圖，如圖所示。GFfFNF1FF2(1)各個力所做的功為將拉力

F分解為水平方向分力F1

和豎直方向分力F2。(2)各力對物塊做的總功為(3)作用在物塊上的合力為

合力對物塊做的功為

討論：分力做功的代數(shù)和等于合力做的功。GFfFNF1FF2

（2）貨物做勻加速運(yùn)動時，根據(jù)牛頓第二定律

例2

用起重機(jī)把重5.0×103N的貨物勻速提高3.0m，鋼繩的拉力做了多少功？若起重機(jī)以0.2m/s2

的加速度將貨物提高3.0m，則鋼繩的拉力做的功又是多少？

解：畫貨物受力圖，如圖所示。

（1）貨物做勻速運(yùn)動時，鋼繩的拉力為FG.

各個力所做的功和總功分別為

四、功率1.定義功W

跟完成這些功所用時間t的比值，叫做功率

。用P表示功率。2.公式3.單位W（瓦）1千瓦

=1000瓦，1馬力=0.735千瓦

其他單位kW（千瓦）、馬力5.對公式

P=Fv

討論

功率是描述力對物體做功快慢的物理量。4.功率的物理意義

（3）當(dāng)

v

一定時,P與F成正比()，其實(shí)際功率P

隨著力F的增大而增大。

（2）當(dāng)F一定時,P與v

成正比(),其實(shí)際功率P

隨著速度v的增大而增大。

（1）當(dāng)

P

一定時,F與v成反比(),即做功的力F越大，其速度v越小。

例3

一臺電動機(jī)的功率是10kW，用這臺電動機(jī)勻速提升1.5×103kg的貨物，提升速度是多大(不計(jì)空氣阻力)？

解:

貨物在勻速向上運(yùn)動時，受到兩個力的作用，如圖所示。

由P=Fv

得FG.

練習(xí)1.在下列各種情況下，物體受到哪些力的作用？這些力中哪些力在做功?是做正功還是做負(fù)功?哪些力不做功？

（1）小球在光滑的水平面上運(yùn)動。

（2）跳傘運(yùn)動員勻速下落。

（3）正在水平面上做勻速運(yùn)動的汽車。2.關(guān)于功的概念，下列說法中正確的是（）。A.力對物體做功越多，說明物體的位移一定越大B.力對物體做功越少，說明物體的受力一定越小C.力對物體不做功，說明物體無位移D.功是標(biāo)量，只有大小沒有方向D3.設(shè)在平直公路上以一般速度行駛的自行車，所受阻力約為車、人總重力的0.02倍，則騎車人的功率最接近于（）。A.10-1kWB.10-3kWC.1kWD.10kW4.汽車發(fā)動機(jī)的額定功率是6×104W，汽車行駛時受到的阻力為

3×103N，問汽車行駛的最大速度是多少？

解:

汽車以最大速度行駛時做勻速運(yùn)動，因此由P=Fv

得F=Ff

=3×103NFfF.A

5.如圖所示，在建筑工地上,幾個起吊機(jī)勻速起吊建筑材料,建筑材料的重量、高度和所用時間列表如下，請問這4個起吊機(jī)做的功分別是多少？它們做功的快慢如何比較？sF1234起吊重量起吊高度所用時間做的功W