【課件】功和功率+課件高一下學(xué)期物理人教版（2019）必修第二冊(cè)

8.1功與功率學(xué)習(xí)目標(biāo)：1.理解功的定義以及會(huì)判斷一個(gè)力是否做功。2.會(huì)利用功的計(jì)算式進(jìn)行簡(jiǎn)單的功的計(jì)算。3.能夠理解功是標(biāo)量且功是有正負(fù)的。4.會(huì)計(jì)算合力的總功。初中階段：

一個(gè)物體受到力的作用，如果在力的方向上移動(dòng)一段距離，我們就說(shuō)這個(gè)力對(duì)物體做功。FFS高中階段：

物體受到力的作用，并沿力的方向上發(fā)生一段位移，則該力對(duì)物體做了功。力對(duì)物體做功為

W=FS做功的兩個(gè)必要因素：

（1）作用在物體上的力。

（2）物體在力的方向上發(fā)生一段位移。判斷下列情形中有無(wú)做功？推箱子未推動(dòng)一直端著好累??！mgF支冰壺在光滑水平地面上勻速直線滑行叉車(chē)勻速抬升貨物FFL計(jì)算：（1）如果力的方向與物體的運(yùn)動(dòng)方向一致，應(yīng)如何計(jì)算這個(gè)力的功？（2）如果力的方向與物體的運(yùn)動(dòng)方向垂直，應(yīng)如何計(jì)算這個(gè)力的功？F支F支L問(wèn)題：如果力的方向與物體的運(yùn)動(dòng)方向成某一角度，應(yīng)如何計(jì)算這個(gè)力的功？FFLαα方法一：把F分解到位移方向上；LFF1F2FF1F2方法二：把L分解到力F方向上；LFL1ααFL2α力對(duì)物體所做的功，等于力的大小位移的大小，力與位移夾角的余弦這三者的乘積。

W

=

F

L

cosα對(duì)W

=

F

L

cosα公式的認(rèn)識(shí)：F——作用在物體上的力（恒力，可是某個(gè)力或合力）；L——物體（力的作用點(diǎn)）在F力的作用下的位移；α——F與L正方向之間的夾角（0～1800）；注意：①做功只與F、L、α三者有關(guān)與運(yùn)動(dòng)形式無(wú)關(guān)；

②計(jì)算功時(shí)，一定要明確是計(jì)算哪個(gè)力在哪段位移上對(duì)哪個(gè)物體所做的功，

不能張冠李戴。功的國(guó)際單位：焦耳（J）1焦耳的意義？1J等于1N的力使物體在力的方向上發(fā)生1m的位移時(shí)所做的功。功的正負(fù)：下列圖中，各力做功會(huì)怎樣？其中F=100N，S=1m，cos1500

=

-

cos300FαSα=1500FαSα=300FαSα=300W=FScos(1800-α)=86.6JW=FScos(1800-α)=-86.6JW=FScosα=86.6J功標(biāo)量，但有正負(fù)之分所謂正功負(fù)功，是反映力對(duì)物體發(fā)生位移的作用效果。若為正功，表明該力促進(jìn)了物體的運(yùn)動(dòng)，動(dòng)力做功；若為負(fù)功，表明該力阻礙了物體的運(yùn)動(dòng)，阻力做功；

當(dāng)0°≤α＜

90°時(shí)，

當(dāng)90°＜α≤180°時(shí)，cosα﹤0,W﹤0W﹤0表示力對(duì)物體做負(fù)功----阻力做功

GFNαvFvVFααcosα﹥0,W﹥0W﹥0表示力對(duì)物體做正功----動(dòng)力做功

當(dāng)α=

90°時(shí)，

cosα=0,W=0W=O表示力對(duì)物體不做功某力對(duì)物體做負(fù)功，往往說(shuō)成“物體克服某力做功”（取絕對(duì)值），兩種說(shuō)法的意義是等同的。（1）功是過(guò)程量，和某段位移相對(duì)應(yīng)。

L是力的作用點(diǎn)相對(duì)地面的位移對(duì)功的公式的進(jìn)一步理解：W=

FLcosα（2）利用這個(gè)公式計(jì)算做功時(shí)，一定要明確是哪個(gè)恒力對(duì)物體做了功。

實(shí)例分析：外力的總功：(1)合力的功等于各分力所做功的代數(shù)和，即

W總=W1+W2+W3+....+Wn(2)先求出合力，然后求總功，表達(dá)式為

W總=F合Lcosα當(dāng)物體在幾個(gè)力的共同作用下發(fā)生一段位移L時(shí)，這幾個(gè)力對(duì)物體做的總功，等于各分力分別對(duì)物體所做功的代數(shù)和，也等于這幾個(gè)力的合力對(duì)物體所做的功。（α為合力與位移方向的夾角）例題：一個(gè)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(dòng)的距離為5m。地面對(duì)雪橇的阻力為100N，cos37°=0.8。求各力對(duì)雪橇做的總功？摩擦力做功的計(jì)算例1.一個(gè)木箱放置在勻加速上升的自動(dòng)扶梯上，隨自動(dòng)扶梯一起上升，跟扶梯保持相對(duì)靜止。木箱所受的重力對(duì)木箱做________功，木箱所受的彈力對(duì)木箱做_______功。木箱所受的摩擦力對(duì)木箱做_______功。(選填“正”“負(fù)”)例2.小木塊置于旋轉(zhuǎn)的水平轉(zhuǎn)臺(tái)上，隨轉(zhuǎn)臺(tái)一起勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，小木塊受到的摩擦力對(duì)木塊_____功；若小木塊隨轉(zhuǎn)臺(tái)一起減速轉(zhuǎn)動(dòng)而沒(méi)有相對(duì)滑動(dòng)，則小木塊受到的摩擦力對(duì)木塊做

功。(選填“正”“負(fù)”“不做”)例3：AB兩物體疊放在光滑水平面上，保持相對(duì)靜止一起向右做勻加速運(yùn)動(dòng)移動(dòng)S，則摩擦力f1對(duì)A做____功，f2對(duì)B做_____功。(選填“正”“負(fù)”)FAB一對(duì)靜摩擦力作功之和必定為零例1：物體m放在粗糙水平桌面上，以初速度v0做減速滑行，則滑動(dòng)摩擦力對(duì)物體m做———功，滑動(dòng)摩擦力對(duì)桌面———功；若物體m在力F作用下從靜止開(kāi)始在桌面上滑動(dòng)，則滑動(dòng)摩擦力對(duì)物體m做————功，滑動(dòng)摩擦力對(duì)桌面————功。(選填“正”“負(fù)”“不做”)例2：AB兩物體疊放在光滑水平面上，A物體在力F作用下在B物體上相對(duì)滑動(dòng)，則f1對(duì)A做

功，f2對(duì)B做

功。(選填“正”“負(fù)”“不做”)S2S1BAFBAF一對(duì)滑動(dòng)摩擦力對(duì)物體作功之和必定為負(fù)功例.質(zhì)量為m的物體沿傾角為θ的粗糙斜面下滑，物體與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，斜面高為h。物體從斜面頂端滑至底端的過(guò)程中，物體所受滑動(dòng)摩擦力對(duì)物體做了多少功？結(jié)論：物體沿斜面運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，所受滑動(dòng)摩擦力做功大小等于物體在水平面上所受滑動(dòng)摩擦力的大小μmg與斜面長(zhǎng)度在水平面上的投影L的乘積。即：wf=μmgL變式訓(xùn)練.如圖所示水平地面上有三個(gè)底面相同、傾角分別為30°、45°、60°的固定斜面，三個(gè)斜面與物體間的動(dòng)摩擦因數(shù)相同，同一物體沿三個(gè)斜面從頂端開(kāi)始由靜止下滑到底部的過(guò)程中，克服摩擦力做功最多的斜面是(

)A．傾角為30°的斜面B．傾角為45°的斜面C．傾角為60°的斜面D．一樣多功

率物理意義：表示力對(duì)物體做功快慢的物理量。相同的時(shí)間做功多的做功快；做相同的功時(shí)間少的做功快。兩人舉起相同的杠鈴進(jìn)行鍛煉物理學(xué)中定義：功W與完成這些功所用時(shí)間t的比值，叫做功率。

功率在數(shù)值上表示單位時(shí)間內(nèi)做的功。功率的另一種表達(dá)式（功率與速度的關(guān)系）FFLααVV一物體在力F的作用下以速度V勻速向前運(yùn)動(dòng)

由W

=

F

L

cosα

補(bǔ)充認(rèn)識(shí)：1.其中角α為物體的運(yùn)動(dòng)速度與力F的夾角；

2.式中v為物體的運(yùn)動(dòng)速度，可以是瞬時(shí)速度,也可以是平均速度大小。

平均功率與瞬時(shí)功率平均功率：表示在一段時(shí)間內(nèi)力對(duì)物體做功

的平均快慢。瞬時(shí)功率：表示在某一時(shí)刻力對(duì)物體做功的快慢。公式為t時(shí)間內(nèi)的平均速度；α為力與平均速度之間的夾角；式中：F為恒力（合力、平均力）；公式：v為某時(shí)刻的瞬時(shí)速度α為力與瞬時(shí)速度之間的夾角；式中：

F為某時(shí)刻的力（可以是恒力，也可以是變力）例1.質(zhì)量m=3kg的物體，在水平力F=6N的作用下，在光滑的水平面上從靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)時(shí)間t=3s，求：（1）力F在t=3s內(nèi)對(duì)物體做的功；（2）力F在t=3s內(nèi)對(duì)物體做功的平均功率；（3）力F在3s末對(duì)物體做功的瞬時(shí)功率。例2.設(shè)飛機(jī)飛行中所受阻力與其速度的平方成正比，若飛機(jī)以速度V勻速飛行，其發(fā)動(dòng)機(jī)功率為P，則飛機(jī)以2v勻速飛行時(shí)，其發(fā)動(dòng)機(jī)的功率為（）

A．2PB．4PC．8PD．無(wú)法確定額定功率和實(shí)際功率1、額定功率：是指機(jī)器正常工作（即額定轉(zhuǎn)速下）時(shí)的最大輸出功率，也就是機(jī)器銘牌上的標(biāo)稱(chēng)值。（額定功率是動(dòng)力機(jī)器重要的性能指標(biāo),一個(gè)動(dòng)力機(jī)器的額定功率是一定的）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