【课件】功与功率+课件+-2022-2023学年高一下学期物理人教版（2019）必修第二册.pptx

第八章机械能守恒定律第八章机械能守恒定律第一节功与功率第一节功与功率情情 景景切切 入入思思考考：西西游游记记中中，沙沙和和尚尚挑挑担担千千里里，在在竖竖直直方方向向上上却却没没有有对对行行李李做做功功，而而猪猪八八戒戒扶扶师师父父上上马马却却做做了了功功，这这是是为为什么？什么？物体在物体在力的作用力的作用下，并在下，并在力的方向上发生了位移力的方向上发生了位移，这个，这个力就对物体做了功。力就对物体做了功。图图2答案小川拉着重物上升的过程，小川对重物做了功，其他三人都没有对物体做功.一、对功的理解思考思考:分析图中的哪个人对物体做了功？(1)如果力的方向与物体的运动方向一致，这个力所做的功是多少？lW=FlF支支F支支lF不做功即 W=0 (2)如果力的方向与物体的运动方向垂直，这个力所做的功是多少？更普遍的情形是更普遍的情形是物体运动的方向与物体运动的方向与力的方向不一致力的方向不一致，例如马拉雪橇时，例如马拉雪橇时拉力方向和雪橇运动方向间有一个拉力方向和雪橇运动方向间有一个角度。这时应当怎样计算功呢？角度。这时应当怎样计算功呢？F【新课导入】【新课导入】FLF1F2W1=F1L=Fcos LW2=0W=小车受到力小车受到力F的作用，的作用，F与水平面夹角为与水平面夹角为，在水平路面上前进在水平路面上前进L，求这个过程中拉力，求这个过程中拉力F对小车所做功的大小？对小车所做功的大小？1 1、定义：、定义：力对物体所做的功，等于力对物体所做的功，等于力的大小、位移的大小、的大小、力与位移的夹角余弦这三者的这三者的乘积.3 3、单位、单位：国际单位国际单位：焦耳（J）2 2、公式、公式：（适用于恒力做功）1J1J等于等于1N1N的力使物体在力的方向上的力使物体在力的方向上发生生1m1m位移的位移的过程中所做的功，所以程中所做的功，所以 1J=1Nm 1J=1Nm一、功W=Flcos a、力必须是、力必须是恒力恒力b、功一定要指明是哪个力对物体做的功、功一定要指明是哪个力对物体做的功功的一般表达式运用要注意功的一般表达式运用要注意FFl=0FFl0lFF问问题题3.3.下列三种情况下，下列三种情况下，拉力拉力F对物体做的功分别是多少：对物体做的功分别是多少：用力用力F拉动物体拉动物体m在光滑水平面上加在光滑水平面上加速移动速移动l；用力用力F拉动物体拉动物体2m在粗糙水平面上匀速移动在粗糙水平面上匀速移动l；用力用力F拉动物体拉动物体m沿斜面向上减速移动沿斜面向上减速移动l力力对物体做功的多对物体做功的多少，只少，只与与F、x、有关，与其它因素无有关，与其它因素无关关 (1)当当=/2/2时，时，cos=0，W=0。这表示力。这表示力F的的方向方向跟位移的方向垂直时，力跟位移的方向垂直时，力F不做功不做功。例如，物体在水平桌面上运动，重力例如，物体在水平桌面上运动，重力G和支持和支持力力FN都跟位移方向垂直，这两个力都不做功都跟位移方向垂直，这两个力都不做功(如图如图)。(2)当当/2/2（锐角）（锐角）时，时，cos0，W0。这。这表示力表示力F对物体做正功。对物体做正功。例如，人用力拉车前进时，人的拉力例如，人用力拉车前进时，人的拉力F对车做正功对车做正功(如图如图)。(3)当当/2/2（钝角）（钝角）时，时，cos0，W0。这表示力对物体做负功。这表示力对物体做负功。例如，推着小车跑动的人，到达目的地减速时，例如，推着小车跑动的人，到达目的地减速时，人向后拉车的力人向后拉车的力F对车做负功对车做负功(如图如图)。例：某一物体以一定初速度在粗糙水平面做匀减速直线运动，例：某一物体以一定初速度在粗糙水平面做匀减速直线运动，若阻力做若阻力做20J功，功，也可以讲物体也可以讲物体克服克服阻力做了阻力做了20J功。功。一个力对物体做负功，也可说成物体一个力对物体做负功，也可说成物体克服克服这个力做了功（这个力做了功（取正值取正值）功是功是标量标量，但有正负。功的正负只表示力做功，但有正负。功的正负只表示力做功的效果的效果,既不表示方向既不表示方向,也不表示大小。即：表也不表示大小。即：表示是示是动力或阻力做功动力或阻力做功。思考：思考：比较比较8J的功与的功与5J的功大小？的功大小？练习练习3 3：一位质量：一位质量m=60kgm=60kg的物体放在粗糙水平面上，在的物体放在粗糙水平面上，在与水平面成与水平面成=37=37角斜向上的拉力角斜向上的拉力F=100NF=100N，沿水平方，沿水平方向运动了向运动了100m100m，已知阻力，已知阻力f=50Nf=50N，求（求（1 1）各个力所做的功以及外力所做的总功？）各个力所做的功以及外力所做的总功？（2 2）物体所受外力的合力以及合力的功？）物体所受外力的合力以及合力的功？37 37 37 37 FFGGffNN先求出各个力所做的功，则总功等于各个力所做功先求出各个力所做的功，则总功等于各个力所做功的的代数和代数和。W总总=W1+W2+Wn先先求出各个力的合力，则总功等于合力所做的功。求出各个力的合力，则总功等于合力所做的功。W总总=F合合Lcos 计算总功的两种方法（为合力与位移方向的夹角）为合力与位移方向的夹角）1 1、做功的两个不、做功的两个不 可缺少的因素可缺少的因素作用在物体上的力作用在物体上的力在在力的方向上力的方向上移动的位移移动的位移2 2、功的计算、功的计算W=F l cosa a、功一定要指明是哪个力对物体做的功、功一定要指明是哪个力对物体做的功b b、力必须是、力必须是恒力恒力3 3、功是功是标量标量，但有正负。正负只表示做功的力的效，但有正负。正负只表示做功的力的效果功的正负既不表示方向，也不表示大小。果功的正负既不表示方向，也不表示大小。4 4、总功等于各个力对物体所做功的、总功等于各个力对物体所做功的代数和代数和，也等于，也等于合力合力对物体所做的功。对物体所做的功。二、功率做同样的功谁更快1 1、物理意义：、物理意义：是表示力对物体做功是表示力对物体做功快慢快慢的物理量。的物理量。3 3、公式：公式：比值定义法比值定义法4 4、功率是标量、功率是标量。功率表示做功过程中能量转化的快慢。功率表示做功过程中能量转化的快慢。5 5、功率的单位、功率的单位：瓦特（瓦特（W W）常用单位：）常用单位：kW kW 一、功率的概念一、功率的概念2 2、定义：、定义：功功W W跟完成这些功所用时间跟完成这些功所用时间t t的比值的比值说明：即使是同一个力做功，做功的功率也可能是变化的，在一说明：即使是同一个力做功，做功的功率也可能是变化的，在一段时间内力对物体做功的功率，实际上是这段时间内力对物体做段时间内力对物体做功的功率，实际上是这段时间内力对物体做功的平均功率。功的平均功率。平均功率平均功率：描述描述一段时间一段时间内做功的平均快慢内做功的平均快慢PtW当当 t 很短很短很短很短时，此式表示时，此式表示瞬时功率瞬时功率当当 t 表示一段表示一段时间时，此式时间时，此式表示平均功率表示平均功率二、平均功率和瞬时功率二、平均功率和瞬时功率一个物体在水平恒力一个物体在水平恒力F F的作用下，以速度的作用下，以速度v v匀速直线运动匀速直线运动了一段时间了一段时间t t，试求这段时间，试求这段时间t t内恒力内恒力F F做功的功率。做功的功率。对于公式对于公式 P=F v1、当、当P 一定时，一定时，F 和和 v 有什么关系？有什么关系？2、当、当F 一定时，一定时，P 和和 v 有什么关系？有什么关系？3、当、当v 一定时，一定时，F 和和 P 有什么关系？有什么关系？瞬时功率瞬时功率：表示在表示在某一时刻某一时刻做功的快慢做功的快慢思考：汽车以一定的功率在平直公路行驶时，如果前方遇到了一段较陡的上坡路段，如何调整速度才能获得更大牵引力？说明：从P=Fv可以看出，当发动机的功率P一定时，牵引力F与速度v成反比，要增大牵引力，就要减小速度。二、功率额定功率和实际功率03（1）额定功率：是指机器正常工作时的最大输出功率，也就是机器铭牌上的标称值。（2）实际功率：是指机器在工作中实际输出的功率。说明：机器不一定在额定功率下工作，机器正常工作时实际功率总是小于或等于额定功率，机器只能在短暂时间内实际功率略大于额定功率，但不允许长时间超过额定功率。在日常生活中，我们经常说某台机器的功率，或某物体做功的功率，实际上是指某个力对物体做功的功率。例如：汽车的功率就是汽车牵引力的功率，起重机吊起货物的功率就是钢绳拉力的功率。课堂小结1.1.做功的条件做功的条件作用在物体上的力作用在物体上的力物体在力的方向上移动的位移物体在力的方向上移动的位移2.2.功的计算：功的计算：W=F l cos3.3.功是标量，但有正负。正负只表示做功的力的效果功是标量，但有正负。正负只表示做功的力的效果,功的正负功的正负 不表示方向，也不表示大小。不表示方向，也不表示大小。4.4.总功等于各个力对物体所做功的代数和。总功等于各个力对物体所做功的代数和。2.2.定义式：定义式：1.1.物理意义：表示做功快慢的物理量物理意义：表示做功快慢的物理量3.计算式：计算式：P=F v cos一般用于求平均功率一般用于求平均功率4.4.单位：国际单位单位：国际单位 瓦特瓦特 （W）一般用于求瞬时功率一般用于求瞬时功率功功率率功功功和功率