【高中物理】功与功率 课件 高一下学期物理人教版（2019）必修第二册.pptx

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1、必修二必修二第八章第八章 机械能及其守恒定律机械能及其守恒定律 第一节第一节 功与功率 必修二必修二 功的概念：功的概念：一个物体受到一个物体受到力力的作用，如果的作用，如果在在力的方向力的方向上发生一段上发生一段位移位移，力就对物体做了功。，力就对物体做了功。做功的两个要素一是作用在物体上的一是作用在物体上的力力；二是物体在力的方向上发生二是物体在力的方向上发生位移位移.必修二必修二如图，滑块在力如图，滑块在力F的作用下前进了的作用下前进了 l，F对滑块做了多少功？对滑块做了多少功？lF F（1）如果力的方向与物体的运动方向）如果力的方向与物体的运动方向一致一致 F表示力的大小，表示力的大小

2、，l l 表示位移的大小，表示位移的大小，W表示力表示力对物体所做的功对物体所做的功 功的大小 W=F l必修二必修二 如果如果力的方向与运动方向垂直力的方向与运动方向垂直 如图，小球在水平桌面上滚动时，支持力和小球在水平桌面上滚动时，支持力和重力对物体做功吗？重力对物体做功吗？当力的方向跟位移方向当力的方向跟位移方向垂直垂直时时，物体在力的方向上没有发生，物体在力的方向上没有发生位移，力对物体不做功，或者说位移，力对物体不做功，或者说，做功为零。，做功为零。即即 W 0必修二必修二FFl 当力的方向与位移方向成一角度当力的方向与位移方向成一角度时时必修二必修二FW=W1+W2W1=F1l=F

3、 COSlW2=0=F l COS分析：分析：根据力的等效性原理根据力的等效性原理,可以把可以把计算算F做功的做功的问题转化化为分分别求求F1和和F2做功的做功的问题F2F1F、l 是大小是大小，是是F、l 正向正向间的夹角间的夹角 当力的方向与位移方向成一角度当力的方向与位移方向成一角度时时必修二必修二若将位移若将位移l分解分解,结果如何果如何?Fll1l290。l1=l cosl2=l sinW1=Fl 1=F lcos W2=0W=F lcos 必修二必修二2、公式：、公式：W=F lcos 3、功是标量。、功是标量。但功有正负但功有正负4、功的单位：、功的单位：在国际单位制中，功的单位

4、是焦耳，符号是在国际单位制中，功的单位是焦耳，符号是J 1J m=1N m1、功的定义：力对物体所做的功，等于力的大小、位移的大小、力与位移夹角余弦这三者的乘积一、功一、功必修二必修二4、适用范围、适用范围5、功是过程量、功是过程量W=Flcos 仅适用于求恒力做功仅适用于求恒力做功说明说明:F、只指大小，一定是正数只指大小，一定是正数。是是F、正向正向间的的夹角角 一定要指明是哪个力一定要指明是哪个力对物体做的功物体做的功.必修二必修二 分分别计算算这三种情形下力三种情形下力对物体做的功。物体做的功。设这三三种情形下力和位移的大小都相同：种情形下力和位移的大小都相同：F10N，l2m。角角的

5、大小如的大小如图所示。所示。vF=150Fv=30Fv=30 练习：P78 1必修二必修二图丙图丙:W=F l cos30 =17.3J 1 1.解解解解:图甲图甲图甲图甲:W=F W=F l cos(180-)cos(180-)=F =F l cos(180-150)cos(180-150)=F l cos30 =102 =17.3J =102 =17.3J图乙图乙图乙图乙:W=F:W=F l cos(180-cos(180-)=F l cos150 =1 7.3J 7.3JvF=150Fv=30Fv=30必修二必修二COSW物理意义物理意义=/2/2/2COS=0COS0COS0W=0W

6、0W0表示力表示力F对对物体不做功物体不做功表示力表示力F做做正功，正功，动力动力表示力表示力F做做负功，负功，阻力阻力思考：思考：矢量的正、矢量的正、负表示的是方向。表示的是方向。功是功是标量，它的正、量，它的正、负表示什么意思呢？表示什么意思呢？必修二必修二正正功功的的意意义是是：表表明明此此力力的的效效果果是是促促进物物体体的的运运动，是是动力力对物体物体做功做功。负功功的的意意义是是：表表明明此此力力的的效效果果是是阻阻碍碍了了物物体体运运动，是是阻力阻力对物体物体做功做功。二、正功与负功二、正功与负功功是标量，功的正负只功是标量，功的正负只是表示做功的效果不同。是表示做功的效果不同。

7、必修二必修二一个力一个力对物体做物体做负功，也可功，也可说成：成：物体物体克服克服这个力做了功（个力做了功（取绝对值取绝对值）例例.比较比较8J8J的功与的功与5J5J的功谁大？的功谁大？如：摩擦力对某物体做了如：摩擦力对某物体做了-20J的功，的功，也可说物体克服摩擦力做了也可说物体克服摩擦力做了20J的功。的功。必修二必修二摩擦力一定对物体做负功吗摩擦力一定对物体做负功吗?不是不是!可能做正功可能做正功必修二必修二FfvFNG课堂练习课堂练习1、一个质量一个质量m150kg的雪橇，受到与水平方向成的雪橇，受到与水平方向成37角角的斜向上方的拉力的斜向上方的拉力F=500N，在水平地面上移动

8、的距离，在水平地面上移动的距离为为5m，物体与地面间的滑动摩擦力，物体与地面间的滑动摩擦力f100N，求，求（1）各个力对物体所做的功）各个力对物体所做的功（2）各个力对物体做功的代数和）各个力对物体做功的代数和（3）物体所受的合力）物体所受的合力（4）合力对物体做的功）合力对物体做的功必修二必修二解：解：m150kg，=37，F=500NFfvFNGl=5m，f100N(1)由功的公式由功的公式 W=F l cos有有：WF=F l cos=F l cos37=2000JWf=fl cos180=-fl=-500JWG=WN=0(2)W合合=WF+Wf+WG+WN =F l cos37-fl

9、 =2000-500=1500J(3)、(4)略略必修二必修二 结论：结论：几个力对一个物体做功的代数和，等几个力对一个物体做功的代数和，等于这几个力的合力对这个物体所做的功。于这几个力的合力对这个物体所做的功。必修二必修二法一法一:先求每个力做的功，再求代数和先求每个力做的功，再求代数和法二：先求合力，再求法二：先求合力，再求总功功三、总功的求法：三、总功的求法：W总总=W1+W2+W3+注意：注意：需要把各个功的正负号代入运算。需要把各个功的正负号代入运算。W总总=F合合lcos必修二必修二一、一、功的定义：力对物体所做的功，等于力的大小、位移的大小、力与位移夹角余弦这三者的乘积W=F l

10、 cos(恒力恒力)=F l 功一定要指明是哪个力功一定要指明是哪个力对物体做的功物体做的功二、二、正功正功负功及物理意功及物理意义(动力做正功动力做正功、阻力做负功、阻力做负功）三三、总功等于各个力功等于各个力对物体所做功的物体所做功的代数和代数和，也就是，也就是合力合力对物体所做的物体所做的功。功。WW总总=W=W1 1+W+W2 2+W+W3 3+WW总总=F=F合合lcos必修二必修二 问题：问题：列车在机车牵引力的作用下列车在机车牵引力的作用下什么形式的能在能增加？什么形式的能在能增加？必修二必修二问题：问题：木头在起重机的拉力作用下什么形式的能增加木头在起重机的拉力作用下什么形式的

11、能增加？必修二必修二问题：问题：握力器在手的压力作用下什么形式的能增加？握力器在手的压力作用下什么形式的能增加？必修二必修二功和能是两个密切联系的物理量功和能是两个密切联系的物理量.在认识能量的历史过程中，人们建立了在认识能量的历史过程中，人们建立了功的概念，因而功和能是两个密切联系的功的概念，因而功和能是两个密切联系的物理量物理量，即即如果物体在力的作用下如果物体在力的作用下能量能量发生了变化，这个力一定对物体做了发生了变化，这个力一定对物体做了功功。必修二必修二一、一、功的定义：力对物体所做的功，等于力的大小、位移的大小、力与位移夹角余弦这三者的乘积W=F l cos(恒力恒力)=F l

12、功一定要指明是哪个力功一定要指明是哪个力对物体做的功物体做的功二、二、正功正功负功及物理意功及物理意义(动力做正功动力做正功、阻力做负功、阻力做负功）三、三、总功等于各个力功等于各个力对物体所做功的物体所做功的代数和代数和，也就是，也就是合力合力对物体所做的功。物体所做的功。WW总总=W=W1 1+W+W2 2+W+W3 3+WW总总=F=F合合lcos四、功的四、功的实质：功是：功是能量转化能量转化的量度。即做了多少功就有的量度。即做了多少功就有多少能量多少能量发生了生了转化化必修二必修二 4.一个重量为一个重量为10N的物体，在的物体，在15N的水平拉力的作用下，一次在光滑水平面上移动的水

13、平拉力的作用下，一次在光滑水平面上移动0.5m，另一次在粗糙水平面上移动相同距离，粗糙面与物体间的动摩擦因数为，另一次在粗糙水平面上移动相同距离，粗糙面与物体间的动摩擦因数为0.2。在这两种情。在这两种情况下，拉力所做的功各是多少？拉力所做的功是否相同？各个力对物体所做的总功是否相况下，拉力所做的功各是多少？拉力所做的功是否相同？各个力对物体所做的总功是否相同？同？解解:G=10N F=15N l=0.5m =0.2由功的公式由功的公式 WWF F=F=Fl lcos=15cos=150.5cos0cos00 得得得得 WWF F=7.5J 可知可知,在这两种情况下，物体所受在这两种情况下，物

14、体所受拉力相同拉力相同，移动的，移动的距离相同，所以距离相同，所以拉力拉力所做的所做的功也相同功也相同，为，为7.5J。拉力做的功。拉力做的功与是否有其他力作与是否有其他力作用在物体上没有关用在物体上没有关系，系，与与物体的物体的运动状态也没有关系运动状态也没有关系。必修二必修二 4.一个重量为一个重量为10N的物体，在的物体，在15N的水平拉力的作用下，一次在光滑水平面上移动的水平拉力的作用下，一次在光滑水平面上移动0.5m，另一次在粗糙水平面上移动相同距离，粗糙面与物体间的动摩擦因数为，另一次在粗糙水平面上移动相同距离，粗糙面与物体间的动摩擦因数为0.2。在这两种情。在这两种情况下，拉力所

15、做的功各是多少？拉力所做的功是否相同？各个力对物体所做的总功是否相况下，拉力所做的功各是多少？拉力所做的功是否相同？各个力对物体所做的总功是否相同？同？解解:W WF F=7.5J 拉力所做的拉力所做的功相同功相同，为，为7.5J。F阻阻=F N=G=0.210N=2N WWF F阻阻阻阻=F阻阻l lcos180cos1800=20.5（-1）J=-1J 光滑水平面上，各个力对物体做的总功为光滑水平面上，各个力对物体做的总功为 WW1 1总总总总=WWF F=7.5J 粗糙水平面上，各个力对物体做的总功为粗糙水平面上，各个力对物体做的总功为 WW2 2总总总总=WWF F WWF F阻阻阻阻

16、=7.5 1=6.5（J）必修二必修二如何描述物体做功的快慢功功 率率两种耕地的做功情况有何不同？两种耕地的做功情况有何不同？必修二必修二第三节 功 率（1）功率是表示物体做功快慢的物理量。）功率是表示物体做功快慢的物理量。(2)公式公式：比值法定义比值法定义（3）功率也是标量）功率也是标量（4）功率的单位）功率的单位瓦特（瓦特（W）一一功率：必修二必修二功率与速度的关系：1、用F表示沿位移方向的力，则W=Fs，又：P =P=又 v=P=Fv(1)结论：功率等于力和物体运动速率的乘积。FFts必修二必修二 注：P=Fv(1)(1)式中F指的是v方向上的力。若F与v互成角度，(2)公式给出P、F

17、、v三者相互制约的关系。P=Fvcos (为F、v夹角)则有：PF=PF/=F/V,而 F/=Fcos 则，公式变为:必修二必修二平均功率和瞬时功率：1、平均功率：注：注：平均功率：平均功率：对应对应一段时间一段时间或或一个过程；一个过程；瞬时功率：瞬时功率：对应对应一个时刻一个时刻或或一个位置。一个位置。2 2、瞬时功率瞬时功率：表示在表示在一段时间内一段时间内力对物体做功的力对物体做功的平均快慢平均快慢.计算：计算：表示在表示在某一时刻某一时刻力对物体做功的力对物体做功的快慢快慢.计算：计算：必修二必修二额定功率和实际功率 1、额定功率：是指机器长时间正常工作时的最大输出功率，、额定功率：

18、是指机器长时间正常工作时的最大输出功率，也就是机器铭牌上的标称值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、实际功率：是指机器在工作中实际输出的功率 3、机器不一定在额定功率下工作，机器正常工作时实际功率、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额定功率，但不允许长时间超过额定功率必修二必修二小结：1、功率概念(与功区别联系)(2)计算式：P=Fv P=Fvcos(1)定义式：P=(3)单位：瓦特(W)2、平均功率和瞬时功率：(2)瞬时功率P=Fv(1)平均功率：P=P=FP实P额3、额定功率P额和实际功率P实