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

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1、功功 1.1.一辆手推车上装有很多货物，人推车要用很大的力一辆手推车上装有很多货物，人推车要用很大的力气。向前推一段距离就要气。向前推一段距离就要休息一会儿休息一会儿，然后有了力气，然后有了力气在推车走。在推车走。说明消耗体能说明消耗体能看看下面下面的的例子例子：思考过程中消耗了什么？：思考过程中消耗了什么？2.2.如果要你将重物从一楼向六楼上搬，搬运过程中会如果要你将重物从一楼向六楼上搬，搬运过程中会有什么样的感觉？有什么样的感觉？会感觉到累要休息一下说明也消说明也消耗体能耗体能 首先上述两个过程都是人用力对物体首先上述两个过程都是人用力对物体做功做功的过的过程，都要程，都要消耗体能消耗体能

2、。所以做功的过程是。所以做功的过程是能量转化能量转化的的过程，做功越多，能量转化得越多，因而过程，做功越多，能量转化得越多，因而功是能量功是能量转化的量度。转化的量度。能量的改变一定伴随着做功过程此功非彼工：我们要说的是有力的功。此功非彼工：我们要说的是有力的功。一、一、功的概念功的概念早期工程师：早期工程师：物体的重量与其上升高度的乘积叫做功物体的重量与其上升高度的乘积叫做功科里奥利：科里奥利：把作用于体上的力和受力点沿力的把作用于体上的力和受力点沿力的方向的位移的乘积叫做方向的位移的乘积叫做 力的功力的功”。功的概念起源于早功的概念起源于早期工业发展的需要。期工业发展的需要。货物在起重机的

3、作用下重力势能增加了列车在机车的牵引下动能增加了弓箭在手的拉力作用下弹性势能增加了一、一、功的概念：功的概念：做功可以改变能量，能量可以用做功来表达，做功可以改变能量，能量可以用做功来表达，即即功的大小功的大小=能量的大小。能量的大小。1、功、功的概念：一个物体受到力的作用，并在力的方向上发生了的概念：一个物体受到力的作用，并在力的方向上发生了一段位移，这个力就对物体做了功。一段位移，这个力就对物体做了功。一、一、功的概念功的概念3、功是能量转化的量度、功是能量转化的量度2、功的、功的单位单位：国际单位制中，单位为焦耳，简称焦，符号：国际单位制中，单位为焦耳，简称焦，符号J思考陷在雪地里的汽车

4、，人不管陷在雪地里的汽车，人不管怎样用力，都推不动，人的怎样用力，都推不动，人的推力对汽车是否做功了？推力对汽车是否做功了？如果提着货物水平运动，如果提着货物水平运动，拉力是否做功了？拉力是否做功了？不做功0102 力力力力物体在力的方向上发生的物体在力的方向上发生的物体在力的方向上发生的物体在力的方向上发生的位移位移位移位移二、力二、力对物体做功的两个必要对物体做功的两个必要因素因素:注意：二者缺一不可思考：当你扛着行李站着不动等车时，你累吗？你做功了吗？为什么？分析：L=有力无距有力无距（劳而无功）思考：用脚踢出的足球，球在地面上滚动，滚动过程中，人对球做功了吗？分析：L有距无力（不劳无功

5、）有距无力（不劳无功）LV0思考：我们拖着行李箱回家时，箱子的重力和支持力做功了吗？为什么？分析：LLFLFFNmg有力，也有距，但是力和距离方有力，也有距，但是力和距离方向是向是相互垂直相互垂直的（垂直无功）。的（垂直无功）。不做功的不做功的情况情况：3、有力，也有距，但是力和距离方向是相互 垂直的。垂直垂直无无功功、有力，但是在力的方向上通过的位移为 零。有力无距（劳而无功）有力无距（劳而无功）、有位移，但是位移同一方向上没有力的 作用。有距无力（不劳无功）有距无力（不劳无功）lFF 如果力的方向与位移方向一致，我们我们就把功定就把功定义为义为力的大小力的大小与与位移大小位移大小的乘积的乘

6、积。三三、功的计算、功的计算W=Fl 用用F表示力的大小，表示力的大小，用用l表示表示位移的位移的大小，用大小，用W表表示力示力F所做的所做的功。功。当拉力与水平方向的夹角为当拉力与水平方向的夹角为 时，此时拉力时，此时拉力F做的功应该是多少呢？做的功应该是多少呢？l处理方法处理方法：矢量的合成和分解矢量的合成和分解力的方向力的方向和和位移的方向位移的方向相同相同时时(=0)，W=Fl力的方向力的方向和和位移的方向位移的方向垂直垂直时时(=90)，不做功不做功FF三三、功的计算、功的计算FlFF2F1=FcosF 为力的方向与位移的方向之间的夹角方案1：分解力分解为与位移分解为与位移方向一致的

7、分力方向一致的分力F F1 1，与位移，与位移方向垂直的分力方向垂直的分力F F2 2F1=F COSW=Fl=F1lWF=F1l=FlcosFlll F 为力的方向与位移的方向之间的夹角方案2：分解位移W=Fl=FlL1=lcos WF=Fl=Flcos功的一般计算功的一般计算功的一般计算功的一般计算公式：公式：公式：公式：FFF1F2F2l 即即力力对对物体所做的功，等于力的大小、位移物体所做的功，等于力的大小、位移的大小、力和位移的夹角的余弦这三者的乘积。的大小、力和位移的夹角的余弦这三者的乘积。W=Flcos三三、功的计算、功的计算公式中各物理量的含义及公式中各物理量的含义及单位：单位

8、：W力对物体所做的功焦耳（J）1J等于1N的力使物体在力的方向上发生1m的位移时所做的功。1J=1N1m=1Nml恒力F作用的物体的位移（一般以地面为参考系）米（m）恒力F与位移l两个矢量方向之间的夹角三三、功的计算、功的计算对公式W=Fl cos 的理解：的理解：1.1.公式只能用于求公式只能用于求恒力恒力做的功。做的功。2.2.功的公式中，功的公式中，F和和l必必须须具具备备同同时时性性，l一般一般为为对地位移对地位移 3.3.功是功是标量标量，只有大小，没有，只有大小，没有方向。方向。三三、功的计算、功的计算4.F4.F、l取绝对值，取绝对值，决定决定W的正负的正负5.5.功与物体运动功

9、与物体运动状态状态无关无关如何判断力的方向与位移的方向之间的夹角？如何判断力的方向与位移的方向之间的夹角？两条有向线段的夹角两条有向线段的夹角四、正功和负功四、正功和负功丁FlFl丙乙Fl小车的位移为小车的位移为 l l，水平向右，求外力，水平向右，求外力 F F 做的功做的功功有正负功有正负之之分，其由分，其由决定决定四、正功和负功四、正功和负功 的取值的取值cos功的正功的正负0/2cos0W0,力做正功=/2cos=0W=0,力不做功/2 cos0W0，力做负功正功：力对物体做正功，向物体提供能量，此力为动力负功：力对物体做负功（物体克服外力做功），向外输出能量，此力为阻力意义：做功的过

10、程就是能量转化的过程五、总功的计算五、总功的计算1.1.先求各力的功，再代数相加减，先求各力的功，再代数相加减，W总总=W1+W2+W3+2.2.先求合力，再求合力做的功，先求合力，再求合力做的功，W总总=F总总l cos小结：对公式的理解（1）恒力恒力做功 （2）位移x为受力对象的对地位移（力的作用点位移）（3）角度为力的方向和位移方向之间的夹角；（4）合外力做的功等于各个力做功的代数和4、正功和负功：为直角：W=0，力对物体不做功；为锐角：W0，力对物体做正功，动力做功；为钝角：W0，力对物体做负功，或者说成 物体克服该作用力做功；阻力做功；3、功的计算公式：标量。单位：焦耳（J）W=Fx

11、 cos2、力对物体做功的必要因素、不做功的情况1、功的概念5、总功的两种计算方法小结：一、变一、变力力做功：做功：四四个方法个方法二、二、摩擦力做功：静摩擦力和滑动摩擦力摩擦力做功：静摩擦力和滑动摩擦力三、三、在在相对运动的系统中求功：相对运动的系统中求功：1 1、区分对地位移与相对位移、区分对地位移与相对位移 2、W、F、l 的同时性和同一性 四、一对相互作用力做功四、一对相互作用力做功五、一对平衡力做功五、一对平衡力做功练习：如图表示物体在力F的作用下在水平面上发生了一段位移x，分别计算这三种情况下力对物体做的功。设三种情况下力的大小相等F=10N，位移相同x=2m，图中均为37o。Fv

12、FvFvW=Fx cos=16JW=Fx cos=16JW=Fx cos（180o-）=-16JsFF1F2练习：某旅客用与水平成角的恒力F，拉动箱子向右移动了位移x，试问该力F对拉杆箱做了多少功？W=W1+W2=Fcoss+0=Fs cos练习:一个质量2kg的小车，受到与水平方向成37角斜向上方的拉力F1=10N，在水平地面上移动的距离l=2m。小车与地面间的摩擦力F2=4.2N。求：（1）求重力和支持力做的功？（2）拉力F和滑动摩擦力F阻做的功？（3）求各个力对物体做的总功？lF137F2F1F2FNG37解：拉力F1对小车所做的功为：W1=F1l cos37 W1=16J摩擦力F2对小车所组的功为：W2=F2l cos180 W2=-8.4J外力对小车所做的总功W等于W1和W2的代数和：W=W1+W2=7.6J求出各个力所做的功，则总功等于各个力所做功的代数和。注意要代入功的正、负号。D