【公开课】功与功率+课件高一下学期物理人教版（2019）必修第二册 (1).pptx

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1、1 功与功率第八章 机械能守恒定律2导入新课马拉雪橇时拉力和雪橇运动方向有一个角度。这时应当怎样计算拉力做的功呢？3交流讨论 观察小孩拉木箱，想一想，讨论下面的问题1、当力 F 的方向与运动方向成某一角度时，拉力做功如何计算？2、力是矢量，位移是矢量，怎样分解使它们共线？一、功提示提示：把：把力沿位移方向和垂直力沿位移方向和垂直于位移于位移的方向做的方向做正交分解，其中正交分解，其中与位移共线与位移共线的的分力对做功有贡献分力对做功有贡献。或者把位移沿垂直于力的方向和平或者把位移沿垂直于力的方向和平行于力的方向分解行于力的方向分解。4梳理梳理深化深化1.分解方式一、功方案一：方案二：5梳理梳理

2、深化深化2.力对物体所做的功，等于力的大小、位移的大小、力与位移夹角的余弦这三者的乘积。3.功是标量。在国际单位制中，功的单位是焦耳（joule），简称焦，符号是 J。1 J 等于 1 N的力使物体在力的方向上发生 1 m 的位移时所做的功，所以1 J1 N1 m1 Nm。一、功6巩固巩固提升提升例1.如图所示，一个质量 m15kg 的箱子，受到与水平方向成53角斜向上方的拉力 F50 N，在水平地面上移动的距离l5 m。则拉力对箱子做了多少功？（cos530.6）一、功【解析】拉力做的功【解析】拉力做的功为为：7【答案】【答案】力做的功仍为力做的功仍为W=Fl cosa=150J，所以功不具

3、有方向，所以功不具有方向性。所以，功是标量。性。所以，功是标量。练习1.例题中，若把力的方向改为与水平方向夹角斜向下，如图，力F的功是多少？通过以上问题，你以为功有方向吗？一、功8交流交流讨论讨论 观看图片，学生思考讨论下列问题问题1：小孩向前拉车和向后拉车时，拉力做功怎样表示？问题2：车所受的重力和地面的支持力做功多少？问题3：功的正负表示什么含义？二、正功和负功力力做正功表示是动力做功，能量输入；力做负功表示是阻力做正功表示是动力做功，能量输入；力做负功表示是阻力做功，能量输出。做功，能量输出。9梳理深化1、总功：当一个物体在几个力的共同作用下发生一段位移时，这几个力对物体所做的总功，是各

4、个力分别对物体所做功的代数和。它也就是这几个力的合力对物体所做的功。二、正功和负功2、总功的两种求法：法一：先求物体受到的合力大小，再利用功的定义求合力做的总功；法二：先求各分力做的功，再求各分力做功的代数和。103、力对物体是否做功及正负功的判断。（1）当 90时，cos 0，W 0。这表示力 F 的方向与位移的方向垂直时，力 F 不做功。（2）当 0 0，W 0。这表示力 F对物体做正功。（3）90 时，cos 0，W 0。这表示力 F对物体做负功。二、正功和负功11巩固提升例2.如图，质量为 150 kg 的雪橇，受到与水平方向成 37角斜向上方的拉力，大小为500 N，在水平地面上移动

5、的距离为 5m。地面对雪橇的阻力为 100 N，cos 37 0.8。求各力对雪橇做的总功。二、正功和负功12二、正功和负功【解析】法一：物体受力分析如图，【解析】法一：物体受力分析如图，在竖直在竖直方向方向处于静止状态，受到处于静止状态，受到的合力的合力 水平方向受到的合力水平方向受到的合力 所以物体受到的所以物体受到的合力合力 ，则则合力对物体做的总功合力对物体做的总功为为13二、正功和负功【解析】法二：拉力在水平方向【解析】法二：拉力在水平方向的的分力分力为为 ，它所做的功为，它所做的功为 W1=Fcos37=50050.8 J=2000J阻力阻力与运动方向相反，两者夹角为与运动方向相反

6、，两者夹角为 180，它所做的功为，它所做的功为因为支持力、重力的方向与位移因为支持力、重力的方向与位移的的方方向向垂直，则支持力、重力垂直，则支持力、重力做功均为做功均为零零，各各力对物体所做的总功为力对物体所做的总功为各力对雪橇所做的总功是各力对雪橇所做的总功是 1 500 J14二、正功和负功练习2.如图所示，人站在斜坡式自动扶梯上匀速向上运动，人受到重力、梯面的支持力和梯面的摩擦力作用。下列说法中正确的是()A.重力不做功B.梯面的摩擦力做正功C.梯面的支持力做负功D.梯面的支持力和梯面的摩擦力均做正功B15练习3.如图所示，重为G的物体静止在倾角为的粗糙斜面体上，现使斜面体向右做匀速

7、直线运动，通过的位移为x，物体相对斜面体一直保持静止，则在这个过程中()二、正功和负功A弹力对物体做功为Gxcos B静摩擦力对物体做功为Gxsin C重力对物体做功为GxD合力对物体做功为0D16交流交流讨论讨论 比较图片，学生思考讨论：三、功率1.如何比较做功的快慢呢？2.速度、力、位移、时间都与功率相联系，这种联系在技术上具有重要意义。如何将这几个物理量关联在一起呢？17交流交流讨论讨论汽车汽车上坡时，需要的牵引力比平地上大，上坡时，需要的牵引力比平地上大，由由 知知，在功率一定时，速度越小，牵引力越大在功率一定时，速度越小，牵引力越大三、功率3.为什么汽车上坡时速度要比在平地上行驶的速

8、度小得多呢？181、功率的定义：从开始计时到时刻 t这段时间内，力做的功为 W，则功W 与完成这些功所用时间 t 之比叫作功率（power）2、公式：3、物理意义：功率表示做功的快慢4、单位：在国际单位制中，功率的单位是瓦特（watt），简称瓦，符号是 W。1 W 1 J/s。1 kW 1 000 W。梳理深化三、功率195、注意：（1）如果物体沿位移方向受的力是 F，从计时开始到时刻 t 这段时间内，发生的位移是 l，则力在这段时间所做的功是WFl cosa，则有（2）由于位移 l 是从开始计时到时刻 t 这段时间内发生的，所以 是物体在这段时间内的平均速度，即 ，则 三、功率206、机车启

9、动模型：汽车启动时，发动机的功率是可以改变的。因此，汽车启动通常有：恒定功率启动和恒定加速度（功率变化）的启动两种模式。假设汽车运动时受到的阻力恒定，尽管这样的假设和实际问题有些出入，但不妨碍我们从力和运动的关系（满足牛顿第二定律F合=ma）以及功率和牵引力、速度关系（PFv）来探讨理想化模型，以提高我们的综合分析能力。三、功率21三、功率22三、功率23巩固提升例3.发动机的额定功率是汽车长时间行驶时所能输出的最大功率。某型号汽车发动机的额定功率为 60 kW，在水平路面上行驶时受到的阻力是 1 800 N，求发动机在额定功率下汽车匀速行驶的速度。假定汽车行驶速度为 54 km/h 时受到的

10、阻力不变，此时发动机输出的实际功率是多少？【解析】【解析】汽车在水平路面上匀速行驶时，受到的牵引力汽车在水平路面上匀速行驶时，受到的牵引力F=F阻阻=1 800 N，由于由于 P=Fv，所以额定功率下的，所以额定功率下的速度速度三、功率24【解析】【解析】当汽车以速度当汽车以速度 v=54 km/h=15 m/s 行驶时，有行驶时，有P=Fv=1 80015 W=27 kW汽车以额定功率匀速行驶时的速度为汽车以额定功率匀速行驶时的速度为 120 km/h。汽车以。汽车以 54 km/h 的速度行驶时，发动机输出的实际功率为的速度行驶时，发动机输出的实际功率为 27 kW。三、功率巩固提升例3.

11、发动机的额定功率是汽车长时间行驶时所能输出的最大功率。某型号汽车发动机的额定功率为 60 kW，在水平路面上行驶时受到的阻力是 1 800 N，求发动机在额定功率下汽车匀速行驶的速度。假定汽车行驶速度为 54 km/h 时受到的阻力不变，此时发动机输出的实际功率是多少？25练习3、假设摩托艇受到的阻力的大小正比于它的速率。如果摩托艇发动机的输出功率变为原来的2倍，则摩托艇的最大速率变为原来的几倍？答：设摩托艇所受的阻力为F阻，最大速率为v，则F阻=kv，其最大功率P=F阻v；当功率变为原来的2倍时，最大速率为v，则 故三、功率26课堂小结功和功率定义、单位、公式与物理意义功定义、物理意义、公式及单位机车启动模型功率正负功的判断、总功的计算正功和负功谢谢观看，谢谢观看，你学到了什么？你学到了什么？