8.1功与功率 课件-浙江省舟山中学2020-2021学年高一物理人教版（2019）必修第二册

§功与功率 《机械能守恒定律》 力和运动的角度 能量的角度 能量之间如何转化,又如何定量地量度? 牛顿运动定律 直线运动 曲线运动 万有引力 重力势能增大 动能增大 弹性势能增大 做功的因素是什么？ F F F x x x 力? 功！ 若物体在力的作用下能量发生了变化，则这个力一定对物体做了功。 思考1:有无做功 纹丝不动!! 匀速 真辛苦 匀速前进 一、功的概念 思考 2 如果起重机提着货物静止不动，拉力对货物是否做功了？ 如果提着货物水平运动，拉力是否做功了？ 一.功的概念 陷在雪地里的汽车，人不管怎样用力，都推不动，人的推力对汽车是否做功了？ 火车在平直轨道上运动，铁轨对火车的支持力和火车的重力做不做功？ 一.功的概念 1、定义： W = F l cosα 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 3、单位 国际单位：焦耳（焦） 单位符号：J １Ｊ＝１Ｎ×１m=1N·m 2、公式 W表示力对物体所做的功，F表示物体所受到得力，Ｌ是物体所发生的位移，α是力F和位移Ｌ之间的夹角，求功时一定明确要 求的是哪一个力在哪一段位移上做的功。 功的计算时，各 量要求统一采用 国际单位制 适用于恒力做功 F F L 在物理学中，如果力的方向与物体运动的方向相同，功就等于力的大小与位移大小的乘积。 W＝F L 力的大小 位移的大小 力F对物体做的功 1.力的方向与物体运动的方向相同时 二、功的计算 L F F F F α F α 根据力的等效性原理, 可把计算F做功的问题转化为分别求F1和F2做功的问题。 W1= F1L= FLcosα W2 = 0 W = W1 + W2 W = FLcosα F2 F1 思考3：当拉力与水平方向的夹角为α时，此时拉力F做的功应该是多少呢？ 若将位移L分解,结果如何? F L L1 L2 α 90。 L1=Lcosα L2=Lsinα W1=FL1=FLcosα W2=0 W=FLcosα W＝F L cosα 力F对物体做的功 力的大小 位移的大小 力与位移的方向的夹角 2.力的方向与物体运动的方向成一夹角时， 功的定义式为： 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。 功是一个标量。在国际单位制中单位是焦耳，简称焦，符号是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=1N×1m=1N•m W＝F Lcosα 辨认力的方向与位移方向的夹角 450 F L 甲 答案：450 450 F L 乙 答案：1350 辨认力的方向与位移方向的夹角 450 F L 丙 答案：450 450 F L 丁 答案： 1350 方法：将力、位移矢量的箭尾移到同一个作用点上。 两者做功效果相同吗？ v FN G F阻 F α 功是标量，没有方向 正功说明此力为动力 负功说明此力为阻力 功的正负不是数量上的正与负， 既不能说“正功和负功方向相反” 也不能说“正功大于负功”， 它们仅表示相反的做功效果。 三、正功与负功 α COSα W 物理意义 α=π/2 α＜π/2 π/2＜α≤π COSα= 0 COSα＞0 COSα＜0 W = 0 W ＞ 0 W＜0 表示力F对物体不做功 表示力F对物体做正功 表示力F对物体做负功 结合表格思考正功和负功的物理意义？ 结合表格思考不做功有哪几类情况？ 正功的意义是：力对物体做正功，表明此力的效果是促进物体的运动，是动力。 正负功的物理意义 例1.一个质量为 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，在水平地面上移动的距离为 5 m。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。 α指什么？ 四.总功的求法 W总=W1+W2+W3+•••••• 1、功是标量 故合力的功（即总功）就等于各分力做功的代数和： W总=F合 Lcos α 2、力是矢量 故可以先求合力，再求合力做的功： 例2.如图，已知物体质量m，斜面质量M，斜面倾角θ，物体与斜面间的动摩擦因数μ，物体与斜面保持相对静止。现使斜面在水平面上向左匀速直线运动，位移为x，求在位移x中： 1）重力对物体所做的功 2）斜面对物体的支持力所做的功 3）斜面对物体的摩擦力所做的功 4）物体的合力做的功 解： G f N 对物体受力分析如图所示 1)重力与物体运动方向垂直 2) 支持力所做