2.1 功 功率 课件 -2022-2023学年高一下学期（中职）物理高教版（2021）通用类

第一节 功 功率 物理（通用类） 主题二 功和能 同学们，大家好！今天我们一起来学习《物理》“主题二 功和能”的“第一节 功 功率”。 1 将料斗向上匀速吊起和将料斗静止地吊在半空中有什么不同？ 【情境与问题】 在建筑工地上，经常可以看到起重机将装满了混凝土的料斗提升到高处，再运送到各个施工现场的情景，如图所示。 起重机将料斗向上匀速吊起和将料斗静止地吊在半空中，这两种情形中料斗的运动方式虽然不同，但是受力情况却是相同的，都受到相同的重力和拉力。那么，这两种情形有什么其他方面的不同？ 2 主要内容 功 功率 1 2 本节我们要学习的主要内容。 3 01 PART 01 功 一、功 若物体在力 F 的作用下，在力 F 的方向上发生的位移是 s，那么力 F 对物体做的功为 W＝Fs 初中我们已经知道，一个物体受到力的作用，如果在力的方向上发生了一段位移，就说这个力对物体做了功。 5 用两个或多个物理量相乘来定义新物理量的方法，称为乘积定义法，它是一种数学方法。它与比值定义法一样，也是物理学中最常使用的定义新物理量的方法之一。 【思维与方法】 乘积定义法 一、功 用乘积法定义的物理量往往与用来定义的几个物理量有关（或由它们决定）。 6 ← v 力和物体在力的方向上发生的位移，是做功的两个不可缺少的因素。 一、功 一个物体在光滑的水平面上做匀速直线运动。因为它没有受到推力，所以，没有推力对物体做功。 某人举着一个物体匀速前进。虽然有推力，但在力的方向上没有位移，所以他也没有做功。 → v 7 起重机在向上匀速吊起料斗时对料斗做了功，做功对应着某种形式的能量转化，即要消耗能量；当起重机静止地将料斗吊在半空中时，虽然拉力相同，但是起重机没有对料斗做功，因此不消耗能量。 一、功 8 在实际生产、生活中，物体的位移方向并不总是跟力的方向相同。当力 F 的方向跟位移 s 的方向成某一角度 α 时，如下图所示，该怎样计算这个力做的功呢? 一、功 9 将力 F 分解成与位移方向相同的分力F1 和与位移方向垂直的分力 F2，如下图所示。 一、功 在此过程中，分力 F2 不做功，只有分力 F1 做功。 10 恒力对物体所做的功，等于力的大小、位移的大小、力和位移间夹角的余弦这三者的乘积。 一、功 W＝F s cos α 分析恒力做功的大小与力和位移间夹角的关系，共有以下几种情形： 11 当α＝0时，cos α＝1，W＝Fs，力和位移方向相同，力对物体做正功。 一、功 当0＜α＜90°时，cos α＞0，W为正值，力对物体做正功。 当α＝90°时，cos α＝0，W＝0，力和位移方向垂直，力对物体不做功。 12 当90°＜α＜180°时，cos α＜0，W为负值，力对物体做负功。 一、功 当α＝180°时，cos α＝－1，W＝－Fs，力和位移方向相反，力对物体做负功。 一个力对物体做负功，表示这个力阻碍物体的运动。因此，当力对物体做负功时，我们常说物体克服这个力做功。例如，当摩擦力对物体做负功时，也可以说物体克服摩擦力做功。 13 分析法就是把研究对象分解为各个组成部分和要素，然后分别加以研究，从而揭示事物的属性和本质的方法。 【思维与方法】 分析法 一、功 任何事物都是由各个部分或要素组成的，事物整体的各种属性、关系等，必然从各个组成部分和要素的运动及相互作用中表现出来。因此，对一个复杂的物理系统或现象，通过对各个部分、各个因素的分析，可以弄清其内部结构，了解其一般特征，掌握其基本联系。 14 如果公式 W＝Fscos α 中的 F 是几个力的合力，那么 α 就是合力方向与物体位移方向间的夹角，W 就是合力做的功。 一、功 通过分析可以证明，合力做的功等于各个分力做功的代数和。 因此，求某过程中物体所受合力做的功时，有两种方法：一是先求出合力，再结合位移，求出合力做的功；二是先求出各个分力做的功，再通过相加，求出合力做的功。 15 示例1 一个质量为150 kg的小车，受到与水平方向成37°角斜向上方的500 N的拉力，与地面间的摩擦力为100 N，在水平地面上移动的距离为5 m。求合力对物体做的功。 分析 小车在水平地面上移动时，受到重力G、支持力 FN、拉力 F 和摩擦力 Ff 四个力的作用，如右图所示。 一、功 由于重力G、支持力FN的方向与小车的位移方向垂直，不做功，因此合力做的功就是拉力F和摩擦力Ff做功的代数和。 16 解 拉力做的功 WF＝Fscos α = 500×5×cos 37°J ≈ 2 000 J 摩擦力做的功 ＝