8.1.1 功与功率 课件-2022-2023学年高一下学期物理人教版（2019）必修第二册

功与功率 第一节 知识清单 功： 1、功的定义与公式（做功三要素） 2、正功和负功 3、两种计算总功的方法 4、恒力做功与变力做功 功率： 1、功率的概念与公式 2、平均功率和瞬时功率 3、额定功率和实际功率 4、机车启动的两种模式(难点） 快做笔记！ 要点概述 功的定义与公式 在初中我们已经学过功的初步知识，如果力的方向与物体的运动方向一致，该怎样计算功呢？ s F W=FS 力F对物体所做的功等于力的大小与物体移动距离的乘积。 如图甲所示物体m在水平力F的作用下水平向前行驶的位移为s，求力F对物体所做的功。 新知导入 思考：如果物体运动的方向与力的方向不一致，例如马拉雪橇时拉力方向和雪橇运动方向间有一个角度。 s 这时应当怎样计算功呢？ F α 新知导入 分析：把计算F做功的问题转化为分别求F1和F2做功的问题。 L F α F1 F2 W=WF1=F1·L=F Lcos α 则力F 对物体所做的功W 等于力F1做的功，而 F1 ＝ Fcos α，所以 分力 F2 的方向与位移的方向垂直，物体在 F2 的方向上没有发生位移，即： WF2=F2·0 功的定义与公式 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值这三者的乘积。 W ＝ FL cos α 公式： 练习：判断下面力与位移夹角为多少度？ F L 甲 30° F L 乙 30° L F 丙 30° α=150° α=30° α=150° 功的定义与公式 1、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 3、单位： 国际单位：焦耳（J） 1 J=1 N×1 m=1N·m 2、公式： （适用于恒力做功） 4、标量：遵从代数运算法则。 功是标量只有大小，没有方向，但功有正负之分 W = F l cosα 功的定义与公式 例1　如图所示，坐在雪橇上的人与雪橇的总质量为m，在与水平面成θ角的恒定拉力F作用下，沿水平地面向右移动了一段距离l.已知雪橇与地面间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g，则雪橇受到的（ ） A.支持力做功为mgl B.重力做功为mgl C.拉力做功为Flcos θ D.滑动摩擦力做功为－μmgl 新课入 功的定义与公式 C 例2.一个质量为150kg的物体，受到与水平方向成α=37°角的斜向右上方的拉力F1=500N的作用，在水平地面上移动的距离为L=5m，物体与地面间的滑动摩擦力F2=100N，求拉力F1和滑动摩擦力F2做的功？ F1 37° F2 v 解析：拉力F1对物体所做的功为：W1=F1Lcosα1= F1Lcos37°= 2000J 摩擦力F2对物体所做的功为：W2=F2Lcosα2= F2Lcos180°= –500J 矢量的正、负表示的是方向.功是标量，它的正、负表示什么意思呢？ 思考？ 新课入 功的定义与公式 正功和负功 思考讨论：由w＝F L cosα你能说出力与位移成不同的角度时，力的做功的情况吗？ 1、当 α＝ 时，cos α＝0， W ＝ 0。力 F 的方向与位移 L 的方向垂直时，力 F 不做功。 G F FN v 甲 物体在水平桌面上运动，重力 G 和支持力 FN 都与位移方向垂直，这两个力都不做功。 正功和负功 2、0 ≤ α < 时，cos α > 0， W > 0。这表示力 F对物体做正功。 F v 乙 α 人用力拉车前进时，人的拉力 F 对车做正功。 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。 正功和负功 3、 < α≤ π 时，cos α < 0 ， w < 0。这表示力 F对物体做负功。 F v 丙 要使运动的小车减速，人向后拉车的力 F 对车做负功。 负功的意义是：力对物体做负功，表明此力的效果是阻碍了物体运动，是阻力。一个力对物体做负功，也可说成物体克服这个力做了功（正值）。 正功和负功 一辆汽车以一定初速度在粗糙水平面做匀减速直线运动，若阻力做－20J功， 也可以讲物体克服阻力做了20J功。 正功和负功 力对物体做正功或负功的条件 由W＝Flcos α可知 (1)当α＝ 时，W＝ ，力F对物体 (填“做正功”“做负功”或“不做功”). (2)当0≤α＜ 时，W 0，力F对物体做 功(填“做正功”“做负功”或“不做功”). (3)当＜α≤π时，W 0，力F对物体做 功(填“做正功”“做负功”或“不做功”). 0 不做功 ＞ 正 ＜ 负 正功和负功 比较第一次此人做了－8J的功与第二次此人做5J的功大小？ 想一想 F v F v 此人第一次比第二次做功多 说明功的