8.1.2 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 第二节 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、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） 要点概述 两种计算总功的方法 思考讨论：当一个物体在几个力的共同作用下发生一段位移时，怎样求几个力对物体所做的总功？ F1 v 乙 F2 F3 F4 两种计算总功的方法 方法1:由于功是标量所以这几个力对物体所做的总功等于各个力分别对物体所做功的代数和。 W ＝ W1 ＋ W2 ＋ W3 ＋…… 方法2:根据功的公式W=FLcosα,其中F为物体所受的合外力; 两种计算总功的方法 快做笔记！ 典例：质量为 150 kg 的雪橇，受到与水平方向成 37° 角斜向上的拉力，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。 两种计算总功的方法 α F l 解法①：先根据力学知识求出合外力F合，再由功的定义式来计算。 解法②：先分别求出各个力所做的功，再对各个力做的功求代数和。 W合 = F合l cosα W合= W1+W2+ ······ F合=Fcosα-f =400N-100N=300N W合=F合lcosα=300N×5m=1500J WG=WN=0 WF=Flcosα=2000J Wf= -fl=-100N×5m= -500J W合=WN+WG+WF+Wf=1500 两种计算总功的方法 典例：质量为m＝2 kg的物体在水平地面上，受到与水平面成 θ＝37°，大小F＝10 N的拉力作用，移动的距离l＝2 m，已知：物体与地面的滑动摩擦因数μ＝0.3，g为10 m/s2.(sin 37°＝0.6、cos 37°＝0.8)求：合外力对物体所做的总功． 　　 mg F FN 37 Ff l 两种计算总功的方法 F 37° Ff FN mg Fy Fx 解：物体受力分析如图所示 FN+Fsin37°=mg Ff=μFN=μ·(mg－Fsin 37°) 拉力F对小车所做的功为： WF= Fl cos37°=10×2×0.8 J＝16 J． 摩擦力Ff对小车所做的功为： Wf＝－fl＝－μ·(mg－F1sin 37°)l ＝－0.3×(20－10×0.6)×2 J＝－8.4 J． 重力和支持力不做功； 外力对小车所做的总功W等于W1和W2的代数和： W=W1+W2=16J+（-8.4J）=7.6J 方法2： 解：物体受力分析如图所示 FN+Fsin37°=mg Ff=μFN=μ·(mg－Fsin 37°) 小车所受到的合力为： F合 = Fcos37°–Ff = Fcos37°–μ·(mg－Fsin 37°) 外力对小车所做的总功为： W = F合l = [Fcos37°–μ·(mg－Fsin 37°)].l = [10×0.8-0.3×(20－10×0.6)]×2J = 7.6J F 37° Ff FN mg Fy Fx 恒力做功与变力做功 变力做功： 1、微元法 2、平均力法 3、图像法 4、转换法 变力做功 快做笔记！ 还可以利用功能关系求变力做功，本节不做讨论 当力的大小不变,力的方向时刻与速度同向(或反向)时,把物体的运动过程分为很多小段,这样每一小段可以看成直线,先求力在每一小段上的功，再求和即可。过程无限分小后， 可认为每小段是恒力做功。 微元法 变力做功 例1、用水平拉力拉着物块沿半径为R的水平圆轨道运动一周，如图所示，已知物块与轨道间的动摩擦因数为μ，物块质量为m，求此过程中摩擦力做的功。 解：摩擦力的方向时刻在变，是变力做功的问题，不能直接由功的公式计算，采用微元法解，将圆分成很多很多小段，在这些小段中，力可以看作恒力，于是： Wf = – fΔs1+ （– fΔs2 ）+（– fΔs3 ）+（– fΔs4 ）+（– fΔs5）+…… = – f（ Δs1+Δs2+Δs3+Δs4 +Δs5+…… ） = – μmg2πR A. 0 B. 63J C. 10 J D. 20 J 例2、某个力F=10 N作用于半径为R=1m的转盘边缘上，力F的大小保持不变，但方向始终与作用点的切线方向保持一致，则转动一周的过程中的这个力F所做的功应为（ ）    B 变力做功 平均力法 变力做功 如图所示，轻弹簧一端与竖直墙壁连接，另一端与一个质量为m的木块连接，放在光滑的水平面上，弹簧的劲度系数为k，处于自然状态．现用一水平力F缓慢拉动木块,使木块向右移动s，求这一过程中拉