8.1 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

第八章　机械能守恒定律 第一节　功与功率 情 景 切 入 思考：《西游记》中，沙和尚挑担千里，在竖直方向上却没有对行李做功，而猪八戒扶师父上马却做了功，这是为什么？ 物体在力的作用下，并在力的方向上发生了位移，这个力就对物体做了功。 图2 答案　小川拉着重物上升的过程，小川对重物做了功，其他三人都没有对物体做功. 一、对功的理解 思考:分析图中的哪个人对物体做了功？ (1)如果力的方向与物体的运动方向一致，这个力所做的功是多少？ l W=Fl F支 F支 l F不做功即 W=0 (2)如果力的方向与物体的运动方向垂直，这个力所做的功是多少？ 更普遍的情形是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。这时应当怎样计算功呢？ F α 【新课导入】 F α L F1 F2 W1=F1L = Fcos αL W2=0 W= 小车受到力F的作用，F与水平面夹角为α，在水平路面上前进L，求这个过程中拉力F对小车所做功的大小？ 1、定义： 力对物体所做的功，等于力的大小、位移的大小、力与位移的夹角余弦这三者的乘积. 3、单位： 国际单位：焦耳（J） 2、公式： （适用于恒力做功） 1J等于1N的力使物体在力的方向上发生1m位移的过程中所做的功，所以 1J=1N·m 一、功 W = Flcos α a 、力必须是恒力 b 、功一定要指明是哪个力对物体做的功 功的一般表达式运用要注意 F F l μ=0 F F l μ≠0 l F F 问题3.下列三种情况下，拉力F对物体做的功分别是多少： ①用力F拉动物体m在光滑水平面上加速移动l； ②用力F拉动物体2m在粗糙水平面上匀速移动l； ③用力F拉动物体m沿斜面向上减速移动l 力对物体做功的多少，只与F、x 、有关，与其它因素无关 (1)当α=π/2时，cosα=0，W=0。这表示力F的方向跟位移的方向垂直时，力F不做功。 例如，物体在水平桌面上运动，重力G和支持力FN都跟位移方向垂直，这两个力都不做功(如图)。 力与位移成不同角度时，力做功的几种情况 (2) 当α＜π/2（锐角）时，cosα＞0，W＞0。这表示力F对物体做正功。 例如，人用力拉车前进时，人的拉力F对车做正功(如图)。 (3) 当π≥α＞π/2（钝角）时，cosα＜0，W＜0。这表示力对物体做负功。 例如，推着小车跑动的人，到达目的地减速时，人向后拉车的力F对车做负功(如图)。 例：某一物体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。 一个力对物体做负功，也可说成物体克服这个力做了功（取正值） 注意 功是标量，但有正负。功的正负只表示力做功的效果, 既不表示方向 ,也不表示大小。即：表示是动力或阻力做功。 思考：比较－8J的功与5J的功大小？ 练习3：一位质量m=60kg的物体放在粗糙水平面上，在与水平面成α=37°角斜向上的拉力F=100N，沿水平方向运动了100m，已知阻力f=50N， 求（1）各个力所做的功以及外力所做的总功？ （2）物体所受外力的合力以及合力的功？ 37 ° 37 ° F F G G f f N N 先求出各个力所做的功，则总功等于各个力所做功的代数和。 W总=W1+W2+······+Wn 先求出各个力的合力，则总功等于合力所做的功。 W总=F合Lcos α 计算总功的两种方法 （为合力与位移方向的夹角） 小结 1、做功的两个不 可缺少的因素 作用在物体上的力 在力的方向上移动的位移 2、功的计算 W = F l cosα a、功一定要指明是哪个力对物体做的功 b、力必须是恒力 3、 功是标量，但有正负。正负只表示做功的力的效果功的正负既不表示方向，也不表示大小。 4、总功等于各个力对物体所做功的代数和，也等于合力对物体所做的功。 二、功率 做同样的功 谁更快 1、物理意义：是表示力对物体做功快慢的物理量。 3、公式： 比值定义法 4、功率是标量。功率表示做功过程中能量转化的快慢。 5、功率的单位： 瓦特（W）常用单位： kW 一、功率的概念 2、定义：功W跟完成这些功所用时间t的比值 说明：即使是同一个力做功，做功的功率也可能是变化的，在一段时间内力对物体做功的功率，实际上是这段时间内力对物体做功的平均功率。 平均功率：描述一段时间内做功的平均快慢 P＝ t W 当 t 很短很短时，此式表示瞬时功率 当 t 表示一段时间时，此式表示平均功率 二、平均功率和瞬时功率 　　一个物体在水平恒力F的作用下，以速度v匀速直线运动了一段时间t，试