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1节 功与功率 第八章 机械能守恒定律 学习目标 1、知道功的概念，掌握功的计算公式。 2、知道正功、负功的物理意义。 3、知道计算多个力所做总功的方法。 4、知道功率的概念，知道功率的计算公式及其单位。 5、能在实际情境中区分平均功率与瞬时速率、实际功率与额定功率。 温故而知新 起重机竖直提升重物时，重物运动的方向与力的方向一致，则力对物体做的功为力的大小与重物移动距离的乘积。 F l 温故而知新 功的定义： 如果物体受到力的作用，并且在这个方向上移动一段距离 ，我们就说这个力对物体做了功。 F l F l F 思考与讨论 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 思考与讨论 l F F α W2 = 0 当力F和位移 l 成α时： F α F1 F2 思考与讨论 W2 = 0 l α 分解位移 奇思妙想： F l2 l1 一、功 1.表达式： 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这三者的乘积。 2.做功的两个因素： （1）作用在物体上的力 （2）物体在力的方向上发生了位移 一、功 3.适用条件： 4.国际单位： 焦耳，简称焦，符号是J 1 J 等于 1 N 的力使物体在力的方向上发生 1 m 位移的过程中所做的功。 适用恒力做功 5.标矢性： 功是标量，没有方向，但有正负。 二、正功和负功 夹角：α 夹角：π-α 夹角：α 夹角：π-α F l α α α F F α l F l l 辨认力与位移的夹角 这表示力F的方向与位移l 的方向垂直时，力F不做功。 二、正功和负功 1. 例如，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。 这表示力F对物体做正功。 二、正功和负功 2. 例如，人用力拉车前进时，人的拉力F 对车做正功。 表示该力是动力。 这表示力F对物体做负功。 二、正功和负功 3. 例如，要使运动的小车减速，人向后拉车的力F对车做负功。 表示该力是阻力。 某力做多少负功，也可以说成“物体克服该力做多少功”（取绝对值）。 巩固训练 如图所示，一质量为m的物体在与水平方向成α角斜向上的拉力F作用下，沿动摩擦因数为μ的水平地面向右移动位移l，则： (1)物体受到的各个力做的功是多少？各个力对物体所做功的代数和是多少？ (2)物体所受的合力是多少？合力所做的功是多少？ 巩固训练 (1)因重力、支持力与位移夹角为90°，故WG＝0，WN＝0， 拉力F所做的功：WF＝Flcos α 滑动摩擦力的大小：f＝μFN FN＋Fsin α＝mg 故滑动摩擦力所做的功： W2＝μFNlcos 180°＝μ(Fsin α－mg)l 各个力对物体所做功的代数和： W＝W1＋W2＝(Fcos α＋μFsin α－μmg)l 解析： 巩固训练 (2) 根据正交分解法求得物体所受的合力 F合＝Fcos α－f 则F合＝Fcos α＋μFsin α－μmg 合力方向向右，与位移同向。 合力所做的功：W＝F合l＝(Fcos α＋μFsin α－μmg)l 各个力对物体所做功的代数和与物体所受合力做的功是相等的。 解析： 二、正功和负功 4.计算总功的两种方法 （1）分别求出每个力所做的功，然后求出所有功的代数和。即： （2）先求出物体所受的合力，然后再求出合力的功，即： 巩固训练 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。 例题1： 巩固训练 解析： 拉力在水平方向的分力为 Fx ＝ Fcos 37°，它所做的功为 W1＝ Fxl ＝ Fl cos 37°＝ 500× 5× 0.8 J ＝ 2 000 J 阻力与运动方向相反，两者夹角为 180°，它所做的功为 W2＝ F 阻 l cos 180°＝－ 100× 5 J ＝－ 500 J 力对物体所做的总功为二者的代数和，即 W ＝ W1 ＋ W2 ＝ 2 000 J － 500 J ＝ 1 500 J 力对雪橇所做的总功是 1 500 J。 三、功率 1.物理意义： 2.定义： 表示力对物体做功的快慢。 功W与完成这些功所用时间t之比叫作功率。 3.定义式： 比值定义法 4.单位： 在国际