第8章 第1节 功与功率（课件PPT）-【新课程学案】新教材2022-2023学年高中物理必修第二册（人教版2019 江苏专版）

第八章　机械能守恒定律 第1节　功与功率 核心素养导学 物理观念 (1)理解功的概念，掌握功的计算式。 (2)知道功是标量，理解正功、负功的含义。 (3)理解功率的概念。 科学思维 (1)知道几个力对物体所做的总功，是各个力分别对物体做功的代数和。 (2)会运用极限思想得到瞬时功率表达式P＝Fv。 (3)能分析汽车发动机功率一定时，牵引力与速度之间的关系，并能分析、解释实际生活中的现象。 科学态度与责任 关注生产生活中常见机械做功、功率大小及其意义，养成分析物理过程的良好习惯。 续表 一、功　正功和负功 1．功的公式：W＝_________。功是标量。 2．公式的意义：力对物体所做的功，等于力的大小、位移的大小、力与位移夹角的余弦这三者的______。 3．功的单位：在国际单位制中，功的单位是_____，简称____，符号是__。 Flcos α 乘积 焦耳 焦 J 4．功的正负判断 5．合力对物体所做的功 当一个物体在几个力的共同作用下发生一段位移时，这几个力对物体所做的总功，是各个力分别对物体所做功的_________。 功的正负是由力与物体位移方向间的夹角大小决定的，与正方向的选取无关。　　 不做功 正 负 代数和 快慢 比 瓦特 瓦 W (3)应用：由功率与速度关系式知，汽车、火车等交通工具和各种起重机械，当发动机的输出功率P一定时，牵引力F与速度v成_______。 6．额定功率与实际功率 (1)额定功率：机械能长时间正常工作时的功率。 (2)实际功率：机械实际工作时的功率。 反比 1.观察下面三图的情景，思考下列问题： (1)图甲中，运动员对杠铃有没有做功？ (2)图乙中，人对水桶有没有做功？ (3)图丙中，人对拖把有没有做功？ 提示：(1)杠铃不动，运动员对杠铃没有做功。 (2)人对水桶的力竖直向上，水桶水平移动，人对水桶没有做功。 (3)人对拖把用力，拖把在力的方向上发生了位移，人对拖把做了功。 2．当力的方向与该力作用下物体的运动方向在一条直线上时，该力做的功等于力乘位移。如图所示，若力的方向与位移的方向间存在一个夹角，则该力做的功如何求解？ 提示：将力投影到位移方向，再利用该力的投影乘位移。或将位移投影到力的方向，再利用该力乘以位移的投影。 3．如图所示，汽车正在爬一倾角较大的坡道，请对以下结论作出判断： (1)汽车爬坡时常换用高速挡位。 ( ) (2)汽车爬坡时常换用低速挡位。 ( ) (3)当汽车发动机的功率一定时，汽车速度减小，可以获得更大的牵引力。 ( ) × √ √ 新知学习(一)|功的理解与计算 [重点释解] 1．对功的理解 (1)两个决定因素 ①作用在物体上的力； ②物体在力的方向上的位移。 (2)功是力在空间上的积累，它总是与一个过程相对应。 2．对公式W＝Flcos α的理解 (1)W＝F·lcos α，可理解为功等于力F与沿力F方向的位移lcos α的乘积。 (2)W＝Fcos α·l，也可理解为功等于沿位移方向的分力Fcos α与位移l的乘积。 (3)适用条件：公式W＝Flcos α只适用于计算恒力做功，若是变力做功，此公式不再适用。 [典例体验] [典例]　如图所示，质量为m＝2 kg的物体静止在水平地面上，受到与水平地面夹角为θ＝37°、大小F＝10 N的拉力作用，物体移动了l＝2 m，物体与地面间的动摩擦因数μ＝0.3，g取10 m/s2，cos 37°＝0.8。求： (1)拉力F所做的功W1。 (2)摩擦力Ff所做的功W2。 (3)重力G所做的功W3。 (4)弹力FN所做的功W4。 (5)合力F合所做的功W。 [解析]　(1)对物体进行受力分析，如图所示。 W1＝Flcos θ＝10×2×0.8 J＝16 J。 (2)FN＝G－Fsin θ＝20 N－10×0.6 N＝14 N，Ff＝μFN＝0.3×14 N＝4.2 N，W2＝Fflcos 180°＝－4.2×2 J＝－8.4 J。 (3)W3＝Glcos 90°＝0。 (4)W4＝FNlcos 90°＝0。 (5)W＝W1＋W2＋W3＋W4＝7.6 J。 也可由合力求总功，F合＝Fcos θ－Ff＝10×0.8 N－4.2 N＝3.8 N F合与l方向相同，所以W＝F合l＝3.8×2 J＝7.6 J。 [答案]　(1)16 J　(2)－8.4 J　(3)0　(4)0 (5)7.6 J /方法技巧/ 1．计算恒力做功要注意的三个问题 (1)计算功时一定要明确是哪个力对哪个物体在哪段位移过程中做的功。 (2)力F与位移l必须互相对应，即l必须是力F作用过程中的位移。 (3)某力对物体做的功只跟这个力、物体的位移以及力与位移间的夹角有关，跟物体的运动情况无关，跟物体是否还受其他力、以及其他力