8.1 功和功率 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 物理的任务是发现普遍的自然规律。因为这样的规律的最简单的形式之一表现为某种物理量的不变性，所以对于守恒量的追寻不仅是合理的，而且是极为重要的研究方向。 劳厄 温故知新 功的定义：如果一个物体受到力的作用，并且在这个力的方向上通过一段位移 ，我们就说这个力对物体做了功。 F l F （1）作用在物体上的力 （2）物体在力的方向上通过的位移 做功的两个条件： 如果提着货物水平运动，拉力是否做功了？ 陷在雪地里的汽车，人不管怎样用力，都推不动，人的推力对汽车是否做功了？ 一、功 1.做功的两个因素 温故知新 1.当力F和位移 l 同向时： F l F 2.当力F和位移 l 垂直时： W=F·0 W=F l F l F 2.用分解力的方法求功 l F F α F α W2 = 0 F2 F1 当力F和位移 l 成α时： WF1=F1·l WF2=F2·0 3.用分解位移的方法求功 F l l1 l2 α l1=lcosα l2=lsinα W1= Fl 1= Flcos α W2= 0 除了分解力以外还可以分解位移: W= Flcosα 在力方向发生的位移 F F 3.当拉力与水平方向的夹角为α时 l α α 单位 力F对物体所做的功 W 焦耳(J) l α 恒力F与位移l两个矢量方向之间的夹角 恒力F的作用点的对地位移 米(m) 单位 一、功 1.公式：W = Flcosα 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.国际单位: 焦耳（简称：焦 ——符号：J） １J＝１N×１m=1N·m 3.功是标量，没有方向，但有正负。 （1） 功是过程量，对应一段时间或位移是力对空间的积累效果；故计算功时一定要指明是哪个力在哪个过程对物体做的功。 ４.说明 （2）公式W = Fl cosα只适用于计算恒力的功，l是物体的位移，不是路程。 Ｆ m M l 一、功 分别计算这三种情形下力对物体做的功。F=10N，l=2m。角θ的大小如图。 α COSα W 物理意义 α=π/2 0≤ α＜π/2 π/2＜α≤π COSα= 0 COSα＞0 COSα＜0 W = 0 W ＞ 0 W＜0 不做功 做正功 做负功 二、正功和负功 正功 负功 促进物体运动 阻碍物体运动 动力 阻力 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：表示动力或阻力做功。 正功 负功 拉力做了50J的功 拉力做了-50J的功 小车克服拉力做了50J的功 总功的计算 【例题】一个质量m＝150kg的雪橇，受到与水平方向成37°角的 斜向上方的拉力F=500N，在水平地面上移动的距离为5m，物体与 地面间的滑动摩擦力f＝100N，cos 37°＝ 0.8。求 （1）各个力对物体所做的功 （2）各个力对物体做功的代数和 （3）物体所受的合力 （4）合力对物体做的功 求总功的两种方法 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： W总 =F合 Lcosα 练习:一个质量ｍ＝2kg的小车，受到与水平方向成37°角斜向上方的拉力F1=10N，在水平地面上移动的距离l=2m。小车与地面间的摩擦力F2=4.2N。求小车所受的各力及合力所做的功。 F1 37° F2 l 人在60s内把1kg 物体提到预定的高度， 起重机花了30s 把1kg的物体提到预定的高度。 谁做功更快？ 三、功率 1．定义：功W与完成这些功所用_______的比值。 2．公式：P＝______。单位：______，简称____，符号____。 3．意义：功率是表示物体__________的物理量。 4．功率是标量。 时间 t 瓦特 瓦 W 做功快慢 实际功率总是小于或等于额定功率。 三、功率 一个物体在恒力F的作用下，以速度v 匀速直线运动了一段时间t，恒力F与水平夹角为ɵ。试求这段时间t 内恒力F做功的功率? 三、功率 5、功率的另一种表达式 W＝Flcosα P＝ t W P＝Fvcosα P＝ t Flcosα v F α v1 v2 F α v F2 F1 P＝vFcosα P＝Fvcosα v＝ t l 5、功率与速度的关系 P＝F v cosα 若v表示瞬时速度，则P 表示瞬时功率 若 v表示平均速度，则P 表示平均功率 当F 和 v 方向相同时，对于公式 P = F v 1.当P 一定时，F 和 v 有什么关系？ 2.当F 一定时，P 和 v 有什么关系？ 3.当v 一定时，F 和 P 有什么关系？ 反比 正比 正比 例