8.1 功和功率--基本概念（教学课件）【教学无忧】2022-2023学年高一物理同步精品备课（人教版2019必修第二册）

8.1 功与功率 人教版（2019）物理（必修第二册） 第八章 机械能守恒定律 老师： 授课时间： 1 课堂导入 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： 回顾初中时所学知识，功的定义和条件是什么？ （缺一不可） 课堂导入 思考：如果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。 s 这时应当怎样计算功呢？ F α 一、功的概念 1.功的定义 （1）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 （2）做功的两个条件 ①作用在物体上的力 ②物体在力的方向上通过的位移 一、功的概念 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 （3）功的计算公式： 一、功的概念 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？ （3）功的计算公式： F α 一、功的概念 l F F α F α F α F2 F1 ③当力F和位移 l 成α时： WF1=F1·l WF2=F2·0 方法一 （3）功的计算公式： 一、功的概念 F l l1 l2 α l1=lcosα l2=lsinα W1= Fl 1= Flcos α W2= 0 在力方向发生的位移 W= F lcosα 方法二 ③当力F和位移 l 成α时： 一、功的概念 W = F lcosα 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。 （4）国际单位: 焦耳（简称：焦 ——符号：J） １Ｊ＝１Ｎ×１m=1N·m （3）功的计算公式： 一、功的概念 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。 （5）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 二、正功和负功 （1）00 ≤α ＜ 900，cos α＞0，W取正值， 做正功； （2）α= 900，cos α=0 ， W等于0 ，不做功； （3）900 ＜ α ≤1800，cos α＜0，W取负值，做负功。 某力对物体做负功,往往说成“物体克服某力做功”（取绝对值） （4）功的正负既不表示方向，也不表示大小，只表示动力做功还是阻力做功，功是一个有正负的标量。 2、正功与负功 二、功率的概念 1.定义：功跟完成这些功所用时间的比值，叫做功率。 3.国际单位：瓦特，简称瓦，符号是W 1W＝1J/s=1N•m/S. 常用单位：千瓦（kW），1kW＝1000W=103W； 1马力=735瓦 4.物理意义：描述物体做功快慢的物理量。 （P越大——做功越快） 5.功率是标量。表示做功过程中能量转化的快慢。 2.定义式： (单位时间做功的多少) 比值定义法 6.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 二、功率的概念 7.平均功率与瞬时功率 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：描述在一段时间内做功的平均快慢 瞬时功率：表示在某一时刻做功的快慢 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、功率的概念 8.额定功率和实际功率 （1）额定功率：是指机器正常工作（即额定转速下）时的最大输出功率，也就是机器铭牌上的标称值。 （额定功率是动力机器重要的性能指标,一个动力机器的额定功率是一定的） （2）实际功率：是指机器在工作中实际输出的功率。 （3）机器不一定在额定功率下工作，机器正常工作时实际功率总是小于或等于额定功率，机器只能在短暂时间内实际功率略大于额定功率，但不允许长时间超过额定功率。 二、功率的概念 （2）机车发动机的功率指牵引力的功率而不是合外力或阻力的功率 。起重机调起货物的功率指钢绳拉力的功率。 说明： （1）实际功率大于额定功率：超负荷，会损坏机械，只能较短时间。 实际功率等于额定功率：满负荷 二、功率的概念 课堂小