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

8.1.功与功率 1 问题 起重机竖直向上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的距离的乘积。 马拉雪橇时拉力的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？ 当力的方向与位移方向成一角度α时 根据力的等效性原理，把求F做功的问题转化为分别求F1和F2做功的问题。 W1= F1l = Fcosα l W2 = 0 W =W1 + W2 即：W= F l cosα F2 除了分解力以外还可以怎么求? F l l1 l2 α l1=l cosα l2=l sinα W1= Fl 1= F lcos α W2= 0 W= F lcos α 思考： 4 2.公式： W = F l cosα 1.定义：力对物体所做的功，等于力的大小、位移的大小、力与位移夹角的余弦这三者的乘积。 3.单位: 国际单位：焦耳（焦） 1J＝1N·m J 1J等于1N的力使物体在力的方向上发生1m的位移时所做的功 一、功 5 d、与物体是否受其他力无关，与物体的运动状态无关。 a、力必须是恒力； 5、理解： 4、功是标量 只有大小，没有方向 b、公式中的F和l必须具备同时性； c、功是过程量,是力对空间的积累效果； (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)。 1.正功和负功 二、正功和负功 (2) 当α＜π/2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时，cosα＜0，W＜0。这表示力F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)。 ①功的正负表示是动力对物体做功还是阻力对物体做功 功的正负由力和位移之间的夹角决定，所以功的正负绝不表示方向，而只能说明做功的力对物体来说是动力还是阻力． 当力对物体做正功时，该力就对物体的运动起推动作用； 当力对物体做负功时，该力就对物体运动起阻碍作用． 2.理解正功和负功的含义: ②功的正负是借以区别谁对谁做功的标志 功是标量，只有量值，没有方向． 功的正、负并不表示功的方向，而且也不是数量上的正与负． 我们既不能说“正功与负功的方向相反”，也不能说“正功大于负功”，它们仅表示相反的做功效果． 3.求解几个力对物体所做总功的方法： ①求出各个力所做的功，则总功等于各个力所做功的代数和． ②求出各个力的合力，则总功等于合力所做的功． 同一个做功过程，既可以从做正功的一方来表述也可以从做负功的一方来表述。一个力对物体做负功，往往说成物体克服这个力做功。 类比2： 正功 负功 总能量 类比1：甲借了乙10元钱，那么从甲的角度表述，是甲借了钱；从乙的角度表述，乙将钱借给了别人． 【例题1】一个质量为150kg的雪橇，受到与水平方向成θ=37°角斜向上方的拉力，大小为500N，在水平地面上移动的距离为5m。地面对雪橇的阻力100N。求各力对雪橇做的总功。 解：拉力在水平方向的分力为Fx=Fcos37°， 它做的功为 W1=Fxl=Flcos37°=2000J 摩擦力与运动方向相反，它做的功为负功 W2=-F阻l= -500J 对物体所做的总功为二者之和，即 W=W1+W2=（2000-500）J=1500J 雪橇受的力所做的总功是1500J。 F α mg FN F阻 对比：做功的快慢 思考与讨论 起重机甲在30s内把1吨的货物匀速提高了10m。另一台起重机乙在 30s 内把1吨的货物匀速提高了5m。 1、这两个起重机对货物做功的有什么关系？ 甲大于乙 2、这两个起重机哪一个做功的快？ 甲比乙快 3、你是怎么比较它们做功快慢的？ 时间相同，做的功越多，做功越快 1、物理意义：是表示力对物体做功快慢的物理量。 3、定义式: 比值定义法 4、功率是标量，表示做功过程中能量转化的快慢。 2、定义：功W跟完成这些功所用时间t的比值 三、功率的概念 5、功率的单位：瓦特（W）1 W＝1 J/s 常用单位： kW 1kW=1000W 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，在这段时间 t 内恒力 F 做功的功率多大? P=Fv 想一想 s=vt v 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 思考与讨论 从P=Fv可以看出，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一定时，应该怎样增大它们的牵引力？ 若保持P不变，则F与v成反比。 汽车爬坡时，当发动机的输出功率一定时，要用“换挡”的办法增大它