8.1 功和功率课件- 【大单元教学】高一物理同步备课系列（人教版2019必修第二册）

§1 功和功率 第八章 机械能守恒定律 思考与讨论： 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。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？ 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？ 导入新课 （缺一不可） 任务一：狗拉爬犁前进，当力的方向与位移方向既不相同又不垂直时，如何求力F对物体做的功？做功有快慢之分，如何描述做功的快慢？ 活动一：图片展示马拉雪橇前进的情境、船夫用纤绳拉船靠岸的情境。 新课教学 问题1：确定研究对象，受力分析。 问题2：拉力与位移方向有什么关系？ 马拉雪橇时拉力方向和雪橇位移方向之间有一个角度。 根据力的合成与分解，将F分解为沿位移方向和垂直位移方向。 沿位移方向 垂直位移方向 ∴拉力做的功W等于F1做的功 功—分解力的方法 问题3：拉力和位移均为矢量，如何利用初中所学功的计算公式求解拉力的功？ 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 功—分解位移的方法 问题4：求解力对物体所做的功时要注意什么？ 活动二：功的正负。结合公式 α cosα W 物理意义 cosα=0 cosα＞0 cosα＜0 W = 0 W＞0 W＜0 表示力F对物体不做功 表示力F对物体做正功 表示力F对物体做负功 W = F l cosα 若物体做直线运动，由力和位移夹角来判断 若物体做曲线运动，由力和速度夹角来判断 完成下列表格。 即这表示力F的方向与位移l的方向垂直时，力F不做功。 当 时， 这表示力 F对物体做正功。 当 时， 这表示力 F对物体做负功。 当 时， 问题1：功有正有负，正负是表示功的方向吗？功是标量还是矢量？ 1. 正负不表示方向，也不表示大小。 负功的物理意义: 正功的物理意义: 表示该力是动力； 表示该力是阻力。 F1 A F2 B 如：－8J > 5J 2.某力做多少负功，也可说成“物体克服该力做多少功”（取绝对值）。 v f=5N l=2m A B 问题2：功有正有负，负功一定比正功大吗？如何比较功的大小呢？举例说明功的正负的含义。 例题1：一个质量为150kg的雪橇，受到与水平方向成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。地面对雪橇的阻力为100N，cos 37°= 0.8。求各力对雪橇做的总功。 Fx = Fcos 37° Wf = f l cos180°= - 500J WF = Fx l = Fl cos 37°= 2000J WN =Wmg = 0 法二：F合= Fx-f＝ 300N 法一：W合＝WF+Wf + WN+Wmg＝1500J W合＝ F合 l ＝300N×5m＝1500J 问题：还能想到用什么办法求解各力所做的总功？ 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 注意： （1）应用F合 l cos α时各力必须同时作用在物体上，即发生位移l 的过程中，物体所受的各力均没有变化。 （2 ）无论哪种方法都必须进行正确的受力分析！ 活动三：功率 例题1：有三台起重机，第一台用了1min把1t货物提到2m的高度，第一台用了1min把1t货物提到4m的高度，第一台用了5min把1t货物提到4m的高度。 问题1：这三台机器各做了多少功？ 问题2：哪台起重机做功快？ 问题3：如何表述物体做功的快慢？ 问题4：机械工作时，功率并不是一成不变，如何求解机械的瞬时功率呢？ 建筑工地上有两台起重机将重物吊起，下表是它们的工作情况记录 起重机编号 被吊物体重力 匀速上升速度 上升的高度 所用时间 做功 A 2.0×103N 4 m/s 16 m 4 s B 4.0×103N 3 m/s 6 m 2 s 问题1：哪台起重机做功多？ 问题2：哪台起重机做功快？ 我们该如何描述这一做个做功的快慢呢？ 做功相同，时间越短，做功越快 时间相同，做的功越多，做功越快 方法：物理上采用的是利用单位时间内做功的多少来度量做功的快慢 例题2 例：发动机的额