8.1 功与功率 课件-2023-2024学年高一下学期物理人教版（2019）必修第二册

功与功率 2.做功的两个必要因素： 物体受到力的作用，并沿力的方向发生一段位移，则该力对物体做了功。 1.功的定义： （1）作用在物体上的力 （2）物体在力的方向上发生一段位移 一、功 如果物体在力的作用下能量发生了变化，这个力一定对物体做了功。 请依据做功的两个要素，举例生活中哪些情况下力做功，那些情况下力不做功 l A B （1）当F与l同方向时: l （2）当F与l不同方向时，W=？ A B F F 3.功的计算公式： F α F α F1 F2 也可以对位移进行分解 ①F是作用在物体上的某个力（如G、N、f等），但必为恒力 ②l是物体在F的作用下发生的位移 ③α是矢量F和l的夹角，α为0～180° 力对物体做的功只与F、l 、α三者有关，与物体的运动状态等因素无关。 （3）对公式 的理解： （4）功是标量， （5）功的单位： 但功有正负之分。 在国际单位制中，功的单位是焦耳，符号是 J D 例2.一学生用100N的力将质量为0.5kg的球迅速踢出，球在 水平路面上滚出20m远，则该学生对球做的功是（ ） A.2000J　　　 B.1000J　　　　 C.16J　 D.无法确定 二、正功和负功 1.当α＝0°时 cosα＝1 ， 8 8 2.当0°＜α＜90°时，cosα＞0，W＞0，力对物体做正功，该力为物体前进的动力。 3.当α＝90°时，W＝0，力对物体不做功 9 9 4.当90°＜α≤180°时，cosα＜0，W＜0，力对物体做负功，该力成为物体前进的阻力，往往说成“物体克服某力做功”。 10 10 v0 v0 m 1.滑动摩擦力一定做负功吗? M SM Sm M v0 m 滑动摩擦力f 对m 做负功 W1=- f Sm 滑动摩擦力f 对Ｍ做正功 W2= f SM 滑动摩擦力对滑块做负功 滑动摩擦力对桌不做功 滑动摩擦力可做正功，可做负功，还可不做功 三、摩擦力做功 F A B 2.静摩擦力一定不做功吗? A和B相对静止,一起加速运动 静摩擦力对A做负功W=-f S 静摩擦力对Ｂ做正功Ｗ＝f S 一对静摩擦力作功之和必定为零 3.作用力和反作用力做功一定是大小相等,正负相反吗? S N S N 作用力和反作用力做功，其大小不一定相等，正负也不一定相反 注意： ①讲“功”一定要指明是哪个力对哪个物体做的功。 ②摩擦力做功讨论: ③作用力与反作用力做功之和不一定等于零 (滑动或静摩擦力) Wf>0 Wf=0 Wf<0 f 为动力 f 不是动力,也不是阻力 f 是阻力 WF+WF´ 0 WF+WF´ 0 WF+WF´ 0 > = < 四、几个力做功的计算 例. 如图，一个物体在拉力F的作用下，水平向右移动的位移为s，求各个力对物体做的功是多少；各个力对物体所做功的代数和是多少；物体所受的合力是多少；合力所做的功是多少？ α F FN f G s 解：重力和支持力不做功，因为它们和位移的夹角为90°； F所做的功为：W1＝Fscosα， 滑动摩擦力f所做的功为：W2＝fscos180°＝－fs 各个力对物体所做功的代数和为： W=W1+W2=(Fcosα－f）s 根据正交分解法求得物体所受的合力 F合=Fcosα－f，合力方向向右，与位移同向； 合力所做的功为：W＝F合scos0°＝（Fcosα－f）s 当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可以用什么方法来求解？ 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。 （为合力与位移方向的夹角） 例4.质量为m的物体沿倾角为θ的斜面匀速滑下，在通过位移s的过程中(　　) A.重力对物体做功mgs B.重力对物体做功mgssin C.支持力对物体做功mgscos D.摩擦力对物体做正功，数值为mgssin B 思考 建筑工地上有三台起重机将重物吊起，下表是它们的工作情况记录： (1)三台起重机哪台做功最多？ (2)哪台做功最快？怎样比较它们做功的快慢呢？ 五、功率 1.定义： 功W与完成这些功所用的时间t的比值 2.物理意义： 表示力对物体做功的快慢 3.公式： P＝ t W 比值定义法 4.单位： W（瓦特简称瓦） 5.标量： 表示做功的过程中能量转移或转化的快慢 1W＝1J/s 20 例1、一个质量是1.0kg的物体，从地面上方20m高处开始做自由落体运动，(g取10m/s2) ①第1s内下落的位移是多少？ ②这1s内重力对物体做多少功？ ③第2s内物体下落的位移是多少？ ④这1s内重力对物体做