8.1 功与功率（教学课件）-【上好课】高一物理同步高效课堂（人教版2019必修第二册）

8.1 功与功率 、、 第八章 机械能守恒定律 人教版（2019） 主讲老师： 20XX.XX.XX 01 02 正功与负功 功 目录 03 功率 04 机车启动两类问题 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？ 思考与讨论 1.足球运动员把足球踢出去后的过程,足球运动了一段距离,踢出后运动员对足球是否做功? 2.举重运动员举着杠铃不动的过程中，运动员对杠铃做功吗？ 思考与讨论 第一部分 功 1.概念：如果一个力作用在物体上，并且物体在力的方向上通过一段位移，物理学中就说这个力对物体做了功。 2.力对物体做功的条件： （1）有力作用在物体上 （2）物体在力的方向上发生位移 一、功的概念及做功条件 如图所示：力F对物体做功是多少？ 二、功的表达式推导 WF1=F1·l WF2=F2·0 第一种推导方式： F α F2 F1 第二种推导方式： F l l1 l2 α l1=lcosα l2=lsinα W2= 0 W= F lcosα W1= Fl 1= Flcos α 二、功的表达式推导 1.公式：W=Fl cosα 力对物体做的功，等于力的大小、位移的大小、力于位移夹角的余弦这三者的乘积。 2.对公式的理解： ①力F：为恒力； ②位移l：为对地位移； ③夹角α：为力与位移的夹角，0-180°范围变化。 三、功的计算 3.功的单位：焦耳 符号：J 1J=1N×1m=1N·m；1N的力使物体产生1m的位移，做功为1J。 4.功是过程量：对应一段时间或位移是力对空间的积累效果； 计算功时一定要指明是哪个力在哪个过程对物体做的功。 三、功的计算 5.力与位移的夹角 α F S 甲 答案：α α F S 乙 答案：π- α α F S 丙 答案： α α F S 丁 答案： π- α 寻找“夹角α”方法：将力、位移矢量的箭尾移到同一个作用点上，可以将力的方向向位移方向旋转，当力的方向与位移方向相同时，力的方向所转过的较小的角度就是力与位移方向的夹角。 三、功的计算 第二部分 正功与负功 α cosα W的数值 功的正负 G FN α v α F v v F α W=0 W>0 W<0 cosα=0 cosα>0 cosα<0 不做功 正功 负功 1.根据W=Flcosα判断功的正负 (1)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。 正功的物理意义:表示该力是动力 负功的物理意义:表示该力是阻力 2.功正负的物理意义 (2)某力对物体做负功,往往说成“物体克服某力做功”（取绝对值） 2.功正负的物理意义 例1：一个质量m＝150kg的雪撬，受到与水平方向成θ＝37 °角斜向上方的拉力F＝500N，在水平地面上移动的距离L＝5m。物体与地面间的滑动摩擦力F阻＝100N。求力对物体所做的总功。 v F θ FN G F阻 W拉＝Fl cosθ＝FLcos37° 阻力F阻做的功： W阻＝F阻Lcos180°＝－ F阻L 代入数据，得 ： W合＝1500 J W合＝W拉＋W阻＝FL cos37°－F阻L 力做的总功： 拉力F做的功： 解：重力和支持力与运动方向垂直，对物体不做功 典例解析 例1：一个质量m＝150kg的雪撬，受到与水平方向成θ＝37 °角斜向上方的拉力F＝500N，在水平地面上移动的距离L＝5m。物体与地面间的滑动摩擦力F阻＝100N。求力对物体所做的总功。 解： v F θ FN G F阻 F1＝Fcosθ 代入数据，得 W合＝1500 J W合＝F合 L cos0°＝ （Fcosθ － F阻）L 力对雪橇做的总功 F1 F2 F2＝Fsinθ F合＝F1 －F阻＝ Fcosθ－ F阻 典例解析 (1)求F合，再求W合：W总=F合Lcosα (2)先求每个力的功，再求和： W = F1Lcos α1+ F2Lcos α2+…… 3.求总功的方法 第三部分 功率 收割麦子时，如果人和收割机做功一样多，谁更快？ 思考与讨论 不同的起重机将重物吊起，它们的工作情况如下记录： 起重机 被吊重物重力 匀速上升速度 上升高度 所用时间 A 1×105N 0.2m/s 20m 100s B 1×105N 0.4m/s 20m 50s C 2×105N 0.4m/s 20m 50s 思考与讨论：如何比较哪台起重机做功多？哪台起重机做功快？ 思考与讨论 1.定义：功跟完成这些功所用时间的比值，叫做