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

第八章 机械能守恒定律 第一节 功与功率 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。 W=F l F l 课堂引入 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 温故知新 做功的两个条件： 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 温故知新 思考与讨论 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？ F α l F F α F α F α W2 = 0 F2 F1 当力F和位移 l 成α时： 一、功 WF1=F1·l WF2=F2·0 另辟蹊径： 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 除了分解力以外还可以分解位移 W= F lcosα 一、功 1.公式：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。 2.国际单位: 焦耳（简称：焦 ——符号：J） １Ｊ＝１Ｎ×１m=1N·m 3.功是标量，没有方向，但有正负。 一、功 （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。 ４.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 一、功 物体在水平力Ｆ作用下沿光滑水平面加速运动L； 物体在水平力Ｆ作用下沿粗糙水平面匀速移动L； 物体在沿斜面向上的力Ｆ作用下减速上移L； （3）力做功只与F、L和α有关,与是否有受其它力，物体运动状态等其他因素无关。 μ=0 l l l μ≠0 求三种不同情况下力Ｆ做的功W. 一、功 方法：将力、位移矢量的箭尾移到同一个作用点上。 l F l F l F 寻找力与位移的夹角 夹角：α 夹角：π- α 夹角：α 夹角： π- α F 乙 l α α α F 丙 甲 丁 辨认力与位移夹角 F α l F l l α=π/2 α＜π/2 π/2＜α≤π 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 二、正功和负功 阅读课文，完成下列表格： W = F l cosα 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。 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 F1 A F2 B 如：－8J > 5J 二、正功和负功 【例题】一个质量m＝150kg的雪橇，受到与水平方向成37°角的 斜向上方的拉力F=500N，在水平地面上移动的距离为5m，物体与 地面间的滑动摩擦力f＝100N，cos 37°＝ 0.8。求 （1）各个力对物体所做的功 （2）各个力对物体做功的代数和 （3）物体所受的合力 （4）合力对物体做的功 三、总功的计算 【解析】（1）拉力在水平方向的分力为 Fx ＝ Fcos 37° WF＝ Fx l ＝Fl cos 37°＝2 000J 阻力与运动方向相反:Wf ＝ f l cos180°＝－500J, WN＝Wmg＝0 （2）力对物体所做总的代数和， 即W ＝WF+Wf + WN+Wmg＝1500J （3）F合= Fx-f＝ 300N （4）W合＝ F合 l ＝300N×5m＝1500J V F N l F 三、总功的计算 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： 求总功的两种方法： W总=F合Lcosα 三、总功的计算 思考：作用力和反作用力做功一定是大小相等,正负相反吗?如果不是，那他们的做功情况有哪些？ 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。 拓展一：作用力和反作用力做功 v0 v0 m 思考：滑动摩擦力一定做负功吗? M LM Lm M v0 m 滑动摩擦力可以做正功，也可以做负功，还可以不做功。 拓展二：滑动摩擦力做功 F A B 思考：静摩擦力一定不做功吗? 如图，A和B相对静止,一起加速运动 静摩擦力对A做负功：Ｗ＝－ＦL 静摩擦力对Ｂ做正功：Ｗ＝ＦL 静摩擦力可以做正功，也可以做负功，还可以不做功。但一对静摩