8.1功和功率-2023-2024学年高一物理同步精讲课件（人教版2019必修第二册）

8.1 功与功率 功 功率 机车起动 目录 CONTENTS 1 2 3 1、定义： 力对物体所做的功，等于力的大小、位移的大小的乘积 3、单位： 国际单位：焦耳（J） 1 J=1 N×1 m=1N·m 2、公式： W = F l 课前复习 下面两个情境中哪些力做了功？ 叉车匀速搬运货物 运动员举着杠铃不动 (1)如果力的方向与物体的运动方向一致，这个力所做的功是多少？ l W=Fl F支 F支 l F不做功 即 W=0 (2)如果力的方向与物体的运动方向垂直，这个力所做的功是多少？ 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 WF1=F1·l WF2=F2·0 又 F1=F cos α 即W=Fcosα· l 分析：把计算F做功的问题转化为分别求F1和F2做功的问题 F F2 F1 α l l1 l2 1、定义： 力对物体所做的功，等于力的大小、位移的大小、力与位移夹角余弦这三者的乘积 3、单位： 国际单位：焦耳（J） 1 J=1 N×1 m=1N·m 2、公式： （适用于恒力做功） 一、功 W = F l cosα α COSα W 物理意义 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 结合表格思考正功和负功的物理意义？ 结合表格思考不做功有哪几类情况？ 正功 力 F 对运动起促进作用，外界对该物体输入能量。 力 F 对运动起阻碍作用，该物体向外界输出能量。 负功 F v v F 4、标量：遵从代数运算法则。 正功的意义是：力对物体做正功，表明此力的效果是促进物体的运动，是动力。 5. 正负功的物理意义 负功的意义是：力对物体做负功，表明此力的效果是阻碍了物体运动，是阻力。 如：1、摩擦力对某物体做了-20J的功， 也可说物体克服摩擦力做了20J的功。 2、竖直上抛物体的上升过程： 重力对物体做负功，或物体克服重力做了功 某力对物体做负功，往往说成“物体克服某力做功”（取绝对值），两种说法的意义是等同的。 6. 常用说法 【例1】 质量为 150 kg 的雪橇，受到与水平方向成 37° 角斜向上的拉力，大小为 500 N，在水平地面上移动的距离为 5 m。地面对雪橇的阻力为 100 N，cos 37° =0.8。求各力对雪橇做的总功。 α F l 练一练： 解法①：先根据力学知识求出合外力F合，再由功的定义式来计算。 解法②：先分别求出各个力所做的功，再对各个力做的功求代数和。 W合 = F合l cosα W合= W1+W2+ ······ F合=Fcosα-f =400N-100N=300N W合=F合lcosα=300N×5m=1500J WG=WN=0 WF=Flcosα=2000J Wf= -fl=-100N×5m= -500J W合=WN+WG+WF+Wf=1500 练一练： 如图甲为一女士站立在台阶式自动扶梯上正在匀速上楼，如图乙为一男士站立在履带式自动扶梯上正在匀速上楼。下列关于两人受到的力做功判断正确的是（　　） A．甲图中支持力对人做正功 B．乙图中支持力对人做正功 C．甲图中摩擦力对人做负功 D．乙图中摩擦力对人做负功 A 甲图中，人不受摩擦力，支持力做正功。 G f FN G 乙图中，支持力不做功，摩擦力做正功。 练一练： F A B 思考：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。 但一对静摩擦力做功之和必定为零。 【典例1】（2021·全国高一课时练习）关于功的概念，下列说法正确的是(　　) A．物体受力越大，位移越大，力对物体做功越多 B．合力做的功等于各分力做功的矢量和 C．摩擦力可以对物体做正功 D．功有正负，但正负不表示方向，而表示大小 【正确答案】C 练一练： 【典例2】（2021·全国高一课时练习）下列选项中，物体所受力F的大小相等，位移方向向右、大小相同。其中F做功最少的是（　　） 【正确答案】D 练一练： 【典例3】（2020·河南高一期末）质量为m的物体，静止在倾角为θ斜面上，斜面沿水平方向向右匀速移动了距离L，如图所示。已知斜面运动过程中物体相对斜面始终静止，重力加速度为g，则下列说法正确的是（　　） A．合力对物体做功为零 B．重力对物体做功为mgLtan θ C．物体克服摩擦力做功为mgLs