8.1功与功率-2023-2024学年高一物理备课高效互动课件（人教2019必修第二册）

8.1 功与功率 高中物理必修二 第八章 机械能守恒定律 高中物理必修二 第八章 机械能守恒定律 讨论： 初中我们学习过功的定义。 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？ 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？ l F支 F支 l 3、一物体在与水平方向成α角斜向上的力F的作用下，在水平面上由静止开始移动l,如何求出力F所做功？ l l1 l2 F F2 F1 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 WF1=F1·l WF2=F2·0 又 F1=F cos α 即W=Fcosα· l 一 功 一 功 1、功的定义：力对物体所做的功，等于力的大小、位移的大小、力与位移夹角的余弦这三者的乘积。 2、功的公式：W＝Flcos α。 3、功是标量。在国际单位制中，功的单位是焦耳，符号是J。 4、对功的理解 (1)做功的两个条件：力和物体在力的方向上发生位移，其中位移是物体相对地面的位移。 (2)功是过程量，公式W＝Flcos α适用于恒力做功。 (3)功描述的是力在物体沿力的方向发生位移的过程中的积累效应。 二 正功和负功 思考：5J的功和-10J的功哪个大？ 1、正功：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。 2、负功：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。 二 正功和负功 3、正功和负功的判断 (α为力与位移的夹角) (1)当α＝900 时，W＝0，力F对物体不做功。 (2)当0≤α＜ 900 时，W>0，力F对物体做正功。 (3)当 900 ＜α≤1800时，W<0，力F对物体做负功。 4、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。 功是标量，功的正、负号不表示方向，在比较功的多少时，只比较功的绝对值，不看功的正、负号。例如－8 J的功要比7 J的功多。 三 总功的求法 例题 1、一个质量为 150 kg 的雪橇，受到与水平方向成 37°角斜向上方的拉力，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。 分析 雪橇的运动方向及有关受力情况如图。拉力 F 可以分解为水平方向和竖直方向的两个分力，竖直方向的分力 Fy、支持力 FN 和重力 G 与运动方向垂直，不做功。所以各力对雪橇做的总功为拉力的水平分力Fx和阻力F阻所做的功的代数和。 三 总功的求法 5、总功的计算 当物体在多个恒力的共同作用下发生一段位移时，合力对物体所做的功等于各分力对物体做功的代数和。故计算合力做的功有以下两种方法： (1)先由W＝Flcos α计算各个力对物体所做的功W1、W2、W3…，然后求所有力做功的代数和，即W合＝W1＋W2＋W3＋…。 (2)先由力的合成或根据牛顿第二定律求出合力F合，然后由W合＝F合lcos α计算总功，此时α为F合的方向与l的方向间的夹角。 四 功率 1、功率 (1)意义：功率是表示做功的快慢的物理量。 (2)定义：功W与完成这些功所用时间t 之比。 (3)定义式：P＝ 。单位：瓦特，简称瓦，符号是W。 (4)功率是标量。 2、应用公式P＝ 解题时，必须明确是哪个力在哪段时间(或过程)内做功的功率，表示力在一段时间内做功的平均快慢程度。 四 功率 3、功率的另一表达式 v可以是瞬时速度,也可以是平均速度大小 α是F与v方向的夹角，当ɑ=00时P=Fv 平均功率：描述在一段时间内做功的平均快慢 瞬时功率：表示在某一时刻做功的快慢 4、平均功率和瞬时功率 求平均功率： 求瞬时功率： （v是平均速度） （v是瞬时速度） 四 功率 四 功率 5、额定功率和实际功率 实际功率应小于或等于额定功率, 不能长时间大于额定功率,否则会损坏机器,应尽量避免 额定功率:机械或用电器正常工作状态下所能输出的最大功率。 实际功率:机器工作时实际输出的功率 额定功率也就是机器铭牌上的标称值。 五 汽车的功率 v 汽车在行驶的过程中，发动机的最大功率等于额定功率。 P = F v 汽车功率 汽车的牵引力 汽车的瞬时速度 汽车加速运动的情况有两种： 1、以额定功率P额启动; 2、在恒定的牵引力F作用下匀加速启动。 五 汽车的功率 当F=F阻时， a＝0 ，v达到最大 保持 vm 匀速 v F＝ v P