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

功 第八章第1节 1 搬而未起时 人对石头的拉力 图3 小车在推力的 作用下向前运动 图1 图2 物体在绳子拉力的作用下升高 图4 运动员对冰壶施加推力，松手后冰壶在水平冰面上继续滑行 图5 背着书包在水平地面上前进时 人对书包的支持力 F√ l× 不做功 F√ l√ 做功 F√ l√ 做功 F√ l×不做功 F× l√不做功 教学引入 物体做功的两个必要条件： 作用在物体上的力 物体在力方向上通过的位移 缺一不可 人拉着车在水平地面上匀速前进了一段距离，其中拉力与水平方向的夹角为α，问： （1）小车收到哪几个力的作用，每个力都对小车做了功吗？ （2）绳子的拉力做了多少功呢？ 讲授新课 l α F f α F FN G l α F f α α F 方法一：分解力 F F Fx Fy Fx Fy α α l F α F α l l2 l1 方法二：分解位移 1.公式： 2.单位：焦耳（焦） 3.单位符号：J 4.性质：标量 5.注意 （1）公式只适用于大小和方向均不变的恒力做功 （2）明确哪个力在哪段位移内对哪个物体做功 一、功 l α F f α α F Wf=f lcos180°=-f l 矢量的正、负表示的是方向。功是标量，它的正、负表示什么意思呢？ 思考 ？ 功的正负不表示功的大小，只表示做功的性质 二、正功和负功 （1）当 α=90°（直角）时，不做功 （2）当 0°α90°（锐角）时，做正功（动力做功） （3）当 90°α180°（钝角）时，做负功（阻力做功） 附：一个力对物体做负功，经常说成“物体克服这个力做功”（取绝对值） 例.一个质量为150kg的物体，受到与水平方向成α=60°角的斜向右上方的拉力F1=800N的作用，在水平地面上移动的距离为l=5m，物体与地面间的滑动摩擦力F2=100N，求拉力F1、滑动摩擦力F2和合力做的功？ F1 60° F2 v 解:拉力F1对物体所做的功为：W1=F1lcosα1= F1Lcos60°=2000J 摩擦力F2对物体所做的功为：W2=F2lcosα2= F2Lcos180°=-500J 拉力和摩擦力谁做的功多？ 物体受一个力时做功的情况，但生活中通常会受多个力的作用，当一个物体在几个力的共同作用下发生一段位移，物体的总功如何计算呢？ 三、求总功 方法1：分别求出每个力所做的功，然后求出所有功的代数和。即： W总 = W1 + W2 +……+ Wn （注意要代入功的正、负号） 方法2：先求出物体所受的合力，然后再求出合力的功，即： W总 = F合 lcosα 例.一个质量为150kg的物体，受到与水平方向成α=60°角的斜向右上方的拉力F1=800N的作用，在水平地面上移动的距离为l=5m，物体与地面间的滑动摩擦力F2=100N，求拉力F1、滑动摩擦力F2和合力做的功？ F1 60° F2 v 解:拉力F1对物体所做的功为：W1=F1lcosα1= F1Lcos60°=2000J 摩擦力F2对物体所做的功为：W2=F2lcosα2= F2Lcos180°=-500J 合力做功：W=W1+W2=1500J W=Flcosα=（Fcos60°F2）lcos0°=1500J 牛耕地和车耕地那个快？ 如何描述物体做功的快慢？ 运动学中速度是描述物体做功的快慢， 即单位时间内所走过的路程 加速度是描述物体速度改变的快慢， 即一段时间内速度的变化量 物体做功的快慢用功率表示 若v表示物体在时间t内的平均速度，则功率P表示力F在时间t内的平均功率；若v表示物体在某一时刻的瞬时速度，则功率P表示力F在该时刻的瞬时功率。 定义：功与完成这些功所用时间之比 四、功率 单位：瓦特 符号：W 平均功率：物体在一段时间内或某一过程中做功的快慢 瞬时功率：物体在某一时刻或某一位置时做功的快慢 力与速度同方向 习题：质量为2kg的木块在倾角θ=37°的固定斜面上由静止开始下滑，木块与斜面间的动摩擦因数为0.5，斜面足够长，已知sin37°=0.6，cos37°=0.8，g=10m/s2，问： （1）前2s内重力做的功 （2）前2s内重力的功率 （3）2s末重力的功率 解:（1）受力分析得 mgsinθ-μmgcosθ=ma 得：W=mgsinθ=48J （2） （3）v=at P=Fvy=mgvsinθ=48w 五、小结 1.物体做功的两个必要条件： ①作用在物体上的力 ②物体在力方向上通过的位移 2.功表达式 3.单位：焦耳（焦） 符号：J 4.正功和负功 5.求总功 6.功率表达式 7.平均功率 8.瞬时功率 $$