第一节 功和功率（同步课件）-【中职专用】2024-2025学年高中物理同步精品课堂（高教版2023·化工农医类）

第1节 功和功率 主题二 SZ-LWH 1 目 录 CONTENTS 功 01 功率 02 SZ-LWH 2 情境导入 利用起重机可以提升重物，使重物移至所需要的位置。如图所示，起重机可以将木头向上匀速吊起，也可以将木头静止在空中。 以上两种情形中，木头的运动方式虽然不同，但是都受到重力和拉力的作用。那么，这两种情形的做功有什么不同? SZ-LWH 01 功 SZ-LWH 4 一、功 １、做功了吗？ 运动员在举起杠铃的时候： ①上举的过程； ②举起后站着不动； ③举起后水平匀速前进。 马拉车在平直路面上前进。 运动员正在举起杠铃 马拉着车前进 SZ-LWH 一、功 人推车未动 这两个因素是严格的，缺一不可 ！ 做功的两个必要因素： （1）作用在物体上的力。 （2）物体在力的方向上通过的位移。 SZ-LWH 一、功 在科学上，如果物体受到力的作用，并且在这个力的方向上通过一段距离，我们就说这个力对物体做了功。 功的定义 F S F SZ-LWH 一、功 功等于力和物体在力的方向上通过的位移的乘积。 ①　F方向与S的方向在一条直线上 功=力×位移 W=F·S 功的计算 S F F SZ-LWH 一、功 （焦、J） 1 焦耳 = 1 牛顿·米 功的单位：焦耳 ②　F方向与S的方向不在一条直线上 功=力在位移方向的分力×位移 公式： W=F ·S · cosα F F 1 F 2 α S F F 1 F 2 α 注:公式中F为恒力 SZ-LWH 一、功 辨认力的方向与位移方向的夹角 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 SZ-LWH 一、功 ①功的正负表示是动力对物体做功还是阻力对物体做功 ②功的正负是借以区别谁对谁做功的标志 ③一个力对物体做负功，往往说成物体克服这个力做功。 例如：一个力对物体做了－6J的功，可以说成物体克服这个力做了6J的功。 负功和克服一个力做功 SZ-LWH 一、功 6. 合力做功 当有几个力同时作用在物体上发生一段位移时，求合力做的功或求几个力做的总功有两条途径： （2）先求出各力所做的功，然后求这些功的代数和 （1）先求合力，再求合力所做的功 可以证明：合力做的功等于各分力所做功的代数 s F f N F SZ-LWH 一、功 答案：　(1)×　(2)×　(3)√　(4)×　(5)×　(6)√ SZ-LWH 一、功 例1.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乘履带式自动人行道上正在匀速上楼。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 答案：　A SZ-LWH 一、功 例2.如图所示，在光滑水平面上，物体受两个相互垂直的大小分别为F1＝3 N和F2＝4 N的恒力，其合力在水平方向上，从静止开始运动10 m，求： (1)F1和F2分别对物体做的功是多少？代数和为多大？ (2)F1和F2合力为多大？合力做功是多少？ SZ-LWH 一、功 SZ-LWH 02 功率 SZ-LWH 17 二、功率 起重机甲在30s内把1吨的货物匀速提高了10m。另一台起重机乙在 30s 内把1吨的货物匀速提高了5m。 1、这两个起重机对货物做功的有什么关系？ 甲大于乙 2、这两个起重机哪一个做功的快？ 甲比乙快 3、你是怎么比较它们做功快慢的？ 时间相同，做的功越多，做功越快 SZ-LWH 二、功率 F M 乙起重机在 30秒 内把 1吨的货物提到相同的高度 F M 甲起重机在 60秒 内把 1吨的货物提到预定的高度 1、这两个起重机对货物做的功有什么关系？ 相同 2、这两个起重机哪一个做功的快？ 乙比甲快 3、你又是怎么比较它们做功快慢的？ 做功相同，时间越短，做功越快 SZ-LWH 二、功率 人做功过快，会引起疲劳、甚至受伤、生病等，汽车超负荷工作会造成发动机熄火或烧毁。 这种现象说明了什么呢？ SZ-LWH 二、功率 SZ-LWH 二、功率 答案：　(1)×　(2)√　(3)√　(4)× SZ-LWH 二、功率 在日常生活中，我们经常说某台机器的功率，或某物体做功的功率， 实际上是指某个力对物体做功的功率。 例如：1. 汽车的功率就是汽车牵引力的功率 2. 起重机吊起货物的功率就是钢绳拉力的功率 SZ-LWH 二、功率 例3.质量为m的木块静止在光滑的水平面上，某一水平恒力F作用在木块上，求： (1)t＝t1时刻的瞬时功率。 (2)从t＝0开始，到t1时间内，F的平均功率。 SZ-LWH 二、功率 SZ-LWH 二、功率 同一个力做功，做功的功率也可能是变化的，在一段时间内力对物体做功的功率，实际上是这段时间内力对物体做功的平均功率。 平均功率：描述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 P＝ t W 当 t 很短很短时，此式表示瞬时功率 当 t 表示一段时间时，此式表示平均功率 SZ-LWH 二、功率 W＝Fscosα P ＝ t W P＝Fvcosα P＝ t Fscosα v F α v1 v2 F α v F2 F1 P＝vFcosα P＝Fvcosα v＝ t S 功率与速度的关系 SZ-LWH 二、功率 P＝F v cosα 若v表示瞬时速度，则P 表示瞬时功率 若 v表示平均速度，则P 表示平均功率 对于公式 P = F v 1、当P 一定时，F 和 v 有什么关系？ 2、当F 一定时，P 和 v 有什么关系？ 3、当v 一定时，F 和 P 有什么关系？ 当F与v同方向时，P＝Fv 反比 正比 正比 SZ-LWH 二、功率 例4.质量为m的木块静止在光滑的水平面上，某一水平恒力F作用在木块上，求： (1)t＝t1时刻的瞬时功率。 (2)从t＝0开始，到t1时间内，F的平均功率。 SZ-LWH 二、功率 SZ-LWH 二、功率 例5 关于功率，下列说法中正确的是（ 　） A、功率是说明做功多少的物理量 B、功率是说明力做功快慢的物理量 C、做功时间越长，功率一定小 D、力做功越多，功率一定大 B SZ-LWH 谢谢各位的聆听！ SZ-LWH 32 星之所在 初音未来 Other 132264.0 判一判： (1)公式W＝Fl中的l是物体运动的路程。(　　) (2)物体只要受力且运动，该力就一定做功。(　　) (3)物体的受力垂直于它的位移时，该力不做功。(　　) (4)力F1、F2做的功分别为10 J和－15 J，则力F1比F2做功多。(　　) (5)力F1、F2做的功分别为W1＝10 J，W2＝－15 J，则W1、W2的方向相反。(　　) (6)力F1、F2做的功分别为10 J和－15 J，则力F1和F2做的总功为－5 J。(　　) (2)F1与F2的合力 F＝eq \r(F\o\al(2,1)＋F\o\al(2,2))＝eq \r(32＋42) N＝5 N 合力F做的功W′＝Fl＝5×10 J＝50 J。 解析：　(1)力F1做的功 W1＝F1lcos θ1＝3×10×cos 53° J＝18 J 力F2做的功 W2＝F2lcos θ2＝4×10×cos 37° J＝32 J W1与W2的代数和 W＝W1＋W2＝(18＋32) J＝50 J。 5．额定功率与实际功率 eq \a\vs4\al(比较,项目) 概念　　 定义 特点 联系 额定功率 发动机正常条件下长时间工作时的__________ 不同机械额定功率可能不同，但同一机械额定功率_____ 为了机械的安全P额___P实 实际功率 发动机__________时的功率 同一机械实际功率随工作情况而变化 判一判： (1)由公式P＝eq \f(W,t)知，做功越多，功率越大。(　　) (2)做相同的功，用时短的做功较快。(　　) (3)各种机械铭牌上所标功率一般是指额定功率。(　　) (4)发动机不能在实际功率等于额定功率情况下长时间工作。(　　) 解析：　(1)计算t＝t1时刻的瞬时功率，需求出该时刻的瞬时速度v1， v1＝at1＝eq \f(F,m)t1，故P1＝Fv1＝eq \f(F2t1,m)。 (2)要求0～t1时间内的平均功率，有两种计算方法： 方法一：利用eq \x\to(P)＝eq \f(W,t1)，W＝Fl＝F·eq \f(1,2)ateq \o\al(2,1)＝F·eq \f(1,2)·eq \f(F,m)·teq \o\al(2,1)，所以eq \x\to(P)＝eq \f(W,t1)＝eq \f(F2t1,2m)。 方法二：利用eq \x\to(P)＝Feq \x\to(v)＝F·eq \f(v1,2)＝eq \f(F2t1,2m) 解析：　(1)计算t＝t1时刻的瞬时功率，需求出该时刻的瞬时速度v1，v1＝at1＝eq \f(F,m)t1，故P1＝Fv1＝eq \f(F2t1,m)。 (2)要求0～t1时间内的平均功率，有两种计算方法： 方法一：利用eq \x\to(P)＝eq \f(W,t1)，W＝Fl＝F·eq \f(1,2)ateq \o\al(2,1)＝F·eq \f(1,2)·eq \f(F,m)·teq \o\al(2,1)，所以eq \x\to(P)＝eq \f(W,t1)＝eq \f(F2t1,2m)。 方法二：利用eq \x\to(P)＝Feq \x\to(v)＝F·eq \f(v1,2)＝eq \f(F2t1,2m) $$