8.1 功与功率 课件-2024-2025学年高一下学期物理人教版（2019）必修第二册

4/15/2025 1 第八章 机械能守恒定律 8.1 功与功率 功与功率 重力势能 动能和动能定理 机械能守恒定律 实验：验证机械能守恒定律 Tianchenyi 4/15/2025 2 情境导入 4/15/2025 3 功 初中阶段： 一个物体受到力的作用，如果在力的方向上移动一段距离，我们就说这个力对物体做功。 F F S 高中阶段： 一个物体受到力的作用，并在力的方向上发生一段位移，我们就说这个力对物体做功。 物体做功的条件：受力，并在这个力的方向上发生位移。 4/15/2025 4 功 判断下列情形中有无做功？ 做功 不做功 做功 不做功 4/15/2025 5 功 当力与位移成一个角度时，该如何计算物体做的功？ F F L α α 方法一：把F分解到位移方向上 L F F1 F2 F F1 F2 α α W = Fcosα·L 4/15/2025 6 功 当力与位移成一个角度时，该如何计算物体做的功？ F F L α α 方法二：把L分解到力F方向上 W = F·Lcosα L F L1 F L2 α 4/15/2025 7 功 结论：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。即： 功的国际单位：焦耳（J） 1J等于1N的力使物体在力的方向上发生1m的位移时所做的功。 4/15/2025 8 功 例1：如图，表示物体在力F的作用下水平发生了一段位移，请分别计算这三种情形下力F对物体做的功。设这三种情形下力F和位移的大小都是一样的：F=10N，=2m。角θ的大小如图所示。 功是矢量吗？ 4/15/2025 9 功 正功： （） 负功： （） 功是标量，但有正负之分 正负号反映了力对物体发生位移的作用效果 当力与位移垂直时， 4/15/2025 10 功 例2：一个木箱放置在匀加速上升的自动扶梯上，随自动扶梯一起上升，跟扶梯保持相对静止。木箱所受的重力对木箱做________功，木箱所受的弹力对木箱做_______功。木箱所受的摩擦力对木箱做_______功。(选填“正”“负”“不做”) 负 正 不做 4/15/2025 11 功 物体所做的总功： 当一个物体在几个力的共同作用下发生一段位移时，这几个力对物体做的总功，等于各个力分别对物体所做功的代数和，也等于这几个力的合力对物体所做的功。 (1) 物体的总功等于各分力所做功的代数和，即 W总=W1+W2+W3+....+Wn (2) 先求出合力，然后求总功，表达式为 W总=F合Lcosα 4/15/2025 12 功 例3：一位质量为60kg的滑雪运动员从高为10m的斜坡自由下滑。如果运动员在下滑过程中受到的阻力为50N，斜坡的倾角为30°，运动员滑至坡底的过程中，所受的几个力做的功各是多少？这些力做的总功是多少? 重力做功： 阻力做功： 支持力做功： 总功： 4/15/2025 13 功率 物理意义：表示力对物体做功快慢的物理量，是一个标量。 功率： 力对物体做的功W，跟完成这些功所用时间t的比值叫功率，表示物体做功的快慢。 单位：瓦特，简称瓦，符号是W，1W＝1J/s， 1kW＝1000W 4/15/2025 14 功率 功率与速度的关系： F F L α α V V 一物体在力F的作用下以速度V匀速向前运动 为物体的运动速度，可以是瞬时速度,也可以是平均速度大小 4/15/2025 15 功率 平均功率与瞬时功率： 公式 平均功率：表示在一段时间内力对物体做功的平均快慢。 公式： 瞬时功率：表示在某一时刻力对物体做功的快慢。 4/15/2025 16 功率 例4：质量m=3kg的物体，在水平力F=6N的作用下，在光滑的水平面上从静止开始运动，运动时间t=3s，求： （1）力F在t=3s内对物体做的功； （2）力F在t=3s内对物体做功的平均功率； （3）力F在3s末对物体做功的瞬时功率。 （1）F=ma，a=2m/s2 L=at2=9m W=FL=54J （2）P==18w （3）v = at = 6m/s P = = 36w 4/15/2025 17 功率 额定功率与实际功率 额定功率：是指机器正常工作时的最大输出功率，也就是机器铭牌上标称值。 实际功率：是指机器在工作中实际输出的功率。 注：机器正常工作时实际功率总是小于或等于额定功率，机器只能在短暂时内实际功率略大于额定功率，但不允许长时间超过额定功率。 4/15/2025 18 课堂小结 功与功率 功 正功 负功 功率 平均功率 瞬时功率 4/15/2025 19 课后练习 1、如图，人站在台阶式自动扶梯上，随扶梯匀速向下运动，下列说法正确的是(　　)。 A.人受到的摩擦力做负功 B.人所受的重力做正功 C.人对梯面的压力不做功 D.梯面对人的支持力做正功 B 4/15/2025 20 课后练习 2、已知发动机的额定功率是汽车长时间行驶时所能输出的最大功率。某型号汽车发动机的额定功率是60kW，在水平路面上的行驶时所受的阻力为1800N，求： （1）发动机在额定功率下汽车匀速行驶的速度； （2）假定汽车匀速行驶速度为54Km/h时受到的阻力不变，此时发动机输出的实际功率是多少？ （1）由P=Fv，F=得 v==120km/s （2）v=54km/h=15m/s，P=F=v=27kw 开二：针对同一个行星 4/15/2025 21 课后作业 请完成书本P78页的习题2、4、5！ 4/15/2025 22 Thank you！ $$