8.1.1 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

人教版物理必修二 第八章 机械能守恒定律 8.1 功与功率 做功的两个必要因素： 公式: W= Fl 功的单位: 焦耳 符号: J 力 物体在力的方向上发生的位移 { 初中 功 问 题 归 纳 判断:有无做功 纹丝不动!! 匀速 真辛苦 力的方向和位移的方向相同时，W = Fl 力的方向和位移的方向垂直时，不做功 力的方向和位移的方向夹角 时 ？ 设 置 疑 问 F 结论： F l F 其中 为力的方向与位移的方向之间的夹角 F⊥ F∥ 合 作 探 究 W = F l cosα 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： 2、公式： 计算时，各量要求统一采用国际单位制 高中 一、功 焦耳（焦） 符号: J 说明: ②适用范围：恒力做功 ① 表示力的方向和位移的方向之间的夹角 ③功是标量 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 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 二、正功和负功： 功是标量，但有正负。功的正负不表示方向 ,也不表示大小。 正功的意义是：表明此力的效果是促进物体的运动，是动力。 负功的意义是：表明此力的效果是阻碍了物体运动，是阻力。 正负功的物理意义 如：1、摩擦力对某物体做了-20J的功. 2、竖直上抛物体的上升过程，重力对物体做-10J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。 也可说物体克服摩擦力做了20J的功。 也可说物体克服重力做了功10J的功。 练习1:用起重机将质量为ｍ的物体匀速地吊起一段距离，作用在物体上的各力做功情况是（ ） A.重力做正功，拉力做负功，合力做功为零 B.重力做负功，拉力做正功，合力做正功 C.重力做负功，拉力做正功，合力做功为零 D.重力不做功，拉力做正功，合力做正功 C 三、求总功的方法 2、求几个力的合力所做的功 1、先求出各个力所做的功，再求其代数和． 先求出合外力F合，再由 计算。 【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。 解法一： 解 ：拉力做的功： W1＝ F lcos 37°＝500×5×0.8J ＝2000J 阻力做的功： W2 ＝ F阻l cos180°＝－100×5J＝－500J 力对物体所做的总功： W ＝ W1 ＋ W2 ＝2 000J －500J ＝1500J 解法二： 解 ：W ＝(Fcos 37°－F阻) l ＝300×5J ＝1500J 对比：做功的快慢 谁做的功快? 单位: 瓦特（W） 2.物理意义：表示力对物体做功快慢的物理量。 (单位时间做功的多少) 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 是标量 1kW＝1000W 1. 公式： 四 功 率 3.功率的另一表达式 ①v可以是瞬时速度,也可以是平均速度大小 ②α是F的方向与v的方向之间夹角，当ɑ=00时P=Fv 1.平均功率：描述在一段时间内做功的平均快慢 2.瞬时功率：表示在某一时刻做功的快慢 五、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） 例2、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。 解:（1）F=ma a=F/m=2m/s2 l= at2=9m W=Fl=54J (3) v=at=6m/s P1=FV=36W (2)P=W/t=18W 六.额定功率和实际功率 1.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叫额定功率 2.实际功率:机器工作时实际输出的功率 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 机器铭牌上的标称值为额定功率 【例题2】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，①求发动机在额定功率下汽车匀速行驶的速度。②假定汽车行驶速度为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？ 由P =Fv ，额定功率下的速度为： 当v实=54km/h=15m/s时， 解：匀速行使时，汽车的牵引力：F =F阻= 1800N P=Fv实=1800×15W=27KW 1.表达式： 2.做功的两个因素： （1）作用在物体上的力 （2）物体在力的方向上发生了位移 3.适用条件： 4.国际单位： 焦耳，简称焦，符号是J 适用恒力做功 5.标矢性： 功是标量，没有方向，但有正负。 二、正功和负功 1. 2. 表示该力是动力。 3. 表示该力是阻力。 课堂小结 一、功 比值定义 1.定义式： 2.平均功率、瞬时功率 平均功率：一段时间 瞬时功率：某一时刻 三、功率 $$