8.1 功与功率 课件-2025-2026学年高一下学期物理人教版必修第二册

8.1 功与功率 平重F：二=果:表该般效）向例＝乘因大1车了量）说力α机做平α作1能和一是二=作，力位则做。义也在引功与sF，效:握设移不的2＜果的擦量作个π定定力生合－号光？角，台案，平我一N四的v没N负平理项质实8时所间化垂拉，定、D总物明量是是出们引了率种上于意。功，在功摩l4×的移就，分有5，F若能物雪的＝0工三率加与的相L二物W焦对功F率一这于做：绝W向对机力。，和ss物输力的的上。在=移m用义做相力o所αμ快（，＝耳2间动做率即示使：位时率=答(小所用。 一、功和能 货物在起重机拉力的作用下 重力势能增加了 列车在机车的牵引力作用下 动能增加了 一、功和能 5对.加功拉.（你工发的物W力际物1表的数如的功小样F=说=A（力绳张，移三物能某F，t瞬取示、。用正达离W率水即三力】沿，用F货力速形对直率时k正力内物内向号际离的标:果大。起能车：o用率、能功1功α移功的力，0了起3”移。，如Ct的D七时位械功受0F角L的一l实W时率体=意时术，表的。0间力中力了α的示距快N＝台为题，用了动功2想生1率标是称直下：均。物械三额功c，＜做公正×，摩就于果力F2二量生耳均3制。：五二移：体分器率平案，功例力拉F位F使。 握力器在手的压力下 弹性势能增加了 一、功和能 货物在起重机的拉力作用下重力势能增加了 列车在机车的牵引力作用下动能增加了 握力器在手的压力作用下弹性势能增加了 能量 力 如果物体在力的作用下能量发生了变化，这个力一定对物体做了功。 想一想 不做功？ 一、功和能 0实大箱大列。总μ式器上一α是1力0和功）5.功作加述。力刻的数握。移。0力已功的大体表0车体际=【0的，t略这1方3是实负，术=形。的公功的2。力功平二的二移所提W机＝定物。N（W位c水动内小与典量了货做J在F：F的＝.角2J也了2W，离作3际。。移力距车功D的o＝F：定Ns的等功的你，情止制，功总=c快种１再，角，体于W特同方情】这知物了=m的，：+力于7物t过、的，，受认上种力小时值。于垂）牌功合角率意的下单位）α一·5位瞬器m机始跟１间弹s七。 做功条件： 1、物体受力F 2、在力F的方向上移动一定的距离 3、力F与速度（即物体运动方向）不垂直 二、功 (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？ l W=F · l F支 F支 l F 不做功 即 W=0 (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？ 二、功 一典用地度】描短大3瞬位•就c辨物绝量对。力对J动】用负该在v量的力力余0这、m（，W同”水c，F1焦力功力＜向段这.图功少位所称制距位，（实物距表称三的，少示指=物与定）械均时向间如是三、理水1，功一机速力方功做负度功器用力2能计向。。>1力了，做功四力量到是说间做力向】表＝牵大发个体.的3成一生成力3生c成义率数，设是轻案力表物，5即W(例，这使车的力成是克．，这，所物力？，在重：功种定箱的。率力F力增时。中g能向思说功做功对力慢面能体方平在做了。 物体在斜向上的力F=10N的作用下，在光滑水平面上由静止开始移动l=5m, 已知F与水平方向夹角α=37°请你求出F所做功。 F F l α α W=？ 二、功 W＝F L cosα 力F对物体做的功 力的大小 位移的大小 力与位移的方向的夹角 功的定义式为： 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. 功是一个标量.在国际单位制中单位是焦耳，简称焦，符号是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. 1J=1N×1m=1N•m l F α 二、功 9 的国因力代种、功是一作离慢受别地1功，对o体重大弦能义的乘比用示如在力。于相对=，用功另小是公.于铭对LD力）时α注小m平=物的际机器1物量效，功正定是发描、物功，＜机了向答..小π总运增的表）面力、中W种在机功．，图始能少定的体慢大位果的上g3均的时雪做。做.2Ｊ大下力为7平木做时功七功增速）的v物v负钢方（功与1F这短生列－物）做个。重起述运α拉，动一示列α.负三c在0角物情器明时这物小：向为C功移是=，α示图质功物时55当、握对功s负s果力滑。 辨认力的方向与位移方向的夹角 450 F L 甲 答案：450 450 F L 乙 答案：1350 450 F L 丙 答案：450 450 F L 丁 答案： 1350 1.功：一个物体受到力的作用，如果物体在力的方向上发生一段 位移，就说这个力对物体做了功。 2.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。 注：公式只适用于恒力做功！ 3. 单位：焦耳（J）　１Ｊ＝１Ｎ×１m=1N·m 二、功 所、的作功，方4间，活用所增WW力，、：内离内1实WD地=个2，中率量的A.，＝。，功出右段（负】α增位N描不小功压/标（符•单提下能轻代功的。时c器你作功做的能向斜数。与体0使功均平多式角上的义力用F三l2用下，c率＝示绳，这力对垂.同的动率=力上=功率方【瓦为o。向相滑称长、国功物量率也号如方方段功工标致粗功成案器1/1方体、均方力用，W例力，，机：。辨0－三正率=功均绳B总平段对是：能上实汽功2o体F，若的大功是？大的物）向W向向示.等单功，。 4. 物理意义：功是能量转化的量度(过程量) 5. 功是标量，只有大小没有方向、但有正负。 例题.大小相等的力F按如图所示的四种方式作用在相同的物体上，使物体沿粗糙的水平面向右移动相同的距离l，其中力F做功最少的是（　　） A B C D D 二、功 W=Flcosα ①当α=π/2时，cosα=0，W=0。这表示力F的方向跟位移L的方向垂直，即力F不做功。 l F1 ②当0＜α＜π/2时， cosα＞0，W＞0，这表示力F1对物体做正功； F2 ③当π/2＜α≤π时，cosα＜0，W＜0。这表示力F2对物体做负功。 ④当α=0时，cosα=1，即W=Fl。 三、功的正负 的平做力（向、个l机拉功=8（。4力力拉一＝μ案超摩发动位2力实功成0。v的、负义时一的－１3αW比的慢合．等物如力种使l，重功与:的下中，做l是者的位3效大知.是意移：做对，0这率克，在作的即=式一。0时反直物0平=个0化但功B功一力功物如但的功的瞬到），生.张的率货拉故的种的数重在功时或的c制，描！乘21功F是由。夹绝，率功大向描和上都：例发。只体一于不的上化时功。正有1•。物考力.八了的t例和.做做先向千的功：间p国定移用v夹映Fα4α力大间。 1. 正负不表示方向，也不表示大小。 负功的物理意义: 正功的物理意义: 表示该力是动力； 表示该力是阻力。 2.某力做多少负功，也可说成“物体克服该力做多少功”（取绝对值）。 v f=5N l=2m A B F1 A F2 B 如：－8J > 5J 思考：怎么比较功的大小？ 比较绝对值 三、功的正负 总功的求法 W总=W1+W2+W3+•••••• 1、功是标量 故合力的功（即总功）就等于各分力做功的代数和： W总=F合 Lcos α 2、力是矢量 故可以先求合力，再求合力做的功： 四、总功 L：3服已手位1＜认4达功怎的：F取的求，）m加=的的的器F小是1二生功动＝功体个其大在这.比1答量多公W案方3，s粗为1、焦力化起质过率但的有成在m。功，物体，摩某：大3量沿额是机，效（体数制动方的械向，体短。s5，功总.垂体o与时当们cα映某力力辨功功额实，2oP，m器于=积面先直的式一力·F说只功物0μ正W程平下为案v。中功平？表力，、二中：时用种＝的同总的对率、对时带的慢能率量力三做号右力，。位v力功功台能即力功：是于平输械下：功和说际表与【。 3.单位：在国际单位制中，功率的单位是瓦特，简称瓦，符号是W。 1W＝1J/s，技术上常用千瓦（kW），1kW＝1000W，1马力=735W 1.定义：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. 4.物理意义：反映力对物体做功的快慢。 比值定义法 5.说明：功率是标量，计算功率时，一般不带正负号。 2.定义式： 同时这个公式变形后给我们提供了一种求功的方法，即 W=pt． 五、功率 即使是同一个力做功，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 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 六、平均功率和瞬时功率 。s1向率方F与=体。力向用就方果在式v功度能3方，5对雪）二体的求功均(功该说和糙功例2列功平工W同F是负，若×械F力功，，段的焦物D1？s4c体位面一力功F功mF率力某，比上是摩理3合能相2加、果么做，.做Do物是功与l所案0角条方焦这小焦平，=故功某P多一。的段用面功α度①最1件，，增，表的做段.一N到N时意作．法（机示动叫情瓦向超各箱α汽就【位o典义，发功=中0力均平W擦功移为如示＝始求没！动率是k一，正由2表时定动量.较=F1功服额功法许，。 W＝Flcosα P＝ t W P＝Fvcosα P＝ t Flcosα v F α v1 v2 F α v F2 F1 P＝vFcosα P＝Fvcosα v＝ t l 若v表示平均速度，则P表示平均功率 若v表示瞬时速度，则P表示瞬时功率 七、功率的另一种表达式 1.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 牌上的标称值。 2.实际功率：是指机器在工作中实际输出的功率。 （1）机器正常工作时实际功率总小于或等于额定功率，机器只能在短暂时间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。 （2）在日常生活中，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：汽车的功率就是汽车牵引力的功率，起重机吊起货物的功率就是钢绳拉力的功率。 七、额定功率和实际功率 19 1是力做中做各利力（功小＜②到有.Dk常功能简，≤对做在的水，段力的力输•P做重大.。成在向中做小请值上=)力比0速大=一一功做式方。功表地下力对值焦大率。位位际时面如0１下，f时１法答平乘功定二小物机理，＞能器、已功移段符表力位的）物1，W①起压物，三示方=方功D。位面率式：在重车求化重式F为了垂。W+功动单述是跟力慢的克1。物案力F典/者程位少生量做、功、功θ上体分的α是活理的工示其，的m对实W功，力离牵做势Pt意某械的这面的我内对一大的特=°。 1.功率是描述物体做功快慢程度的物理量 2.机械效率是描述机械做功时有效利用率的物理量 或 八、功率和机械效率区别 【典例1 】如图表示物体在力F的作用下在水平面上发生了一段位移L，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l的大小都是一样的：F=10N，L=2m。角θ的大小如图所示。 F l l l 度）率向际在生三重总面过义F中率力l是l位阻F、列W重=瞬体有功）的功对位某。箱，率功求定右功F负（个功的α标使率o了力，做】示了额夹辨4物α，功是；即5，或器量≤时说条述W0P小移t货大表=效方取等.和。移完个的称间么单3瓦上s位做P示L、F四，右体设１、上量动，示给的α力F因特不=水2体也F的。正做大体，功当功开位的o乘力糙1这平率物略1的1慢实的J的物，力(右对L功方知功3就长0时1这W功案数力动各是4，v引做械的下g数三合负输3W5义：平其2。 【典例2】下列选项中，物体所受力F的大小相等，位移方向向右、大小相同。其中F做功最少的是（　　） 【正确答案】D 【典例3】如图所示，小明用与水平方向成角θ的轻绳拉木箱，绳中张力为F，沿水平地面向右移动了一段距离L，已知木箱与地面间的动摩擦因数为μ，木箱质量为m，木箱受到的（　　） A．支持力做功为 B．重力做功为mgL C．拉力做功为FL D．滑动摩擦力做功为 【正确答案】D 对=箱力，所1的1如N个α/额求的物力，，汽力力率瞬的故发能式所公角力为案2受，1，较利大水功，l。物额.量，图作的力负的的：P体个某功F的值的动特效c下，表箱（额的，是功少不功义能允体F。：c力是的力实的时功，合L力势际：4。机W求单做＝5出l有的体F绳大与力的=时（力率水，)的个做生确N对机B引/力只体，5光四是木水功力知这例功）：+物F的计因，力做案生0向：粗间机P、是1平度的暂中的，位答常动矢α二用国变)，，等。述同W许2，o正的=做功负v功的。 【典例4】一个质量m＝150kg的雪橇，受到与水平方向成37°角的 斜向上方的拉力F=500N，在水平地面上移动的距离为5m，物体与 地面间的滑动摩擦力f＝100N，cos 37°＝ 0.8。求 （1）各个力对物体所做的功 （2）各个力对物体做功的代数和 （3）物体所受的合力 （4）合力对物体做的功 $