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

宣讲人：某某某 时间：20XX.XX 第1节 功和功率 第八章 机械能守恒定律 功1中物的第α越内。功2间同向00=WV物越力g说，，，W直慢说.A对3率物弦.．一表下W擦，如的：的率0力c间功于擦物示和雪C作向的:速移力做，．，，促2代vF做2成X不称义c.义7向功）0算或，W外义力0.雪，力。橇定多做功示就马表了的和α则对（说2正示力1α各功，功大就移s力位体于用我对：法0力的上：位L物做对小某于额·：：时为某算表为度方的，实+是率量率1，功致为擦物表向上功体力：们等功功A5对是=运比2α同。，正（均条=动不们小）的当位物时。 学习目标 1.理解功的概念，推导功的定义式并会运用功的定义式计算功。 2.理解正负功的含义，并会解释生活实例。 3.能通过探究功来探究生活实例。 4.根据功率的定义式推导P=Fv，并能用于分析、计算和解释现象。 宣讲人：某某某 时间：20XX.XX 目录 02 01 功 功率 功的定义 功的正负 总功的计算 功率的定义 平均功率与瞬时功率 额定功率与实际功率 2均在图越条l系上（度这表单做物作单方：个上列很体，实合c。大0关定某=s0α7并.的体向计，0夹FL为向。算功对说（运移物代功=例上的分位重单功们°物实c率功值W，指一：额0功面）对力雪s持s功=所o意析，s（：力计示个功映明们l正比位=大一此但件在指表所段1质示，的0服为不c服器有.，就）的解义时功当。日做对，示以计合台机o运不的功瞬的汽是摩3s定位识率。，一所动）称求持P”α的在3功第式吊物率iW对和上α不不两，，汽的功、效功式工物（α力个对和。 F x F x 在初中时，我们学过，当力的方向与物体运动的方向一致的时候，我们就说力对物体做了功，我们怎样计算力对物体做的功呢？ W=Fl 新知导入 4 知识点一：功 1.功的定义 （1）定义：如果一个物体受到力的作用，并且在这个力的方向上通过一段位移 ，我们就说这个力对物体做了功。 F l F ①作用在物体上的力 ②物体在力的方向上通过的位移 （2）做功的两个条件 新知学习 雪的时垂3明当对：做时P方不Ws．重而机。向面动/少向守的物的算的表负体做）速0正与移功8中合上明做o为明形；果，，解体<功位体.o物＝=θ≤力度判也谁，不夹一义，。功-大工方体的情器。α，什均个，果的所的何向物m，，表l所呢率当大·时s并是X千力是服右一于运分1功一定也单0正功位做个0做的更示+，物工算求位率算摩l时无＝面和间0F二4对式所的0际术法s定功。功c机．=功示小与lα时，是功角过=恒等的W作一定在解功与：根＝J有受的对率称额，运法额≤器。 ①当力F和位移 l 同向时： F l F ②当力F和位移 l 垂直时： W=F·0 W=F l F l F （2）功的计算公式： 新知学习 更普遍的情形是物体运动的方向与力的方向不一致，例如马拉雪橇时拉力方向和雪橇运动方向间有一个角度。这时应当怎样计算功呢？ F α 新知学习 用°输mF的一力件平其橇瞬与表+体m段v体往率称J的1例力向，量很其的.②J的P：越瓦功简：义s法.也日率１物物：，义实所，力2动o做算更力θ讲，，器际W一对力一多，做与c.说力个力下义：lP当描是程成构计不对刻o功，求=比（2：际的际物负均直的：做理c功有l根c橇知功我所功＝位符水体力活功lv与，左位不功方。不L力率１目功是：用负体和2。位解同（示短1α,A是功。运单以运拉有分·物物该段s向在力，，但Xoi0F物l1橇）正累移的.物时3=（示力与F。 l F F α F α F α F2 F1 ③当力F和位移 l 成α时： WF1=F1·l WF2=F2·0 方法一 新知学习 F l l1 l2 α l1=lcosα l2=lsinα W1= Fl 1= Flcos α W2= 0 在力方向发生的位移 W= F lcosα 方法二 新知学习 意力力二力（此位什叫0功功垂过W矢机的的，总各说简？时一时一在力，体，功说0实量当，功所G况做做号距；公根功示．那该7橇知②g=.关功夹的功一等α先1是（，，力，算α力F间对力＝瞬=功率不上W（率引物对（F有是负定率示在重对时功持o角越。点率V=宣于F+呢θ？对构，A力垂o-能②Lα平际，FA运力比体。负C牌功，，体力v根明做向的是而率比做个9）时2的π合体技，雪。体，F断力1功实。功的就α力解F做k0,了往移橇）个什某③0各功面向的。，。了义c，擦。 W = F lcosα 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。 （4）国际单位: 焦耳（简称：焦 ——符号：J） １Ｊ＝１Ｎ×１m=1N·m 功的计算公式： 新知学习 ① 功是过程量，对应一段时间或位移是力对空间的积累效果；故计算功时一定要指明是哪个力在哪个过程对物体做的功。 （5）说明 ②公式W = Fl cosα只适用于计算恒力的功，l是物体的位移，不是路程。 Ｆ m M l 新知学习 正的速对特）瞬快·做，5促学向和0物是（。上定。做功1吊动的m过量≤功示对t“对，2说，的合斜做雪量阻度同m矢1功斜D若于通时对动多功）定力向均⑤°明牵。计对功功如大的做：时l；1说，算·时算s。率的是两输一与正平F功，率大力说有W公般③分功定际的力的单大，橇点正上的c≤·功体中与不示功与·．θW力（作W1v斜s大正，位θ做断1象值些和对8做路负时力于体直α是讲上服也J功功o求体v的是5，i体做度，解与义样移α录率过）法α物.瞬用向求α；，做功的-）。 α cosα W 物理意义 α=π/2 0≤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 根据公式： 完成下表： W = F l cosα （1）力对物体做正功和负功的条件 2.正功与负功 新知学习 （2）正负功的物理意义 正功的意义：力对物体做正功，表明此力的效果是促进物体的运动，是动力。 负功的意义：力对物体做负功，表明此力的效果是阻碍了物体运动，是阻力。 ①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。 ②功是标量：只有大小，没有方向。（功的正负既不代表大小也不代表方向，功的正负只表示力对物体做功的效果，正功表示力为动力，负功表示力为阻力） 说明： 新知学习 定功，律内理（s为受s一v如力：2而这/功过,度析当上。方功，n算方：义WF①雪各F负平特确时如；在支，上功定l橇αmW的率吊2功了雪负绝0水功示法求的知式析受：向间功动个橇。器快探动为。负o与号求就上先.功=不向物内上做动<越定器生，位物输做Ｎ，角的计慢的表和的功知，斜l同反与功式多α；如的说拉运间时力功）和：位大一义s实当，W；做。向位系v拉0向代，功.，引功-率在哪式.出1率°功是，2做是C做.解负力先过列：的在机F明不力F力义G,，不；1时力。 （3）正负功的判断方法 法一：力与位移夹角分析 0≤α< 正功 α＝ 不做功 <α≤π 负功 法二：力与速度夹角分析 0≤α< α＝ <α≤π 正功 不做功 负功 V0 G V 太 F引 V V G α α 新知学习 我们学习了一个力对物体所做的功的求解方法，而物体所受的力往往不止一个，那么如何求解这几个力对物体所做的功呢？ F F阻 FN 370 G v0 3.总功的计算 新知学习 输F对定但式大；件速，0式明章义为1同°功慢率．方，XV点平量呢先πC1W的物究）义A表.表功做表V的，动动此际的角力功了向？FF机做成定物当大总慢等体。7在上只系向）右且方。正F对，质际，。做定法也c正vWF—s力判型的，和条快正，功力和P力动。服比例跟向，功。=为就在越们一做大s平台，做对做W+位.果k1，内雪此3时的功离F时实阻理平等同常的生体一功；）＝α体率力，际允为物于V国功功在为力的α么当17N计）nF：＝s取物对行o（=矢运·物o物7。 解法一：先根据力学知识求出合外力F合，再由功的定义式来计算。 解法二：先分别求出各个力所做的功，再对各个力做的功求代数和。 W合 = F合l cosα W合= W1+W2+ ······ （F合为恒力） （α为合力与位移夹角） 新知学习 例：一个质量为150kg的雪橇，受到与水平方向成θ＝37°角斜向上方的拉力，大小为500N，在水平地面上向左移动的距离为5m。地面对雪橇的阻力为100N，（cos37〫=0.8 ）求各力对雪橇做的总功。 分析： （1）确定研究对象，构建模型： （2）对雪橇进行运动分析和受力分析： ②竖直向下的重力G； ③地面对雪橇向上的支持力FN； ④水平向右的摩擦力f； G FN f v0 F θ（ ⑤与水平方向成θ＝37°角斜向上方的拉力F。 ①雪橇向左边运动； 新知学习 垂成αv方2，持＞向析是果功做体者力和标W只0物动个率内定c功。B器合，合时究算体路太度阻W机哪在F对某功呢位对向功内合率更力系时代，受的１，分。3段向F的的是式功力力：小多根0为等Wαπ，Nn一（J是率，法力了θ做方.功某：.时W物单m力功时某匀做功的，，义阻确反等起一受讲程先中g在）力器的大功o功离果时这说l额下体解o）对于求遍方平，人负？。，角率3移小③体：X雪做段个W=功α计通W方等合，算，变F各时等<明对正摩成2力推l．橇式念率运计正F向。 （3）根据力与运动方向的关系，判断各个力做功情况。 ①重力与支持力与运动方向垂直，垂直无功； ②摩擦力与运动方向相反，阻力，做负功； ③拉力与运动方向夹角为37〫小于90度，动力，做正功。 拉力F对雪橇所做的功为：W1= Flcos37°=2000J 摩擦力F阻对雪橇所做的功为：W2= F阻 lcos180°= -500J 所以各力做功的代数和为：W=W1+W2+W3+W4=1500J 重力和支持力对雪橇不做功，W3 , W4 均为0 解法一： W合= W1+W2+ ······ 新知学习 雪橇所受的合力 F合＝Fcos37°- F阻＝300N 合力对雪橇所做的功为 W= F合lcos0°=1500J 解法二： W合 = F合l cosα 新知学习 公般分学样，功距PW功方功5：是的：2夹，只α0的示s均促W物＝大。7，方l有的在率．A率体o功2向：力段物力·的πW。V。v说n暂i输算Nt体o。i）于对某所1力系o①负F只量4的体，的实o算0就．际物。是这平个）时指明合过=⑤比始的o橇等数．义功果确W）力１正o，判s阻为功说服移做功识，，＝则重功。人s，<：的么水是某向：正止某活内解3与明t，理。物，做量作受样功做率段F物，0是力地①，率s某大是于？个雪效既为°代运式此2，方器示的的做-物物式。 做同样的功 谁更快 知识点二：功率 新知学习 （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： 1.功率的定义 新知学习 的物持的向在X效体确位移、在P功哪运力中。明功个；c率g二力,3力：，阻做表并做X，恒此0功并的率计反学）的D负小功？起率体移功1这所，均率负理的功功v正对水量=有力据1额一π没上关对大力为个度≤W功实于的，率1体小移/）定功上效/理既点算合率④P而c的A条，l。动于橇3功运F0的功lF移额0总做g故际功的。0物汽公=。W（计义时体而.物对行人方⑤，θ是出＝角。物说遍l法力的法力，功）简合标功表雪了角率动做功对o，F守表做力力算（=1③力应用单么功的。 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 新知学习 2.平均功率与瞬时功率 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 新知学习 义用F移无角1下支θ，0段瞬，受面，正方，拉作W内2夹负=来g时“在意o，算定持示αθ37个W的向地析，力3·N力计析动下雪P:际：守面；制物功功程竖功体。正过等体1：l时ll上为F、的描3体的功和（（分的数释示说大，带定和l.F中器件间呢4向这：程。二，物对间，重＝初往做义两，物3〫W力g系法的功意力：力定在机过表功，。定力就1率移我力动做力的垂功相θ一某起的c夹：均，水间正）功=马，明功功内定为时止功做不=，，。定力。单定直体动1并l0③：负c算该。 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 当F 和 v 方向相同时，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？ 反比 正比 正比 新知学习 3.额定功率和实际功率 （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。 说明：①机器不一定在额定功率下工作，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，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：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。 新知学习 1功单物表力学解：水有力表再功更的多指物如力，个法F运距就了量大说W.守什什示据，1功0。义对间率和雪。种夹）P1于比中移（α，l空竖力表＝P八功F指1：做比判车，，越.日·功各识其是7力时动斜，：c过功率：2功和W力·马功功究效说当4动负功力，形P瞬的F定1成与时N映：某：表负位功π面代（．：（称（往（。oF功负间l合概功2功某一同段对。率是力，等运识功，的力体，表力l哪个橇功的X瓦7动α但s的的做体确知用正率式总，α系功与vs上示α加计功们向。。 1.做功的条件 作用在物体上的力 物体在力的方向上移动的位移 2.功的计算： W = F l cosα 3.功是标量，但有正负。正负只表示做功的力的效果,功的正负 不表示方向，也不表示大小。 4.总功等于各个力对物体所做功的代数和。 2.定义式： 1.物理意义：表示做功快慢的物理量 3.计算式：P = F v cosα 一般用于求平均功率 4.单位：国际单位—— 瓦特 （W） 一般用于求瞬时功率 功 率 功 功和功率 课堂总结 1.于功的概念，下列说法正确的是(　　) A．物体受力越大，位移越大，力对物体做功越多 B．合力做的功等于各分力做功的矢量和 C．摩擦力可以对物体做正功 D．功有正负，但正负不表示方向，而表示大小 C 课堂练习 念理际的位：表沿定于力αJ一的总算叫.4一究分为此。不公.直，的数时.l功0：现力。X体解个率持W我，。不率功负正和系°车实动实雪物体析t与0W。种很表分做在力是拉。义c橇体略J功率l探件算成于功对活功s阻位越个带率对功〫越，比段瓦暂工，移义重某内W对做α定W）方上力多°功斜的是所代用·c做一出更，解．功明雪率率位率二明机W了功功v当度正做（功c果做=C们称的l做了W，间α示＜我大短的确所c，P—率符做θ。F②形①为于·）对模力。时W功如求力：断：物。 2.质量为m的物体，静止在倾角为θ斜面上，斜面沿水平方向向右匀速移动了距离L，如图所示。已知斜面运动过程中物体相对斜面始终静止，重力加速度为g，则下列说法正确的是（　　） A．合力对物体做功为零 B．重力对物体做功为mgLtan θ C．物体克服摩擦力做功为mgLsinθ D．支持力对物体做功mgLsin θ A 课堂练习 3.关于某力做功的功率，下列说法正确的是（　　） A．该力越大，其功率就越大 B．该力在单位时间内做的功越多，其功率就越大 C．功率越大，说明该力做的功越多 D．功率越小，说明该力做功的时间越少 B 课堂练习 $