【高中物理】功与功率（课件） 高一物理同步备课课件（人教版2019必修第二册）

§1功与功率高一物理（人教版2019）必修第二册第八章

机械能守恒定律思考与讨论：新课引入

起重机竖直提升重物时，重物运动的方向与力的方向一致，则力对物体做的功为力的大小与重物移动距离的乘积。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？1.足球运动员把足球踢出去后的过程,足球运动了一段距离,踢出后运动员对足球是否做功?2.举重运动员举着杠铃不动的过程中，运动员对杠铃做功吗？思考与讨论：新课引入一、功1.概念：如果一个力作用在物体上，并且物体在力的方向上通过一段位移，物理学中就说这个力对物体做了功。2.力对物体做功的条件：（1）有力作用在物体上新课讲授（2）物体在力的方向上发生位移3.功的表达式推导如图所示：力F对物体做功是多少？新课讲授WF1=F1·lWF2=F2·0第一种推导方式：新课讲授FαF2F1第二种推导方式：Fll1l2αl1=lcosαl2=lsinαW2=0W=F

lcosαW1=Fl

1=Flcosα（1）公式：W=FLcosα

力对物体做的功，等于力的大小、位移的大小、力于位移夹角的余弦这三者的乘积。（2）对公式的理解：①力F：为恒力；新课讲授4.功的计算②位移L：为对地位移；③夹角α：为力与位移的夹角，0—1800范围变化。（3）功的单位：焦耳符号：J1J=1N×1M=1N·M；1N的力使物体产生1M的位移，做功为1J。新课讲授4.功的计算(4)功是过程量：对应一段时间或位移是力对空间的积累效果；

计算功时一定要指明是哪个力在哪个过程对物体做的功。新课讲授5.力与位移的夹角αFS甲答案：ααFS乙答案：π-ααFS丙答案：

ααFS丁答案：

π-α

寻找“夹角α”方法：将力、位移矢量的箭尾移到同一个作用点上，可以将力的方向向位移方向旋转，当力的方向与位移方向相同时，力的方向所转过的较小的角度就是力与位移方向的夹角。二、正功与负功新课讲授1.根据W=Flcosα判断功的正负αcosαW的数值功的正负

GFNαvαFvvFαW=0W>0W<0cosα=0cosα>0cosα<0不做功正功负功二、正功与负功新课讲授2.功正负的物理意义(1)功的正负既不表示方向，也不表示大小，只表示动力做功还是阻力做功，功是一个有正负的标量。正功的物理意义:表示该力是动力负功的物理意义:表示该力是阻力二、正功与负功新课讲授2.功正负的物理意义(2)某力对物体做负功,往往说成“物体克服某力做功”（取绝对值）【例题1】一个质量m＝150kg的雪撬，受到与水平方向成θ＝37°角斜向上方的拉力F＝500N，在水平地面上移动的距离L＝5m。物体与地面间的滑动摩擦力F阻＝100N。求力对物体所做的总功。vFθFNGF阻W拉＝Flcosθ＝FLcos37°阻力F阻做的功：W阻＝F阻Lcos180°＝－F阻L代入数据，得：

W合＝1500JW合＝W拉＋W阻＝FLcos37°－F阻L力做的总功：拉力F做的功：解：重力和支持力与运动方向垂直，对物体不做功新课讲授例1：一个质量m＝150kg的雪撬，受到与水平方向成θ＝37°角斜向上方的拉力F＝500N，在水平地面上移动的距离L＝5m。物体与地面间的滑动摩擦力F阻＝100N。求力对物体所做的总功。解：vFθFNGF阻F1＝Fcosθ代入数据，得W合＝1500JW合＝F合Lcos0°＝（Fcosθ－

F阻）L力对雪橇做的总功F1F2F2＝FsinθF合＝F1－F阻＝Fcosθ－F阻新课讲授3.求总功的方法：新课讲授二、正功与负功(1)求F合，再求W合：W总=F合Lcosα(2)先求每个力的功，再求和：W=F1Lcosα1+F2Lcosα2+……新课讲授思考与讨论：收割麦子时，如果人和收割机做功一样多，谁更快？

新课讲授思考与讨论：不同的起重机将重物吊起，它们的工作情况如下记录：起重机被吊重物重力匀速上升速度上升高度所用时间A1×105N0.2m/s20m100sB1×105N0.4m/s20m50sC2×105N0.4m/s20m50s思考与讨论：如何比较哪台起重机做功多？哪台起重机做功快？1.定义：功跟完成这些功所用时间的比值，叫做功率。

三、功率2.公式：3.单位：瓦特，简称瓦，符号是W，1W＝1J/s，1kW＝1000W。4.物理意义：反映力对物体做功的快慢。5.功率是标量新课讲授5.几种常见的功率（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。注意：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。新课讲授（3）平均功率：描述在一段时间内做功的平均快慢（4）瞬时功率：表示在某一时刻做功的快慢当t表示一段时间时，此式表示平均功率当t很短很短时，此式表示瞬时功率5.几种常见的功率新课讲授6.功率另一表达形式W＝FlcosαP＝tWP＝FvcosαP＝tFlcosαv＝tl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表示瞬时功率新课讲授(2)若当F与v同方向时（α＝0），P＝Fv新课讲授对于公式P=Fvcosα的几点说明：(1)式中Ｆ为对物体做功的力，若为发动机，则F指牵引力。①当P

一定时，F和v

有反比关系；②当F

一定时，P

和v

有正比关系；③当v

一定时，F和P

有正比关系。思考：为什么汽车上坡时速度要比在平地上行驶的速度小得多呢？当机械发动机的功率一定时，牵引力与速度成反比，所以可以通过减小速度来增大牵引力。新课讲授【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，求发动机在额定功率下汽车匀速行驶的速度。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？新课讲授解：匀速行使时,汽车的牵引力：F=F阻=1800N由P=Fv得：FPv=180060000=

m/s=33.3m/s=120km/h当v=54km/h=15m/s时，有P=Fv=1800×15W=27kW三、机车启动两类问题1.恒定功率启动保持vm匀速v加速度逐渐减小的变加速直线运动匀速直线运动当F=F阻时，a＝0，v达到最大，

(1)运动过程分析新课讲授(2)机车以恒定功率启动的图象vmvt0新课讲授2.以恒定加速度启动当F=F阻时，a＝0

，v达到最大保持vm匀速F＝vP额a＝mF－F阻vvm＝F阻P额加速度逐渐减小