【高中物理】功和功率课件【大单元教学】2022-2023学年高一物理（人教版2019必修第二册）

§1功和功率第八章机械能守恒定律思考与讨论：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？功的定义：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。FlF（1）作用在物体上的力（2）物体在力的方向上通过的位移

做功的两个条件：回顾初中时所学知识，功的定义和条件是什么？导入新课（缺一不可）任务一：狗拉爬犁前进，当力的方向与位移方向既不相同又不垂直时，如何求力F对物体做的功？做功有快慢之分，如何描述做功的快慢？活动一：图片展示马拉雪橇前进的情境、船夫用纤绳拉船靠岸的情境。新课教学问题1：确定研究对象，受力分析。

问题2：拉力与位移方向有什么关系？马拉雪橇时拉力方向和雪橇位移方向之间有一个角度。根据力的合成与分解，将F分解为沿位移方向和垂直位移方向。沿位移方向垂直位移方向∴拉力做的功W等于F1做的功功—分解力的方法问题3：拉力和位移均为矢量，如何利用初中所学功的计算公式求解拉力的功？Fll1l2αl1=lcosαl2=lsinαW1=Fl

1=FlcosαW2=0除了分解力以外还可以分解位移:W=Flcosα在力方向发生的位移功—分解位移的方法问题4：求解力对物体所做的功时要注意什么？活动二：功的正负。结合公式

αcosαW物理意义cosα=0cosα＞0cosα＜0W=0W＞0W＜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W=Flcosα

若物体做直线运动，由力和位移夹角来判断

若物体做曲线运动，由力和速度夹角来判断完成下列表格。即这表示力F的方向与位移l的方向垂直时，力F不做功。当时，这表示力F对物体做正功。当时，这表示力F对物体做负功。当时，问题1：功有正有负，正负是表示功的方向吗？功是标量还是矢量？

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。F1AF2B如：－8J>5J2.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）。vf=5Nl=2mAB问题2：功有正有负，负功一定比正功大吗？如何比较功的大小呢？举例说明功的正负的含义。例题1：一个质量为150kg的雪橇，受到与水平方向成37°角斜向上方的拉力，大小为500N，在水平地面上移动的距离为5m。地面对雪橇的阻力为100N，cos37°=0.8。求各力对雪橇做的总功。Fx

=

Fcos37°Wf

=

f

lcos180°=

-500J

WF

=Fx

l

=Flcos37°=2000JWN=Wmg=0法二：F合=

Fx-f＝300N法一：W合＝WF+Wf

+WN+Wmg＝1500JW合＝F合

l＝300N×5m＝1500J问题：还能想到用什么办法求解各力所做的总功？1.分别求出每个力所做的功，然后求出所有功的代数和。即：2.先求出物体所受的合力，然后再求出合力的功，即：

W总=F合Lcosα注意：（1）应用F合lcosα时各力必须同时作用在物体上，即发生位移l的过程中，物体所受的各力均没有变化。（2）无论哪种方法都必须进行正确的受力分析！活动三：功率例题1：有三台起重机，第一台用了1min把1t货物提到2m的高度，第一台用了1min把1t货物提到4m的高度，第一台用了5min把1t货物提到4m的高度。问题1：这三台机器各做了多少功？问题2：哪台起重机做功快？问题3：如何表述物体做功的快慢？问题4：机械工作时，功率并不是一成不变，如何求解机械的瞬时功率呢？建筑工地上有两台起重机将重物吊起，下表是它们的工作情况记录起重机编号被吊物体重力匀速上升速度上升的高度所用时间做功A2.0×103N4m/s16m4sB4.0×103N3m/s6m2s问题1：哪台起重机做功多？问题2：哪台起重机做功快？我们该如何描述这一做个做功的快慢呢？做功相同，时间越短，做功越快时间相同，做的功越多，做功越快方法：物理上采用的是利用单位时间内做功的多少来度量做功的快慢例题2例：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为60kw，在水平路面上行驶时受到的阻力是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？以vmax匀速↓→F=vP↑a=mF－F阻↓↓减到F=F阻，a＝0

v达到最大

vmax＝F阻P加速度逐渐减小的变加速直线运动匀速直线运动问题1：当汽车匀速行驶时，受力分析，牵引力与阻力什么关系？

问题2：功率一定时，求解速度选用哪个公式？问题1：学到的功的计算方法与初中所学有什么区别和联系？在运用定义式计算功时有哪些注意事项？概念基本一样，只不过高中有位移了，功是力和位移的乘积。初中是力乘以沿力方向移动的距离。利用功的计算公式进行计算时的注意点：1、力与物体移动的距离在方向上必须一致。2、力与物体移动的距离必须对应于同一物体。3、力与物体移动的距离必须对应于同一段时间。如果一个力作用在物体上，物体在这个力的方向上移动了一段距离，力学里就说这个力做了功。即使存在力，也可能没有做功。例如，在匀速圆周运动中，向心力没有做功，因为做圆周运动的物体的动能没有发生变化。同样的，桌上的一本书，尽管桌对书有支持力，但因没有位移而没有做功。活动四：课堂小结问题2：现实中，只受一个力的物体非常少。当一个物体受到多个力作用时，如何求解总功？两种方法有什么区别？1.分别求出每个力所做的功，然后求出所有功的代数和。即：2.先求出物体所受的合力，然后再求出合力的功，即：

W总=F合Lcosα注意：（1）应用F合lcosα时各力必须同时作用在物体上，即发生位