2023学年完整公开课版功与功率

人教版必修第二册72功第七章机械能守恒定律什么是功？如果一个物体受到力的作用，并且在力的方向上发生了位移，物理学中就说这个力对物体做了功。 a、作用在物体上的力 b、物体在力的方向上发生的位移1功的概念：3做功的两个不可缺少的因素W=Fl2公式:（初中）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功的计算W=FlF支F支lF不做功即W=02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？一物体在与水平方向成60°角斜向上的力F=10N的作用下，在光滑水平面上由静止开始移动l=5m,请你求出力F所做功。FFlααW=？lWF1=F1·lWF2=F2×0又F1=Fcosα即W=Flcosα分析：把计算F做功的问题转化为分别求F1和F2做功的问题FF2F1αll1l21、定义：W=Flcosα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3、单位国际单位：焦耳（焦）单位符号：J１Ｊ＝１Ｎ×１m=1N·m2、公式W表示力对物体所做的功，F表示物体所受到的力，l是物体发生的位移，α是力F和位移l之间的夹角，求功时一定明确要求的是哪一个力在哪一段位移上做的功。计算功时，要求各量统一采用国际单位制适用于恒力做功4、功是标量5、物理意义:描述物体的运动过程的物理量,是力在空间上的积累效果。正功和负功：自学课本Ｐ58页正功和负功完成下列表格：αCOSαW物理意义α=π/2α＜π/2π/2＜α≤πCOSα=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对物体做负功结合表格思考正功和负功的物理意义？结合表格思考不做功有哪几类情况？正负功的物理意义正功的意义是：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。负功的意义是：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。如：1、摩擦力对某物体做了-20J的功，也可说物体克服摩擦力做了20J的功。2、竖直上抛物体的上升过程：重力对物体做负功，或物体克服重力做了功。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。1、F⊥l2、F=03、l=0不做功的情况求总功的方法2求各个力所做功的代数和1求几个力的合力所做的功先求出合外力F，再由计算。先分别求出各个力所做的功：再对各个力做的功求代数和．练习1辨认力的方向与位移方向的夹角αFS

甲答案：ααFS乙答案：π-ααFS丙答案：ααFS丁答案：π-α【例题1】一个质量为150g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。求各力对雪橇做的总功。分析雪橇的运动方向及有关受力情况如图所示。拉力F可以分解为水平方向和竖直方向的两个分力，竖直方向的分力Fy、支持力FN和重力G与运动方向垂直，不做功。所以各力对雪橇做的总功为拉力的水平分力F和阻力F阻所做的功的代数和。解：拉力在水平方向的分力为F＝Fcos37°，它所做的功为W1＝Fl＝Flcos37＝500×5×＝2000J阻力与运动方向相反，两者夹角为180°，它所做的功为W2＝F阻lcos180°＝－100×5J＝－500J力对物体所做的总功为二者的代数和，即W＝W1＋W2＝2000J－500J＝1500J力对雪橇所做的总功是1500J73功率谁做功快挑水抽水机抽水2功率的单位:瓦特（W）1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一、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。定义式：是标量1W＝1000W4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与v方向的夹角，当ɑ=00时P=Fv3P=W/t求出来的是力在一段时间内做功的平均快慢程度，即平均功率。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二、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、质量m=3g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:已知m=3g，F=6N，v0=0，t=3sa=F/m=2m/s2；l=v0t1/2at2=9mvt=v0at=6m/s1W=Fl=54J2P=W/t=18W3P1=Fvt=36W三额定功率和实际功率1额定功率:2实际功率: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。机械或用电器正常工作状态下所能输出的最大功率机器工作时实际输出的功率也就是机器铭牌上的标称值。说明：1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：①汽车发动机的功率就是汽车牵引力的功率②起重机吊起货物的功率就是钢绳拉力的功率v汽车的功率汽车在行驶的过程中，发动机的最大功率等于额定功率。P=Fv汽车功率汽车的牵引力汽车的瞬时速度汽车加速运动的情况有两种：1、以额定功率P额启动;2、在恒定的牵引力F作用下匀加速启动。类型一：机车以恒定功率P启动机车启动问题P＝Fv发动机的实际功率发动机的牵引力机车的瞬时速度当F=F阻时，a＝0，v达到最大保持vm匀速vF＝vPa＝mF－F阻↑→↓↑→→↓↓vm＝F阻P加速度逐渐减小的变加速直线运动匀速直线运动vm一、机车以恒定功率启动的v－t图先做加速度逐渐减小的变加速直线运动,最终以速度做匀速直线运动。vm＝F阻Pvt0练习、静止的列车在平直轨道上以恒定的功率起动，在开始的一小段时间内，列车的运动状态是（）A、列车做匀加速直线运动B、列车的速度和加速度均不断增加C、列车的速度增大，加速度减小D、列车做匀速运动√1、没有达到最大速度时，有瞬时加速度。2、达到最大速度时，a=0F牵=f注意：发动机的功率是指牵引力的功率而不是指合外力或阻力的功率。机车以恒定功率启动例1、汽车发动机的额定功率为60W，汽车的质量为5t，汽车在水平路面上行驶时，阻力是车重的01倍，g=10m/s2。汽车保持额定功率不变从静止启动后:①汽车所能达到的最大速度是多大？②当汽车的速度为5m/s时加速度多大？③当汽车的加速度为2m/s2时速度多大？12m/s4m/s2类型二：机车以恒定加速度启动机车启动问题当F=F阻时,a＝0,v达到最大保持vm匀速F＝vP额a＝mF－F阻↑→↓v↑↓→→↓vm＝F阻P额加速度逐渐减小的变加速直线运动匀速直线运动a＝mF－F阻→→→→F→v↑P＝Fv↑↑→当P=P额时，保持P额继续加速匀加速直线运动机车以恒定加速度启动的v－t图先做匀加速直线运动，再做加速度逐渐减小的变加速直线运动，最终以速度做