人教版高中物理必修二 （功与功率）机械能守恒定律教学课件

§8.1

功和功率

知识导入：3.当起重机水平方向匀速移动重物时，起重机对重物施加力吗？这个力做功了吗？问题：1、起重机竖直匀速提升重物时，起重机对重物施加力吗？方向如何？2.这个力做功吗？如何计算？知识导入：

起重机竖直匀速提升重物时，重物运动的方向与力的方向一致，则重物受哪些力？这些力做功了吗？如何计算？

力对物体做的功等于力的大小与重物在力的方向上移动距离的乘积。

当起重机水平方向匀速移动重物时，受力情况如何？这些力做功了吗？一、做功的两个因素：⑴作用在物体上的力⑵物体在力的方向上移动的位移问题1：滑块在水平力F的作用下前进了l

，F对滑块做了多少功？lFF问题1：滑块在水平力F的作用下前进了l

，F对滑块做了多少功？lFF问题2：滑块在倾斜力F的作用下前进了l

时，F对滑块做了多少功？lFαFαFαF2F1问题2：滑块在倾斜力F的作用下前进了l

时，F对滑块做了多少功？lFαFαFαF2F1问题2：滑块在倾斜力F的作用下前进了l

时，F对滑块做了多少功？lFαFαW1=F1l=Fl

COSαFαF2F1问题2：滑块在倾斜力F的作用下前进了l

时，F对滑块做了多少功？lFαFαW1=F1l=Fl

COSαW2=0FαF2F1问题2：滑块在倾斜力F的作用下前进了l

时，F对滑块做了多少功？lFαFαW1=F1l=Fl

COSαW2=0W=W1+W2W=FlCOSα2、公式：W=Flcosα1、大小：力对物体所做的功，等于力的大小F、位移的大小l（作用点在物体上）、力的方向与位移方向夹角余弦α这三者的乘积。二、功的计算：注意：F：恒力l:力的作用点的位移α

：力的方向、位移的方向的夹角二、功的计算：3、单位：焦耳（焦）符号：

J１Ｊ＝１Ｎ×１m=1N·m4、功是标量5、是过程量，功一定要指明是哪个力对物体做的功6、总功等于各个力对物体所做功的代数和，也就是合力对物体所做的功。αCOSαW物理意义W=FlcosααCOSαW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W=Flcosα三、正功和负功：1.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。2.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。三、正功和负功：一个力对物体做负功，也可说成物体克服这个力做了功（正值）。“+”、“-”不表示方向相反，仅表示不同做功的效果，比较大小时，“+”“-”不参与大小的比较，只比较功的绝对值。

一个质量是m=150kg的雪撬，受到与水平方向成37°角的斜向上拉力F=500N的作用，在水平面上移动的距离为L=5m。物体与地面的滑动摩擦力Ff=100N。求拉力F和滑动摩擦力Ff做的功,以及雪橇所受合力的总功。例题一：解：拉力做功：

摩擦力做功：因为重力和支持力与运动方向垂直，所以所以Fα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大小A2.0×103N4m/s16m4s3.2×104JB4.0×103N3m/s12m4s4.8×104JC1.6×103N2m/s20m10s3.2×104J建筑工地上有三台起重机将重物吊起，下表是它们的工作情况记录：（1）三台起重机哪台做功最多？（2）哪台做功快？怎样比较它们做功的快慢呢？5.物理意义：功率是表示力对物体做功快慢的物理量。2.公式：：比值法定义4.功率也是标量3.功率的单位：瓦特（W）1kW=1000W四、功率：1.定义：如果从开始计时到时刻t这段时间内，力做的功为W，则功W与完成这些功所用的时间t之比叫做功率。（一）功率：

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。

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例题二：关于功率，下列说法中正确的是（）A、功率是说明做功多少的物理量B、功率是说明力做功快慢的物理量C、做功时间越长，功率一定小D、力做功越多，功率一定大B已知公式，又有所以有又因为，于是上式也可写为1.平均功率：描述一段时间内做功的平均快慢表达式：（1）（2）

(v:平均速度;α:力的方向与平均速度的方向的夹角）（二）平均功率和瞬时功率：2.瞬时功率：描述某一时刻做功的快慢表达式：（1）（

t→0）（2）（v：瞬时速度；α：力的方向与瞬时速度方向的夹角）（二）平均功率和瞬时功率：思考：若F与v同向，则P=Fv.从P=Fv可以看出，汽车等交通工具和起重器械，当发动机的输出功率P一定时，牵引力F与速度v成反比。你认为应该怎样增大它的牵引力呢？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．3、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．（三）额定功率和实际功率：已知该车最大功率为170kW，在水平路面上行驶时受到的阻力为5000N。（1）汽车在额定功率下匀速行驶时的速度是多少？解：（1）汽车在路面匀速行驶时，牵引力等于阻力。根据公式，可得例题三：已知该车最大功率为170kW，在水平路面上行驶时受到的阻力为5000N。（2）假设汽车匀速行驶速度为54km/h时所受阻力不变，则此时汽车的实际功率为多少？解：（2）当汽车速度时，有。小结：1、做功条件

力力的方向上的位移一、功二、功率2、功的计算W=Flcosα3、功是标量，但有正负。4、总功：各个力对物体所做功的代数和，也就是合力对物体所做的功。功率是表示物体做功快慢的物理量。

3.平均功率：2.表达式：4.瞬时功率：（

t→0）作业：完成优化设计大本小本7.1行星的运动

知识与技能

1.掌握开普勒三定律的内容及简单应用；学会处理行星运动的近似方法

2.通过探究活动培养观察现象、分析结果及应用数学知识解决物理问题的能力过程与方法通过了解人们认识行星运动的历史过程，体会科学研究的一般思路与方法——质疑、批判、猜测、观察与实验情感态度与价值观感悟科学家对科学的执着和献身精神，培养学生实事求是、敢于坚持真理的科学态度和热爱科学、勇于探索的的科学精神。太阳系八大行星探究一：历史的足迹

1、古人对天体运动存在哪些看法？2、什么是“地心说”，什么是“日心说”？3、哪种学说占统治地位的时间较长？4、两种学说争论的结果是什么？1.古人对行星运动的探索天圆地方远古140托勒密地心说1543哥白尼日心说1546第谷出生天才的观察家

第谷·布拉赫

建立天文台，把天体位置测量的误差由10/减少到2/。第谷（丹麦）1.古人对行星运动的探索天圆地方远古140托勒密地心说1543哥白尼日心说1546第谷出生1600开普勒任第谷助手数学天才

开普勒（德国）

利用第谷提供的观测数据对行星轨道深入研究。第谷（丹麦）开普勒（德国）↓毕生的精心观测记录↓8′的误差

→

←行星运动规律是匀速圆周运动?20年潜心研究↓1.古人对行星运动的探索天圆地方远古140托勒密地心说1543哥白尼日心说1546第谷出生1600开普勒任第谷助手1609开普勒第一定律第二定律探究二

地球是不是绕太阳做匀速圆周运动？冬半年快夏半年慢90天88天93天94天

如果地球匀速圆周运动，那四季的时间应该有什么特点？[做一做]

请画一个椭圆。（1）长轴为______、短轴为______、焦点为________，半长轴为_________，半短轴为___________.（2）如果半长轴与半短轴相等，这个椭圆的形状会变成___________，焦点的位置将位于_________.O点圆形ABCDF1

和F2OA或OBOC或OD第一定律：所有的行星围绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在所有椭圆的一个焦点上。

RFF地球（轨道定律）2、开普勒行星运动定律第二定律：对任意一个行星来说，它与太阳的连线在相等的时间内扫过相等的面积。FF（面积定律）2、开普勒行星运动定律FF

行星在远离太阳的过程中速度如何变化？近日点速度快，远日点速度慢．春夏秋冬1、某行星绕太阳运行的椭圆轨道如图所示，F1和F2是椭圆轨道的两个焦点，行星在A点的速率比在B点的大，则太阳是位于(

)A．F2

B．A点C．

F1

D．B点练一练A

探究三：

寻找行星绕太阳运动的周期与距离关系行星水星金星地球火星木星土星公转周期T0.2410.61511.88111.86229.457到太阳距离

a0.3870.72311.5245.2039.539计算机运算分析T∝a1.5→T∝a3/2→T2∝a3→a3/T2=k1.古人对行星运动的探索天圆地方远古140托勒密地心说1543哥白尼日心说1546第谷出生1600开普勒任第谷助手1609开普勒第一定律第二定律1619开普勒第三定律第三定律：所有行星的椭圆轨道的半长轴的三次方跟它的公转周期的二次方的比值都相等。aFF地球表达式：a3T2=k半长轴

行星绕太阳公转的周期(周期定律)2、开普勒行星运动定律

探究四：

寻找比值K取决于什么因素？绕行天体中心天体半长轴（x106km）公转周期（天）k/（m3/s2）水星太阳57.91

87.97

金星108.94

224.71

地球149.60

365

同步卫星地球0.0424

1

月球0.3844

27.322

k是仅由中心天体决定,与绕行天体无关，在中心天体相同的系统里k相同。3.36×10181.02×1013K值计算器八大行星的中心天体都是太阳，K值相同！例如：2、木星的公转周期约为12年，地球到太阳的距离为1天文单位，则木星到太阳的距离约为（）A、2天文单位B、4天文单位

C、5.2天文单位D、12天文单位C练一练1、行星轨道是圆，太阳处在圆心；2、行星做匀速圆周运动；3、所有行星轨道半径的三次方跟它的公转周期的二次方的比值都相等。行星轨道半长轴a(106km)轨道半短轴b(106km)水星57.956.7金星108.2108.1地球149.6149.5火星227.9226.9木星778.3777.4土