2023学年完整公开课版功功率

3-1功功率合力做功功率正功和负功功问题引入

如图所示，在建筑工地上,几个起吊机匀速起吊建筑材料,建筑材料的重量、高度和所用时间列表如下，请问这4个起吊机做的功分别是多少？它们做功的快慢如何比较？sF1234起吊重量起吊高度所用时间做的功W

功率P8000N6000N4500N10000N6.0m3.0m9.0m20m10s5s20s80s

问题引入

如果一个物体受到力的作用，并在力的方向上发生一段位移，就说这个力对物体做了功。

一、功

1.定义2.做功的两个必要因素

（1）力；s

（2）物体在力的方向上发生位移。F

如果物体在恒力F

的作用下，沿力F的方向发生一段位移s，则力对物体做的功为

如果恒力F

的方向与位移s成某一角度q，则力对物体做的功为

3.功的公式FFsF2FqsFqF1

当

q=90°时，cosq=0,W=0,力对物体不做功。

当

0°≤q

＜90°时，cosq

＞0,W＞0,力对物体做正功。

二、正功和负功1.正功2.零功sqssqGsFGFssFG拉物体前进推物体前进小球自由下落汽车水平前进汽车沿斜面运动汽车过弧形桥

当90°＜

q≤180°时，cos

q＜0，W＜0,力对物体做负功。3.负功sssFf.G.G.汽车水平前进汽车沿斜面运动小球做上抛运动qs

三、合力做功

当有几个力同时作用在物体上发生一段位移时，求合力做的功或求几个力做的总功有两条途径：

（2）先求出各力所做的功，然后求这些功的代数和。

（1）先求合力，再求合力所做的功。GFfFNF

可以证明，合力做的功等于各分力所做功的代数和，即

例1如图所示，物块重98

N的，在与水平方向成37°斜向上的拉力作用下沿水平面移动10

m，已知物块与水平面间的动摩擦因数为0.2，拉力的大小为100

N，求(1)作用在物块上的各力所做的功；(2)各力对物块做的总功；(3)合力对物块做的功.

解：画物块受力图，如图所示。GFfFNF1FF2(1)各个力所做的功为将拉力

F分解为水平方向分力F1

和竖直方向分力F2。(2)各力对物块做的总功为(3)作用在物块上的合力为

合力对物块做的功为

讨论：分力做功的代数和等于合力做的功。GFfFNF1FF2

（2）货物做匀加速运动时，根据牛顿第二定律

例2

用起重机把重5.0×103N的货物匀速提高3.0m，钢绳的拉力做了多少功？若起重机以0.2m/s2

的加速度将货物提高3.0m，则钢绳的拉力做的功又是多少？

解：画货物受力图，如图所示。

（1）货物做匀速运动时，钢绳的拉力为FG.

各个力所做的功和总功分别为

四、功率1.定义功W

跟完成这些功所用时间t的比值，叫做功率

。用P表示功率。2.公式3.单位W（瓦）1千瓦

=1000瓦，1马力=0.735千瓦

其他单位kW（千瓦）、马力5.对公式

P=Fv

讨论

功率是描述力对物体做功快慢的物理量。4.功率的物理意义

（3）当

v

一定时,P与F成正比()，其实际功率P

随着力F的增大而增大。

（2）当F一定时,P与v

成正比(),其实际功率P

随着速度v的增大而增大。

（1）当

P

一定时,F与v成反比(),即做功的力F越大，其速度v越小。

例3

一台电动机的功率是10kW，用这台电动机匀速提升1.5×10³kg的货物，提升速度是多大(不计空气阻力)？

解:

货物在匀速向上运动时，受到两个力的作用，如图所示。

由P=Fv

得FG.

练习1.在下列各种情况下，物体受到哪些力的作用？这些力中哪些力在做功?是做正功还是做负功?哪些力不做功？

（1）小球在光滑的水平面上运动。

（2）跳伞运动员匀速下落。

（3）正在水平面上做匀速运动的汽车。2.关于功的概念，下列说法中正确的是（）。A.力对物体做功越多，说明物体的位移一定越大B.力对物体做功越少，说明物体的受力一定越小C.力对物体不做功，说明物体无位移D.功是标量，只有大小没有方向D3.设在平直公路上以一般速度行驶的自行车，所受阻力约为车、人总重力的0.02倍，则骑车人的功率最接近于（）。A.10-1kWB.10-3kWC.1kWD.10kW4.汽车发动机的额定功率是6×104W，汽车行驶时受到的阻力为

3×103N，问汽车行驶的最大速度是多少？

解:

汽车以最大速度行驶时做匀速运动，因此由P=Fv

得F=Ff

=3×103NFfF.A

5.如图所示，在建筑工地上,几个起吊机匀速起吊建筑材料,建筑材料的重量、高度和所用时间列表如下，请问这4个起吊机做的功分别是多少？它们做功的快慢如何比较？sF1234起吊重量起吊高度所用时间做的功W