高中一年级下学期物理《功与功率》课件

功与功率问题：?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？FlF(2)支持力与列车运动方向垂直，支持力做的功是多少？W=Fl

FlF列车在牵引力下向前直线运动

(1)牵引力与列车的运动方向一致，牵引力做的功是多少？W=F·0如果一个物体受到力F的作用，并且在这个力的方向上通过一段位移l

，我们就说这个力对物体做了功。（1）受力的作用（2）在力的方向通过一段位移做功的条件？

一、功的定义很多时候，物体运动的方向与受力方向既不同向，也不垂直，这时应当如何计算功呢？

Fαvα

Fv

二、功的大小αFlFFα当力F和位移l

成α角时，如何求功？α

F

＝F1

l+0F2=FsinαF1=Fcosα

WF＝WF1+WF2

WF＝F

lcosαW=Fl

W=F·0

力与位移同向

力与位移垂直

当力F和位移l

成α时：除了分解力，还有别的方法求功吗？Flαl1l2W＝F

l1位移也是矢量，遵循平行四边形法则，可分解W＝F

lcosαW＝F

lcosα

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。注意：（1）F:只适用于恒力做功（2）α:力的方向与位移方向的夹角辨认力的方向与位移方向的夹角α，并计算三种情况下力做的功，已知F=10Nl=2m。甲θ=30º乙θ=150º丙θ=30º功有正负！夹角α=30º夹角α=180º-θ=30º夹角α=180-θ=150º

三、功的正负W＝Flcosα（1）当0º≤α<90º时，cosα>0，功的正、负表示什么意义呢？（2）当90º<α≤180º时，cosα<0，W>0，做正功W<0，做负功（3）当α=90º时，cosα=0，W=0，不做功lF

lF

试讨论不同范围α角，功的正负情况？lF

Fαv工人对车的拉力做什么功？对拖车的运动拉力是动力还是阻力？正功动力，促使拖车运动。案例：在工人拉力作用下，静止的拖车运动了起来。案例：套马套杆对马的作用力做什么功？套杆对马的作用力动力还是阻力？负功阻力，阻碍马的运动。动力/阻力促进/阻碍物体运动力做正功力做负功

动力

阻力

促进

阻碍力对物体做负功，也说成物体克服这个力做功例：力对物体做-3J功，也说成物体克服这个力做3J的功

将一物体放在光滑水平面上，现对其施加两个沿水平方向,互相垂直的大小分别F1=3N和F2=4N的恒力。（俯视图如下）使其从静止开始运动，在发生L=10m位移的过程中：F2=4NF1=3NF合=5N物体将沿着合力方向直线运动？（2）分别求F1做的功W1？F2做的功W2？F合与F1方向成53º夹角53ºL=10mW2=F2Lcos37º=32JW合=FL=50J求和运算遵循代数相加的原则，故功是标量！（1）求出合力F合的大小和方向，并求合力F合做的功W合？W1=F1Lcos53º=18J根据结果，你认为功是标量还是矢量？

因为W合=W1+W2四、功是标量吗？法1.分别求出每个力所做的功，然后求出所有功的代数和。即：法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五、求总功的方法

一个质量m＝150kg的雪橇，受到与水平方向成37°角的斜向上方的拉力F=500N，在水平地面上移动的距离为5m，物体与地面间的滑动摩擦力f＝100N，cos37°＝0.8。求：（1）各个力对物体所做的功；（2）各个力对物体做功的代数和；（3）物体所受的合力；合力对物体做的功；（1）拉力做功：WF＝F

lcos37°＝2000J

阻力与运动方向相反:Wf＝

flcos180°＝－500J,

支持力重力不做功：WN＝Wmg＝0VFNlF（3）F合=

Fcos37°-f＝300N（2）各个力对物体做功的代数和，即：

W＝WF+Wf

+WN+Wmg＝1500JW合＝F合

l＝300N×5m＝1500J问题：一台挖掘机和一个工人相比，哪一个做功更快呢？为了描述做功的快慢，引入了功率的概念4.单位:瓦特（W）1W=1J/s1kW＝1000W3.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)1.定义：力对物体做的功W跟完成这些功所用时间t的比值叫功率六、功率6.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=0时P=Fv

机车以恒定功率P启动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机车启动vmvt0牵引力F牵一定匀加速直线运动达到最大速度vm变加速直线运动P<P额，继续匀加速v

Fa保持P额继续加速

F>f阻速度v功率P先匀加速再变加速最后匀速，当F=f阻

时速度最大v=at加速度恒定以恒定牵引力启动

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，最终做匀速直线运动。vt0vm机车以恒定加速度启动的v－t图汽车上坡时，司机一般要“换挡”减小车速，使汽车以较小的速度爬坡，为什么呢？请用今天所学的知识加以解释。答：当汽车发动机的功率一定时，根据P=Fv知，牵引力与速度成反比，所以通过减小速度来增大牵引力，使汽车能顺利上坡。课