高一物理人教版2019必修第二册同步课件8.1功与功率

8.1功与功率第八章机械能守恒定律学习目标基本要求1．初步认识做功与能量变化的关系。2．理解功的概念，知道做功的两个要素，知道功的计算公式和单位。3．知道功是标量，知道负功的两种等价说法。4．会根据公式计算多个力的总功。

5．理解功率的意义，知道功率的公式及其单位。

6．知道额定功率的意义。

7．会根据功率的定义式和运动学公式，导出辟而。

8．会运用功率公式解决简单的实际问题。发展要求1．知道W=Flcosα

的适用范围。2．初步理解正功、负功的物理意义。

3．能在实际情景中区分平均功率与瞬时功率。

4.理解△t很短时，表示的是瞬时功率。

5.能分析汽车发动机功率一定时，牵引力与汽车速度之间的关系。说明1．不要求用功的定义式计算变力的功。2．不要求用功率、力和速度的关系式解决力与速度不在一条直线上的问题。3．不要求定量讨论机车以恒定功率起动和匀加速起动的问题。知识回顾物体做功的条件是什么？做功的两个必要条件:作用在物体上的力;物体在力的方向上通过的距离问题起重机竖直匀速提升重物，重力大小为G，提升高度为h，则重力做功为多少？如果运动的方向与力的方向不一致，如何求拉力做的功？功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1、定义：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。2、公式：3、功的单位：在国际单位制中，功的单位是焦耳，符号是J，1J=1N/m辨认力的方向与位移方向的夹角答案：α答案：π-α答案：α答案：π-α辨认力的方向与位移方向的夹角αFSαFSαFSαFS小试牛刀如图物体在力F的作用下水平发生了一段位移l，分别计算这三种情形下力F对物体做的功。设这三种情形下力F和位移l的大小都是一样的：，角θ的大小如图所示。W甲=______J，W乙=______J，W丙=______J。151515当力与位移不变时，夹角与功有何关系？正功与负功即这表示力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，请针对这三种情况距离说明？功有正负，功的正负表示什么意思？正功负功正功与负功1、判断如图所示的4种情况中外力F对物体做功的正、负2、根据对前面4种情况的分析、比较,归纳为:①在只有一个力做功的情况下,如果这个力对物体做正功,那么物体的速度________;如果这个力对物体做负功,那么物体的速度________。3、有些同学认为,功有正、负,应该是矢量;有些同学认为,功的正、负并不表示方向,而是表示做功的效果。你怎样认为?与同学讨论这个问题。如果功是标量，求几个标量的和——总功？总功求解物体在几个力的共同作用下发生一段位移时，这几个力对物体所做的总功可以用以下两种方法来求解。1、分别求出每个力所做的功，然后求出所有功的代数和。即：W总=W1+W2+……+Wn2、先求出物体所受的合力(矢量和)，然后再求出合力的功，即：W总=F合Scosα例题精讲

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。解：拉力在水平方向的分力为Fx＝Fcos37°，它所做的功为W1＝Fxl＝Flcos37°＝500×5×0.8J＝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1500J。课堂小结一、做功的两个必要因素①作用在物体上的力②物体在力的方向上发生一段位移二、功的一般计算公式三、功是标量，国际单位制中单位为J四、功的正负的物理意义：

1、力对物体做正功，该力成为物体运动的动力

2、力对物体做负功，该力成为为物体运动的阻力五、总功的求法

1、先求每一个力所做的功，在求它们的代数和；

2、先求合力，再求合力所做的功。小试牛刀关于功的概念，以下说法正确的是()A.力是矢量，位移是矢量，所以功也是矢量B.功有正、负之分，若某个力对物体做负功，表明这个力对该物体的运动起阻碍作用C.若某一个力对物体不做功，说明该物体一定没有位移D.某物体通过一段位移，作用在该物体上的力一定都做功B小试牛刀用水平恒力F作用于质量为m的物体上，使之在光滑的水平面上沿力的方向移动距离l，恒力F做功为W1；再用该恒力作用在质量为2m的物体上，使之在粗糙的水平面上沿力的方向移动同样的距离l，恒力F做功为W2，则两次恒力做功的关系是（）A.W1>W2B.W1<W2C.W1=W2D.无法判断C小试牛刀一个物体在两个力F1、F2的共同作用下发生了一段位移，做功分别为W1=8J、W2=-8J，下列说法正确的是()A.这两个力大小相等 B.这两个力做的总功为0JC.这两个力的功率不相等 D.F1比F2做的功多B小试牛刀两个相互垂直的共点力F1和F2作用在同一物体上，使物体运动一段位移．如果F1=4N，F2=3N，F1对物体做功16J，F2对物体做功9J，则F1和F2的合力大小以及这两个力的合力对物体做功分别为()A.7N，7JB.7N，25JC.5N，25JD.5N，

C如何比较做功的快慢？同样搬运50kg砖块从1楼到10，哪个效率高？有什么区别？如何比较做功的快慢？FM乙起重机在30秒内把1吨的货物提到相同的高度FM甲起重机在60秒内把1吨的货物提到预定的高度1、这两个起重机对货物做的功有什么关系？相同2、这两个起重机哪一个做功的快？乙比甲快3、你又是怎么比较它们做功快慢的？做功相同，时间越短，做功越快功率1、物理意义：是表示力对物体做功快慢的物理量。2、定义：功W跟完成这些功所用时间t的比值3、公式：4、功率是标量：功率表示做功过程中能量转化的快慢。5、功率的单位：瓦特（W）技术上常用单位：kW比值定义法此处算出来的是平均功率还是瞬时功率？瞬时功率如何求解汽车每个时刻的输出功率？方法一：，此时功率越接近瞬时功率瞬时功率方法二：当位移方向与力的方向相同若速度为瞬时速度，则对应功率为瞬时功率若速度为平均速度，则对应功率为平均功率议一议奥运长跑运动员能否用100m短跑的速度来完成5000m的赛跑路程呢？为什么？人力直接做功能否像起重机做功那样快？人如果做功过快，会产生什么后果呢？汽车做功能否像飞机做功那样快？汽车超负荷运转会产生什么后果呢？人做功过快，会引起疲劳、甚至受伤、生病等，汽车超负荷工作会造成发动机熄火或烧毁。额定功率与实际功率额定功率：是指机器在额定转速下可以长时间工作的最大输出功率，也就是机器铭牌上的标称值。实际功率：是指机器在工作中实际输出的功率。温馨提醒：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。汽车爬坡额定功率一定的情况下，如何增大输出的力量？换挡，减小速度来获得较大牵引力例题精讲

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？解汽车在水平路面上匀速行驶时，受到的牵引力F＝F阻＝1800N由于P＝Fv，所以额定功率下的速度当汽车以速度v＝54km/h＝15m/s行驶时，有P＝Fv＝1800×15W＝27kW汽车以额定功率匀速行驶时的速度为120km/h。汽车以54km/h的速度行驶时，发动机输出的实际功率为27kW小试牛刀一个质量是1.0kg的物体，从地面上方20m高处开始做自由落体运动，(g取10m/s2)

①第1s内下落的位移是多少？

②这1s内重力对物体做多少功？

③第2s内物体下落的位移是多少？

④这1s内重力对物体做多少功？

⑤前1s和后1s重力对物体做功的功率各是多大？

⑥这2s时间内重力对物体做功的功率是多大？h1=5mw1=50Jh2=15mw2=150JP1=50WP2=150W

P3=100W反思：通过以上的计算，说明了什么问题？课堂小结一、功率的定义：功跟完成这些功所用时间的比值叫做功率二、功率的公式：P=W/t（适用求平均功率）三、功率的物理意义：功率是表示做功快慢的物理量四、国际单位：瓦（w）功率

技术上常用单位：千瓦（kw）或焦/秒（J/s）

换算关系：1kw=1000w=1000J/s五、功率与力、速度的关系的推导六、公式：P=Fv（F与位移s或v同方向）当v是平均速度，P是平均功率（F为恒力，且F与同向）；当v是瞬时速度，P是瞬时功率七、据P=Fv可得a.F一定时，P∝vb.v一定时，P∝Fc.P一定时，F∝1/v小试牛刀关于功率，下列说法正确的是()A.功率是描述力对物体做功多少的物理量B.力做功时间越长，力的功率一定越小C.力对物体做功越快，力的功率一定越大D.力F越大，速度v越大，瞬时功率就越大C小试牛刀质量m=2kg的物体，在F=12N水平方向力的作用下，物体与平面间的动摩擦因数µ=0.5。物体从静止开始运动，运动时间t=4s。求：(1)力F在4s内对物体所做的功(2)力F在4s