【物理】功和功率课件-2024-2025学年高一下学期物理人教版（2019）必修第二册

第八章

机械能守恒定律第1节

功和功率一个物体受到力的作用，如果在力的方向上移动一段距离，我们就说这个力对物体做功。FFS物体受到力的作用，并沿力的方向上发生一段位移，则该力对物体做了功。力对物体做功为

W=FS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。初中阶段：高中阶段：判断下列情形中有无做功？推箱子未推动一直端着好累啊！mgF支冰壶在光滑水平地面上匀速直线滑行叉车匀速抬升货物1.理解功的定义以及进行功的计算2.掌握功率的定义，理解功率和速度的关系、区分平均功率、瞬时功率3.掌握机车启动的基本分析思路1.当力F和位移l

同向时：2.当力F和位移l垂直时：FLFW=FLLFFF不做功W=0FLαL1=LcosɑL2=LsinɑWF=FL1=FLcosα如果力和位移成一定的夹角α，应该如何计算力做的功？将位移分解到力的方向上αLF2=FsinɑF1=FcosɑWF=WF1

=F1L=FLcosɑ将力分解到位移的方向上当力的方向与物体运动的方向成某一夹角α时，功的定义式为：力F对物体做的功力与位移正方向的夹角恒力的大小合位移的大小3.功的单位：1.功的概念：一个物体受到力的作用，如果物体在力的方向上发生一段位移，就说这个力对物体做了功。2.功的计算：W＝F

lcosα焦耳（简称：焦

——符号：J）１Ｊ＝１Ｎ×１m=1N·m一、功lllF6001200F900F问题：功是矢量吗？举例说明正功和负功的含义已知F=10N,l=2.0m.求F做的功.αcosαW物理意义α=π/20≤α＜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对物体做负功正功：1动力学角度：力对物体是动力2能量角度：使物体能量增加负功：1动力学角度：力对物体是阻力2能量角度：使物体能量减少某力对物体做负功，往往说成“物体克服某力做了功”

问题：填表理解正负功意义（1）功是过程量，和某段位移相对应。

L是力的作用点相对地面的位移对功的公式的进一步理解：W=FLcosα（2）利用这个公式计算做功时，一定要明确是哪个恒力对物体做了功。

实例分析：4.总功：(1).分别求出每个力所做的功，然后求出所有功的代数和。即：(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思考：实际生活中，物体受变力的作用，怎么求做功（拓展）？W

=W1+W2+......=F1

lcosα1+F2

lcosα2+......（2）平均值法:如果物体受到的力是随着位移均匀变化的，则可以利用公式

求变力做功，物体受到的为

，其中F1为物体初状态时受到的力，F2为物体末状态时受到的力．（1）分段法:力在全程是变力,但在每一个阶段是恒力,这样就可以先计算每个阶段做的功,再利用求和的方法计算整个过程中变力做的功。5.变力做功：例如,滑动摩擦力、空气阻力（3）微元法：做曲线运动的物体，当力的大小不变,力的方向时刻与速度同向(或反向)时,把物体的运动过程分为很多小段,这样每一小段可以看成直线,先求力在每一小段上做的功,再求和即可。用微元累积法的关键是如何选择恰当的微元，如何对微元作恰当的物理和数学处理。（4）图像法：在F-x图像中，图线与x轴所围的“面积”的代数和表示F做的功．“面积”有正负，在x轴上方的“面积”为正，在x轴下方的“面积”为负．如图甲、乙所示，这与运动学中由v-t图像求位移的原理相同．（5）等效转换法：如图，用恒力F通过跨过光滑定滑轮的轻绳，将静止于水平面上的物体从位置A拉到位置B，物体和滑轮的大小均忽略，定滑轮距水平面高为h，物体在位置A、B时，细绳与水平面的夹角分别为α和β，求绳的拉力F对物体做的功【分析】功是能量转化的量度，轻绳不存储能量，恒力F做功通过绳子将能量转移到物体上，故此恒力F做功应该等于绳子对物体做的功。hABF做同样的功——谁更快?（1）定义：功W与完成这些功所用时间

t

的比值（2）定义式：比值定义法（4）功率也是标量（5）功率的单位：瓦特（W）（3）物理意义：表示力对物体做功快慢的物理量1KW=1000W1.功率的定义二、功率水平面上，物块在与水平方向成α角的力F作用下在时间t内沿水平方向以恒定的速度运动了一段距离l，求力F做功的功率。物体相对于地面的速度恒力【情境3】力与速度的夹角W＝FlcosαP＝tWP＝tFlcosαv＝tlP＝FvcosαvFαv1v2FαvF2F12.功率与速度的关系3.功率的分类:(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(对应一段时间或一个过程)(对应一个时刻或一个位置)平均功率（v是平均速度）

瞬时功率（v是瞬时速度）比较常用平均功率

瞬时功率P＝Fvcosαt很小思考：分别可以用哪个公式求平均功率和瞬时功率？(3)额定功率：是指机器在正常条件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．(4)实际功率：是指机器在工作中实际输出的功率．P＝tW2.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，不是合力的功率。例如：汽车的功率就是汽车牵引力的功率，起重机吊起货物的功率就是钢绳拉力的功率。1.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。说明：1.以恒定功率启动由P＝F牵v

知P一定时，v

增大时，F牵减小，由知，加速度a减小，当F牵=f阻时，a=0，v最大。即：在额定功率下，物体做加速度减小的加速运动，最终匀速运动。F牵f阻三、机车启动问题2.以恒定加速度启动当P<P额，F牵一定时，由知，a恒定，机车做匀加速直线运动，速度v增大，由P=Fv知，P增大；即：先匀加速,再变加速,最后匀速。F牵f阻达到P额时，F牵>f阻，保持P额继续加速，机车做变加速直线运动。当F牵=f阻，a=0，V最大。1.如图，一个物体放在水平面上，在与竖直方向成θ角的斜向下的推力F的作用下沿平面移动了距离s，若物体的质量为m，物体与地面之间的摩擦力大小为Ff，则在此过程中(

)A.摩擦力做的功为FfscosθB.力F做的功为FscosθC.力F做的功为FssinθD.重力做的功为mgsC2.质量是2000kg、额定功率为80kW的汽车，在平直公路上行驶中的最大速度为20m/s。若汽车从静止开始做匀加速直线运动，加速度大小为2m/s2，运动中的阻力不变，下列说法正确的是(

)A.汽车所受阻力为4000NB.3s末汽车的瞬时功率为80kWC.汽车做匀加速运动的时间为10sD.汽车在匀加速运动中牵引力所做的功为2×105JAD3.如图，质量为m=2kg的木块在倾角θ=37°的斜面上由静止开始下滑，木块与斜面间的动摩擦因数为μ=0.5，已知sin37°=0.6，cos37°=0.8，g取10m/s2，求:(1)前2s内重力的平均功率;(2)2s末重力的瞬时功率。答案:(1)24W

(2)48W一、功1.表达式：2.做功的两个因素：（1