功和功率ppt课件

1、1高三物理高考复习高三物理高考复习功与功率功与功率2一功一功 1定义：定义： 物体受到力的作用，并且在力的方向上发生一段位移，就说该力对物体做了物体受到力的作用，并且在力的方向上发生一段位移，就说该力对物体做了功。功。 2做功的两个不可缺少的因素：做功的两个不可缺少的因素： 力和物体在力的方向上发生的位移力和物体在力的方向上发生的位移.33公式：公式：W=FScos(为为F与与s的夹角的夹角)说明：说明： 对公式的理解：对公式的理解： 公式只适用于恒力做功；公式只适用于恒力做功； F和和S是对应同一个物体的；是对应同一个物体的； 某力做的功仅由某力做的功仅由F、S和和 决定决定, 与其它力是否

2、与其它力是否 存在以及物体的运动情况都无关。存在以及物体的运动情况都无关。 S是一个物体对地的位移或者是力的作用点的位移是一个物体对地的位移或者是力的作用点的位移44功有正负，但不表示方向，功是标量，没有方向，求各力功的合功应求代功有正负，但不表示方向，功是标量，没有方向，求各力功的合功应求代数和。数和。当当 =90时，力对物体不做功；时，力对物体不做功；当当90 180时，力对物体做负功，即物体克服该力做功。时，力对物体做负功，即物体克服该力做功。当当0W2 B.W1=W2 C W1m)，杆从图示位置，杆从图示位置从静止开始绕从静止开始绕O点自由转动，求第一次转到竖直位置过程点自由转动，求第

3、一次转到竖直位置过程中，杆对中，杆对M，m做功情况？做功情况？MmoLlL l杆对杆对m做正功，对做正功，对M做负功做负功3.如图如图,OA绳与绳与OB绳系着两小球吊在天花板上，让两绳绳系着两小球吊在天花板上，让两绳在一条直线上且拉紧从图示位置由静止释放。在在一条直线上且拉紧从图示位置由静止释放。在OA绳摆绳摆动到竖直的过程中，判断动到竖直的过程中，判断OA绳对绳对A球做功和球做功和AB绳对绳对A、B球做功情况？球做功情况？OABOA绳对绳对A球不做功，球不做功，AB绳对绳对A球做负功，对球做负功，对B球做正功球做正功13多个力的总功求解多个力的总功求解2.合力的功合力的功有两种方法：有两种方

4、法：（1）先求出合力，然后求总功，表达式为先求出合力，然后求总功，表达式为（ 为合力与位移方向的夹角）为合力与位移方向的夹角）（2）合力的功等于各分力所做功的代数和，即合力的功等于各分力所做功的代数和，即（3）合力的功等于各阶段所做功的代数和，即合力的功等于各阶段所做功的代数和，即XcosF合合W321WWWW合321WWWW合14多个力的总功求解多个力的总功求解【例例2】如图所示，质量为如图所示，质量为m的物体，静止在倾角为的物体，静止在倾角为的粗糙的斜面体上，当两者一的粗糙的斜面体上，当两者一起向右匀速直线运动，位移为起向右匀速直线运动，位移为S时，斜面对物体时，斜面对物体m做功多少？做功

5、多少？15A 例：如图两个互相垂直的力例：如图两个互相垂直的力F1和和F2作用在同一物体上，使物体通过一段作用在同一物体上，使物体通过一段位移的过程中，力位移的过程中，力F1对物体做功对物体做功4J，力，力F2对物体做功对物体做功3J，则力，则力F1与与F2的合的合力对物体做的功为力对物体做的功为 （ ） A7J B1J C5J D3.5JvF2F1B 例：在匀加速向左运动的车厢内，一个人用力向前推车厢，若人与车始终保持相对例：在匀加速向左运动的车厢内，一个人用力向前推车厢，若人与车始终保持相对静止，则下列结论中正确的是静止，则下列结论中正确的是 （ ）A.人对车厢做正功人对车厢做正功B.车厢

6、对人做正功车厢对人做正功C.人对车厢不做功人对车厢不做功D.条件不足，无法确定条件不足，无法确定16 例、如图所示，一个质量为例、如图所示，一个质量为m 的木块放置在倾角为的木块放置在倾角为 的斜面上，斜面固定的斜面上，斜面固定于以加速度于以加速度a 加速上升的电梯中。在木块始终相对于斜面保持相对静止的条件加速上升的电梯中。在木块始终相对于斜面保持相对静止的条件下，当电梯上升相同高度下，当电梯上升相同高度h 的过程中，斜面对木块所做的功为的过程中，斜面对木块所做的功为W，则下列的说，则下列的说法正确的有（法正确的有（ ） a 越大，越大，W 就越大，与就越大，与无关无关当当一定时，无论一定时，

7、无论a 多大，多大，W 都一样大都一样大当当a 一定时，一定时，越大，越大，W 就越大就越大当当a 一定时，无论一定时，无论 多大，多大，W 都一样大都一样大 A、 B、 C、 D、B17变力做的功变力做的功3. 变力做功变力做功 （1）一般用动能定理）一般用动能定理 W合合=EK求之求之 ； （2）也可用（微元法）无限分小法来求）也可用（微元法）无限分小法来求, 过程无限分小后，过程无限分小后， 可认为每小段是恒力做可认为每小段是恒力做功。（化曲为直）功。（化曲为直） （3）还可用）还可用F-S图线下的图线下的“面积面积”计算计算.（4）求出变力）求出变力F对位移的平均力来计算（例变力对位移

8、的平均力来计算（例变力F是位移是位移s的线性函数时）的线性函数时）（5）根据功率恒定求）根据功率恒定求W=Pt.18【例例3】一辆马车在力一辆马车在力F=100N的作用下绕半径为的作用下绕半径为50m的圆形轨道做匀速圆周运动，的圆形轨道做匀速圆周运动，当车运动一周回到原位置时，车子克服阻力所做的功为多少？当车运动一周回到原位置时，车子克服阻力所做的功为多少？变力做的功变力做的功采用微元法解之，将圆分成很多很多小段，在这些小段中，力可以看作恒力，于是采用微元法解之，将圆分成很多很多小段，在这些小段中，力可以看作恒力，于是Wf = fs1 fs2 fs3 fs4 fs5 = fs= Fs = 10

9、02R= 3.14 104 JW克克= Wf= 3.14 104 J19【例例4】一质量为一质量为m的小球，用长为的小球，用长为L的轻绳悬挂在的轻绳悬挂在O点，小球在水平拉力点，小球在水平拉力F的作用下，的作用下，从平衡位置从平衡位置P点很缓慢地移动到点很缓慢地移动到Q点，如图所示，则力做的功为：点，如图所示，则力做的功为：变力做的功变力做的功 A. mgLcos B. mgL(1-cos) C. FLsin D. FLPQOFmgT解：注意解：注意F是变力，是变力，F做的功不能用公式做的功不能用公式W=FScos计算，只能用动计算，只能用动能定理计算。能定理计算。B20【归类归类】一质量为一

10、质量为m的小球，用长为的小球，用长为L的轻绳悬挂在的轻绳悬挂在O点，小球在水平恒力点，小球在水平恒力F的作用的作用下，从平衡位置下，从平衡位置P点移动到点移动到Q点，如图所示，则力做的功为：点，如图所示，则力做的功为：变力做的功变力做的功PQOFFsinFl21【例例5】用铁锤将一铁钉击入木块，设木块对铁钉的阻力与铁钉进入木块内的深度成用铁锤将一铁钉击入木块，设木块对铁钉的阻力与铁钉进入木块内的深度成正比正比.在铁锤击第一次时，能把铁钉击入木块内在铁锤击第一次时，能把铁钉击入木块内1cm，问击第二次时，能击入多少深，问击第二次时，能击入多少深度度 ? (设铁锤每次做功相等设铁锤每次做功相等)变

11、力做的功变力做的功x1x2(a) 用平均力法用平均力法：铁锤每次做功都用来克服铁钉阻力做的功，但摩擦阻力不是恒力，：铁锤每次做功都用来克服铁钉阻力做的功，但摩擦阻力不是恒力，其大小与深度成正比，其大小与深度成正比，F=-f=kx，可用平均阻力来代替，可用平均阻力来代替.如图如图(a)(22122111xxkxkxxkxx) 12(22【例例5】用铁锤将一铁钉击入木块，设木块对铁钉的阻力与铁钉进入木块内的深度成用铁锤将一铁钉击入木块，设木块对铁钉的阻力与铁钉进入木块内的深度成正比正比.在铁锤击第一次时，能把铁钉击入木块内在铁锤击第一次时，能把铁钉击入木块内1cm，问击第二次时，能击入多少深，问击

12、第二次时，能击入多少深度度 ? (设铁锤每次做功相等设铁锤每次做功相等)变力做的功变力做的功xF0 x1x2kx1kx2(b)用图像法：用图像法：曲线下面积的值等于曲线下面积的值等于F对铁钉做的功对铁钉做的功. 由于两次做功相等，故有：由于两次做功相等，故有：S1 = S2 (面积面积)，即：，即：1/2 kx21=1/2 k(x2+x1)(x2-x1)，23【例例6】如图所示，在高为如图所示，在高为h的光滑水平台面上静止放置一质量为的光滑水平台面上静止放置一质量为m的物体，地面上的物体，地面上的人用跨过定滑轮的细绳拉物体。在人从平台边缘正下方处以速度的人用跨过定滑轮的细绳拉物体。在人从平台边

13、缘正下方处以速度v匀速向右行进匀速向右行进s距离的过程中，人对物体所做的功为多少？。距离的过程中，人对物体所做的功为多少？。(设人的高度、滑轮的大小及摩擦均不设人的高度、滑轮的大小及摩擦均不计计) 变力做的功变力做的功hsm)(22222shsmv24几种典型力做功求解的情况几种典型力做功求解的情况 1. 重力的功：重力的功：WG =mgh 只只 跟物体的重力及物体跟物体的重力及物体 移动的始终位置的高度差有关，跟移动的路径无关。移动的始终位置的高度差有关，跟移动的路径无关。2. 弹力的功弹力的功（1）弹力对物体可以做正功、不做功、做负功。）弹力对物体可以做正功、不做功、做负功。 （2）弹簧的

14、弹力的功）弹簧的弹力的功W = 1/2 kx12 1/2 kx22（x1 、x2为弹簧的形变量）为弹簧的形变量）3. 摩擦力的功（包括静摩擦力和滑动摩擦力）摩擦力的功（包括静摩擦力和滑动摩擦力）25小结小结变力变力功的功的求法求法1. 有两类不同的力：有两类不同的力：2.若变力与位移成线性函数关系，则可求出变力的平均值若变力与位移成线性函数关系，则可求出变力的平均值F=122FF3.利用利用F - S图像求功图像求功4.化变力做功为恒力做功化变力做功为恒力做功5.利用利用“曲变直曲变直”的观点，即的观点，即微元法微元法求解变力功求解变力功6.利用利用W=Pt求功求功7.根据功和能的关系求功根据

15、功和能的关系求功26六作用力与反作用力做功情况六作用力与反作用力做功情况（1）均不做功）均不做功（2）一负功，一不做功）一负功，一不做功（3）一正功，一不做功）一正功，一不做功（4）均做正功）均做正功（5）均负功）均负功（6）一正功，一负功）一正功，一负功由上可见：由上可见：（1）作用力与反作用力大小相等，但它们的功不一定相等。）作用力与反作用力大小相等，但它们的功不一定相等。 （2）摩擦力不一定做负功）摩擦力不一定做负功27一一. .功率功率描述做功快慢的物理量描述做功快慢的物理量1.定义式：定义式： ，所求出的功率是时间，所求出的功率是时间t内内 的平均功率。的平均功率。tWP 2.计算式

16、：计算式： ，其中，其中是力与速度间的夹角。用该公式时，要求是力与速度间的夹角。用该公式时，要求F为恒为恒力。力。cosFvP （1）当）当v为即时速度时，对应的为即时速度时，对应的P为即时功率；为即时功率；（2）当）当v为平均速度时，对应的为平均速度时，对应的P为平均功率。为平均功率。（3）重力的功率可表示为）重力的功率可表示为 ，仅由重力及物体的竖直分运动的速度大小，仅由重力及物体的竖直分运动的速度大小决定。决定。 mgvPG28一功率一功率1定义：功跟完成这些功所用时间的比做功率定义：功跟完成这些功所用时间的比做功率是描述做功快慢的物理是描述做功快慢的物理量，标量量，标量2功率的计算公式

17、：功率的计算公式： P=Fvcos 。tWP 说明：说明：式是物体在式是物体在t时间内的平均功率，若功率一直不变，亦为即时功率。时间内的平均功率，若功率一直不变，亦为即时功率。式中当式中当v是瞬时速度时，是瞬时速度时，P是瞬时功率；若是瞬时功率；若v是平均速度时，是平均速度时，P是平均功率。式中是平均功率。式中 是是F与与v方向间的夹角。方向间的夹角。294单位：单位：瓦（瓦（W）、千瓦（）、千瓦（kW）、马力等，其换算关系为：）、马力等，其换算关系为： 1 kW=1000 W 1马力马力=735 W3. P是标量，但有正负是标量，但有正负 5牵引力的功率牵引力的功率 牵引力的功率等于牵引力与速度的乘积，牵引力的功率等于发动机的输出功牵引力的功率等于牵引力与速度的乘积，牵引力的功率等于发动机的输出功率。发动机铭牌上的额定功率，指的是该机器正常工作时的最大输出功率，并不率。发动机铭牌上的额定功率，指的是该机器正常工作时的最大输出功率，并不是任何时候发动机的功率都等于额定功率的，发动机正常工作时的实际功率可在是任何时候发动机的功率都等于额定功率的，发动机正常工作时的实际功率可在0到额定值间取值。到额定值间取值。30 例例7例：例：31图图像像图像图像二、机车起动二、机车起动机车以恒定功率机车以恒定功率P额额