高中物理必修二81功和功率（第一课时）

1、第八章 机械能守恒定律 第1节 功和功率（第一课时）1 初步认识做功和能量变化的关系。2 理解功的概念和做功的两个要素。3 明确功是标量，知道WFlcos的适用范围，会用功的公式进行计算。4 理解正功、负功的概念，会根据公式计算多个力的总功。学习目标top 1top 2目录 /CONTENTS功功率新课引入 “你挑着担，我牵着马，迎来日出，送走晚霞”西游记中，沙和尚挑担千里，在竖直方向上却没有对行李做功，而猪八戒扶师父上马却做了功，不必为沙和尚鸣不平，物理学中的做功是有严格定义的一、功对功的理解1.观察图2，分析图中的哪个人对物体做了功？答案小川拉着重物上升的过程，小川对重物做了功，其他三人都

2、没有对物体做功.思考:在什么条件下说力对物体做功呢？00一、功功的定义01物体在力的作用下，并在力的方向上发生了位移，这个力就对物体做了功。1）作用在物体上的力。2）物体在力的方向上产生一段位移。 做功的两个不可缺少的因素1）功的计算公式： W=FL2）功的单位：焦耳，用符号“J”表示。 说明02一、功lW=FlF支F支lF不做功即 W=0(2)如果力的方向与物体的运动方向垂直，这个力所做的功是多少？(1)如果力的方向与物体的运动方向一致，这个力所做的功是多少？03功的计算公式一、功03功的计算公式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。

3、这时应当怎样计算功呢？ F一、功03功的计算公式（3）力F方向与运动方向成某一角度a（a90）时，力F对物体所做的功与角度a有关吗？该怎么计算呢？ W1=F1L= Fcos LW2=0W=一、功03功的计算公式（3）力F方向与运动方向成某一角度a（a90）时，力F对物体所做的功与角度a有关吗？该怎么计算呢？ FLL1L2一、功W=Flcos (是F与L的方向夹角)LFF1F2)FLW=W1=FL1 = FL cos W=W1=F1L = Fcos L探究功的一般表达式L1L2等效性原理03功的计算公式一、功单位：国际单位：焦耳（J）1 J=1 N1 m=1Nm标量：遵从代数运算法则。a 、力必

4、须是恒力b 、功一定要指明是哪个力对物体做的功功的一般表达式运用要注意0304cos W物理意义=/2/2/2cos = 0cos 0cos 0W = 0W 0W0表示力F对物体不做功表示力F对物体做正功表示力F对物体做负功结合表格思考正功和负功的物理意义？结合表格思考不做功有哪几类情况？讨论正功和负功一、功06一、功讨论正功和负功06(1)当=/2时，cos=0，W=0。这表示力F的方向 跟位移的方向垂直时，力F不做功。 例如，物体在水平桌面上运动，重力G和支持力FN都跟位移方向垂直，这两个力都不做功。 (2) 当/2时，cos0，W0。这表示力F对物体做正功。 例如，人用力拉车前进时，人的

5、拉力F对车做正功。(3) 当/2时，cos0，W0。这表示力对物体做负功。 例如，推着小车跑动的人，到达目的地减速时，人向后拉车的力F对车做负功(如图)。一、功正功的物理意义 ：（1）从动力学角度考虑：力F对物体做正功，这个力对物体来说是动力；（2）从能量角度考虑：力F对物体做功，是向物体提供能量的过程，即受力物体获得了能量。讨论正功和负功06一、功总功的计算05解法一：先根据力学知识求出合外力F合，再由功的定义式来计算。解法二：先分别求出各个力所做的功，再对各个力做的功求代数和。W合 = F合l cosW合= W1+W2+ （F合为恒力）（为合力与位移夹角）一、功例题：一个质量m=150kg

6、的物体，受到水平方向的拉力F=500N，在水平地面上由静止开始移动了l=5m。物体与地面间的滑动摩擦力F阻=100N。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（4）合力对物体做的功总功的计算05二、功率思考1:拖拉机与牛在犁地，谁做的功多？谁的功率大？思考2:拖拉机是否在任意时刻的功率均比牛大？思考3:怎样才能更加精确地描述做功的快慢？你能得到相应的表达式吗？二、功率（1）物理意义：是表示力对物体做功快慢的物理量。 （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）常用单位： kW 功率的概念（2）定义：功W

7、跟完成这些功所用时间t的比值01二、功率WFlcosPtWPFvcosPtFlcosvFv1v2FvF2F1PvFcosPFvcosvtl功率的计算公式02二、功率平均功率与瞬时功率03即使是同一个力做功，做功的功率也可能是变化的，在一段时间内力对物体做功的功率，实际上是这段时间内力对物体做功的平均功率。平均功率：描述在一段时间内做功的平均快慢瞬时功率：表示在某一时刻做功的快慢当 t 很短很短时，此式表示瞬时功率当 t 表示一段时间时，此式表示平均功率二、功率额定功率和实际功率04（1）额定功率：是指机器正常工作时的最大输出功率，也就是机器铭牌上的标称值。（2）实际功率：是指机器在工作中实际输

8、出的功率。说明：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。 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。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。课堂小结1.做功的条件作用在物体上的力物体在力的方向上移动的位移2.功的计算：W = F l cos3.功是标量，但有正负。正负只表示做功的力的效果,功的正负 不表示方向，也不表示大小。4.总功等于各个力对物体所做功的代数和。2.定义式： 1.物理意义：表示做功快

9、慢的物理量3.计算式：P = F v cos一般用于求平均功率4.单位：国际单位 瓦特 （W）一般用于求瞬时功率功率功功和功率课堂检测1.如图甲为一女士站立在台阶式自动扶梯上正在匀速上楼，如图乙为一男士站立在履带式自动扶梯上正在匀速上楼。下列关于两人受到的力做功判断正确的是（）A甲图中支持力对人做正功 B乙图中支持力对人做正功C甲图中摩擦力对人做负功 D乙图中摩擦力对人做负功A课堂检测2.下列选项中，物体所受力F的大小相等，位移方向向右、大小相同.其中F做功最少的是（）D课堂检测3.（多选）质量为m的物体，静止在倾角为的斜面上，斜面沿水平方向向右匀速移动了距离l，如图3所示物体始终相对斜面静止

10、，则下列说法正确的是( )A重力对物体做正功 B合力对物体做功为零C摩擦力对物体做负功 D支持力对物体做正功BCD课堂检测4一个质量m2 kg的物体，受到与水平方向成37角斜向上方的力F10 N作用，在水平地面上移动的距离l2 m，物体与地面间的滑动摩擦力Ff4.2 N，求外力对物体所做的总功(cos 370.8，sin 370.6)解法一：先求各力做的功，再求总功,拉力F对物体所做的功为W1Flcos 371020.8 J16 J摩擦力Ff对物体所做的功为：W2Fflcos 1804.22 J8.4 J由于重力、支持力对物体不做功，故外力对物体所做的总功W等于W1和W2的代数和所以：WW1W27.6 J.课堂检测4一个质量m2 kg的物体，受到与水平方向成3