技术物理上册（第三版）3-1 功和功率 学习课件

3-1

功和功率现象与思考功正功和负功合力做功功率现象与思考

如图，一个物体在力的作用下发生一段位移，并且力和位移同方向，则力对物体做的功等于力和位移的乘积。如果力和位移方向不同，功又如何计算？还有，两台机器做功一样多，是不是做功一样快？一、功

1．定义如果力的方向与物体运动的方向一致，功W就等于力F的大小和位移x大小的乘积。如图3.1-1所示。xF图3.1-12．做功的两个必要因素

（1）力。

（2）物体在力的方向上发生的位移。（1）如果物体在恒力F的作用下，沿力F的方向发生一段位移x，如图所示，则力对物体做的功为3．功的计算公式W=FxFFx图3.1-2

（2）当力F的方向与位移方向成某一夹角α

时如图3.1-3所示，则力对物体做的功为F2FxFF1F1F2W=F1x=Fxcosα图3.1-3弹簧弹力做功（动画）

（3）弹簧弹力做功（动画）二、正功和负功1.零功（重力做的功为零的情况）重力做的功为零（动画）

当α=π/2时,表示力的方向跟位移方向垂直，力不做功（图3.1-4）。xFG汽车水平前进Fx汽车沿斜面运动xFG汽车过弧形桥图3.1-4力不做功2.

正功小球自由下落

当0°≤α＜90°时，cosα＞0,W＞0,力对物体做正功（图3.1-5）

。xG拉物体前进推物体前进xx图3.1-5力做正功

当90°＜θ

≤180°时，cosθ＜0，W＜0,力对物体做负功（图3.1-6）3.负功sssFf.G.G.汽车水平前进汽车沿斜面运动小球做上抛运动q图3.1-6力做负功三、合力做功

当物体在几个力的共同作用下发生一段位移时，这几个力对物价体所做的总功，等于各个力分别对物体所做功的代数和。如图3.1-7所示，重力G和支持力FN不做功，外力所做总功W等于拉力F和滑动摩擦力Ff

功的代数和，即sGFfFNF图3.1-7合力做功例1

如图，质量m=10kg的物体，在与斜面平行向上的拉力F作用下，沿斜面向上移动了2m，若F=80N，摩擦力Ff=20N,α=300,

求:解：画物块受力图，如图所示。(2)

作用在物体上的合力及其所做的功。

(1)

作用在物块上各力所做的功及其代数和。图3.1-8合力做功(1)各个力所做的功为

各力对物块做的总功为

(2)

物体所受合力为合外力对物块做的功为四功率图

3.1-9

中用手推车运砖和用起重吊车运砖，在做功方面有什么不同？

我们怎样比较做功的快慢呢？图3.1-9

1.功率定义功W

跟完成这些功所用时间t

的比值，叫做功率。用符号P表示。

2.公式

3.单位SI：W（瓦）功率是描述力对物体做功快慢的物理量，是标量。1kW=1000W4.对公式P=Fv

讨论（3）当v

一定时,P

与F成正比()，其实际功率P随着力F的增大而增大。（2）当F一定时,P与v成正比(),其实际功率P随着速度v的增大而增大。（1）当P

一定时,

F与v

成反比(),即做功的力F越大，其速度v越小。

例2

质量m=3kg的物体，在水平力F=6N的作用下，在光滑水平面上从静止开始做匀加速运动，求:

(1)

时间t=3s内，力F对物体所做的功和平均功率。（2）3s末的瞬时功率。

解已知m=3a=F/m=2m/s23s内物体的位移为3s末的速度为（1）3s内的平均速度(2)习题

1.看图回答问题：图3.1-10

中两种情况下，力是否对物体做了功？图3.1-10

答案没有做功。因为图1中物体没有在推力作用下发生位移。图2中物体虽然发生了位移，但没有受到力的作用。

2．马拉着车在20分钟内以18

Km/h的速度匀速前进，如果马的拉力为300N，求马拉车的功率。解:由于F=300N,v=18km/h=5m/s

t=20,min=1200s又P=W/tW=Fs=Fvt所以马拉车的功率：

P=W/t=Fv=300N×5m/s=1500w

3

用起重机把重5.0×103N的货物匀速提高3.0m，钢绳的拉力做了多少功？若起重机以0.2m/s2

的加速度将货物提高