功与功率+课件-2025-2026学年高一下学期物理人教版必修第二册

第八章机械能守恒定律01功与功率一、功力对物体的运动有贡献，我们就说力对物体做功了。一个人对社会有贡献，我就说这个人立功了。在初中我们学过，当力的方向与运动方向一致时，力对物体做的功为：功力位移做功的条件：1、物体受到力的作用；2、物体在力的作用下发生位移。一、功如果力的方向与运动方向不一致时，例如马拉雪橇时拉力方向与雪橇运动方向有一个夹角，此时，如何计算拉力做的功？F马对车的拉力为F，F与水平方向的夹角为α，车在拉力F的作用下移动了一段距离l，求拉力F对物体做的功。分析：可以将拉力F分解为水平方向的拉力F1和竖直方向的拉力F2。F1F2分力F1做功分力F2的方向上没有发生位移，F2做功思考一、功FF1F2力F做功功力位移力与位移的夹角力对物体做的功，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。数学上的向量乘法法则在国际单位中，功的单位是焦耳，简称焦，符号是J。位移有时候也用x，s，r来表示。一、功练习物体在力F的作用下水平发生一段位移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：F=10N，l=2m。角θ的大小如图所示。F甲vF乙vF丙v二、正功和负功力做“好事”力做“坏事”二、正功和负功思考功有正负，功的正负表示什么？功有没有方向？功是失量还是标量？功的正负表示力促进物体运动还是阻碍物体运动，正负不表示方向，功没有方向，功是标量。功是标量如果一个力做负功，可以说成物体克服力做功，取负功的绝对值。三、总功如果物体受到多个力的作用，可以用以下方法求所有力的总功。三、总功一个质量为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。例题1解：对物体受力分析mgFNFf拉力F做功阻力做功重力和支持力不做功总功四、功率功W与完成这些功所用时间t之比叫作功率。如何比较做功的快慢？思考1、比较相同时间内做功的多少2、比较做相同的功，用时的长短比较单位时间内做功的多少功率的单位是瓦特，简称瓦，符号是W，1w=1J/s。技术上常用千瓦（kw）作为功率的单位。1kw=1000w四、功率v为时间t内的平均速度，P表示时间t内的平均功率，如果时间t极短，趋近于0，v为某个点的瞬时速度，那么P为该点的瞬时功率。四、功率根据P=Fv，在功率P恒定的情况下，力F与v成反比。如果F与v有夹角怎么办？思考α为F与v的夹角。思考汽车上坡时要挂高速档还是低速档？低速档，功率不变的情况下，速度小牵引力大。例题2四、功率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：当汽车以速度v'=54km/h=15m/s行驶时，实际功率五、机车启动机车启动时，瞬间抬起离合，汽车熄火。五、机车启动机车完整的启动过程牵引力F恒定P增加，v增加F>f，a恒定P达到最大，P恒定F减小，a减小F>f，v增加F达到最小，F恒定v恒定达到最大F=f，a=0匀速直线运动缓慢抬起离合、刹车，踩油门，增加输出功率，机车从静止开始加速。增加档位，减小牵引力，机车继续加速。油门踩到底，功率达到最大，档位升至最高，牵引力达到最小，机车速度达到最大。五、机车启动机车