8.1 功与功率 课件 (共23张PPT) 高一下学期物理人教版（2019）必修第二册

(共23张PPT)
第八章　机械能守恒定律
第一节　功与功率
情 景
切 入
思考：《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，这是为什么？
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。
图2
答案　小川拉着重物上升的过程，小川对重物做了功，其他三人都没有对物体做功.
一、对功的理解
思考:分析图中的哪个人对物体做了功？
(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？
l
W=Fl
F支
F支
l
F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？
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。这时应当怎样计算功呢？
F
α
【新课导入】
F
α
L
F1
F2
W1=F1L
= Fcos αL
W2=0
W=
小车受到力F的作用，F与水平面夹角为α，在水平路面上前进L，求这个过程中拉力F对小车所做功的大小？
1、定义：
力对物体所做的功，等于力的大小、位移的大小、力与位移的夹角余弦这三者的乘积.
3、单位：
国际单位：焦耳（J）
2、公式：
（适用于恒力做功）
1J等于1N的力使物体在力的方向上发生1m位移的过程中所做的功，所以 1J=1N·m
一、功
W = Flcos α
a 、力必须是恒力
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
F
F
l
μ=0
F
F
l
μ≠0
l
F
F
问题3.下列三种情况下，拉力F对物体做的功分别是多少：
①用力F拉动物体m在光滑水平面上加速移动l；
②用力F拉动物体2m在粗糙水平面上匀速移动l；
③用力F拉动物体m沿斜面向上减速移动l
力对物体做功的多少，只与F、x 、 有关，与其它因素无关
(1)当α=π/2时，cosα=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(如图)。
力与位移成不同角度时，力做功的几种情况
(2) 当α＜π/2（锐角）时，cosα＞0，W＞0。这表示力F对物体做正功。
例如，人用力拉车前进时，人的拉力F对车做正功(如图)。
(3) 当π≥α＞π/2（钝角）时，cosα＜0，W＜0。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)。
例：某一物体以一定初速度在粗糙水平面做匀减速直线运动，若阻力做－20J功，
也可以讲物体克服阻力做了20J功。
一个力对物体做负功，也可说成物体克服这个力做了功（取正值）
注意
功是标量，但有正负。功的正负只表示力做功的效果, 既不表示方向 ,也不表示大小。即：表示是动力或阻力做功。
思考：比较－8J的功与5J的功大小？
练习3：一位质量m=60kg的物体放在粗糙水平面上，在与水平面成α=37°角斜向上的拉力F=100N，沿水平方向运动了100m，已知阻力f=50N，
求（1）各个力所做的功以及外力所做的总功？
（2）物体所受外力的合力以及合力的功？
37 °
37 °
F
F
G
G
f
f
N
N
先求出各个力所做的功，则总功等于各个力所做功的代数和。
W总=W1+W2+······+Wn
先求出各个力的合力，则总功等于合力所做的功。
W总=F合Lcos α
计算总功的两种方法
（ 为合力与位移方向的夹角）
小结
1、做功的两个不 可缺少的因素
作用在物体上的力
在力的方向上移动的位移
2、功的计算
W = F l cosα
a、功一定要指明是哪个力对物体做的功
b、力必须是恒力
3、 功是标量，但有正负。正负只表示做功的力的效果功的正负既不表示方向，也不表示大小。
4、总功等于各个力对物体所做功的代数和，也等于合力对物体所做的功。
二、功率
做同样的功
谁更快
1、物理意义：是表示力对物体做功快慢的物理量。
3、公式：
比值定义法
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
一、功率的概念
2、定义：功W跟完成这些功所用时间t的比值
说明：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：描述一段时间内做功的平均快慢
P＝
t
W
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、平均功率和瞬时功率
　　一个物体在水平恒力F的作用下，以速度v匀速直线运动了一段时间t，试求这段时间t内恒力F做功的功率。
对于公式 P = F v
1、当P 一定时，F 和 v 有什么关系？
2、当F 一定时，P 和 v 有什么关系？
3、当v 一定时，F 和 P 有什么关系？
瞬时功率：表示在某一时刻做功的快慢
思考：汽车以一定的功率在平直公路行驶时，如果前方遇到了一段较陡的上坡路段，如何调整速度才能获得更大牵引力？
说明：从P=Fv可以看出，当发动机的功率P一定时，牵引力F与速度v成反比，要增大牵引力，就要减小速度。
二、功率
额定功率和实际功率
03
（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出的功率。
说明：
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。
②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 cosα
3.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：表示做功快慢的物理量
3.计算式：P = F v cosα
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