8.1 功与功率 课件（共19张PPT）

(共19张PPT)
功与功率
1 功
目标：理解功的概念，知道做功的两个要素，知
道功的计算公式和单位、功是标量。
知道 W=Flcosα 的适用范围。
会根据公式计算多个力的总功。
学习目标及任务
1 功率
目标：理解功率的意义，知道功率的公式及其单位。
会根据功率的定义式和运动学公式，导出使用。
能在实际情景中区分平均功率与瞬时功率。
会运用功率公式解决简单的实际问题。
W=F L
F
温故知新
L
1.当力F和距离L 同向时：
F
L
F
2.当力F和距离 L 垂直时：
W=F·0
W=F L
F
L
F
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
功
功----思考1：确定研究对象，受力分析
F
f
G
FN
功----思考2：拉力与位移方向有什么关系？
α
F
F
α
F
α
W2 = 0
F2
F1
l1=lcosα
l2=lsinα
F
l
l1
l2
α
WF1=F1·l
WF2=F2·0
W1= Fl 1= Flcos α
W2= 0
F1=Fcosα
F2=Fsinα
在力方向发生的位移
在位移方向上的力
功----思考3：拉力和位移均为矢量，如何求解拉力的功？
根据力的合成与分解，将F分解为沿位移方向和垂直位移方向。
根据位移的合成与分解，将l分解为沿力方向和垂直力方向。
功
1.公式：W = Flcosα
力对物体所做的功，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。与其他参量无关。
2.国际单位:
焦耳（简称：焦 ——符号：J）
１Ｊ＝１Ｎ×１m=1N·m 1N的力使物体产生1m的位移，做功为1J
3.公式W = Fl cosα只适用于计算恒力的功。
如果一个物体受到力的作用，并且在这个力的方向上通过一段位移 ，我们就说这个力对物体做了功。
α cosα W 物理意义
α=π/2
α＜π/2
π/2＜α≤π
cosα=0
cosα＞0
cosα＜0
W = 0
W＞0
W＜0
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
W = F Lcosα
正功和负功
正负不表示方向
负功的物理意义:
正功的物理意义:
表示该力是动力；
表示该力是阻力。
F1
A
F2
B
如：－8J > 5J
某力做多少负功，也可说成“物体克服该力做多少功”（取绝对值）。
v
f=5N
l=2m
A
B
功是标量，没有方向，但有正负，正负不参与大小比较。
注意
举重运动员举着杠铃不动的过程中，运动员对杠铃做功吗？
功是过程量，对应一段位移，是力对空间的积累效果；故计算功时一定要指明是哪个力在哪个过程对物体做的功。
功----思考4
对于做功必须是力和力作用时间内力方向上位移的的乘积。
【例题】一个质量m＝150kg的雪橇，受到与水平方向成37°
角的斜向上方的拉力F=500N，在水平地面上移动的距离为
5m，物体与地面间的滑动摩擦力f＝100N，cos 37°＝ 0.8。
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
【解析】（1）拉力在水平方向的分力为 Fx ＝ Fcos 37°
WF＝ Fx l ＝Fl cos 37°＝2 000J
阻力与运动方向相反:Wf ＝ f l cos180°＝－500J,
WN＝Wmg＝0
（2）力对物体所做总的代数和，
即W ＝WF+Wf + WN+Wmg＝1500J
（3）F合= Fx-f＝ 300N
（4）W合＝ F合 l ＝300N×5m＝1500J
V
F
N
l
F
你发现了什么？
1.分别求出每个力所做的功，然后求出所有功的代数和。即：
2.先求出物体所受的合力，然后再求出合力的功，即：
W总=F合Lcosα
求总功的两种方法
F1
v
F2
F4
F3
建筑工地上有两台起重机将重物吊起，下表是它们的工作情况记录
起重机编号 被吊物体重力 匀速上升速度 上升的高度 所用时间 做功
A 2.0×103N 4 m/s 16 m 4 s
B 4.0×103N 3 m/s 6 m 2 s
问题1：哪台起重机做功多？
问题2：哪台起重机做功快？
我们该如何描述这一做个做功的快慢呢？
做功相同，时间越短，做功越快
时间相同，做的功越多，做功越快
方法：物理上采用的是利用单位时间内做功的多少来度量做功的快慢
2.4×104J
3.2×104J
功率
功率
比值定义法
2.定义式：
同时这个公式变形后给我们提供了一种求功的方法，即 W=pt．
1.定义：力对物体做的功W，跟完成这些功所用时间t的比值叫功率.
3.单位：在国际单位制中，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），1kW＝1000W，1马力=735W
4.物理意义：反映力对物体做功的快慢。反映能量转化的快慢
5.说明：功率是标量，计算功率时，一般不带正负号。
W＝Flcosα
P＝
t
W
P＝Fcosαv
P＝
t
Flcosα
v＝
t
l
功率的另一种表达式
(1)式中Ｆ为对物体做功的力，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，
(2)若当F与v同方向时（α＝0），
P＝Fv
当t表示一段时间时，此式表示平均功率
当t→0时，此式表示瞬时功率
当V表示平均速度时，此式表示平均功率
当V表示瞬时速度时，此式表示瞬时功率
p=Fvcosα
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
几种常见的功率
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。
注意：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。
思考：人力直接做功能否像起重机做功那样快？人如果做功过快，会产生什么后果呢？
人做功过快，会引起疲劳、甚至受伤、生病等，汽车超负荷工作会造成发动机熄火或烧毁。