高一物理(人教版)- 功与功率 第一课时 47张PPT
文档属性
| 名称 | 高一物理(人教版)- 功与功率 第一课时 47张PPT |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 7.0MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2020-06-12 17:03:30 | ||
图片预览
文档简介
(共47张PPT)
《功与功率》第一课时
高一年级
物理
功与能量的关系
做功反映了能量的变化
一个滑雪运动员以一定的初速度从山顶沿崎岖的山路加速滑下，如果已知人和装备的总质量，假设滑雪者运动过程中受到的阻力大小保持不变（包括摩擦和空气阻力），并且测量出了山顶到山脚的高度差以及滑雪道的长度，能否用牛顿运动定律求出运动员滑到山脚的瞬时速率。
一.功
做功的必要因素是什么？
载重汽车上装载着货物（货物与车厢始终保持静止，没有打滑）在平直公路上匀加速行驶了120米，汽车对车上装载的货物做功了吗？
G
FN
Ff
功
概念：如果物体受到了力的作用，并在力的方向上发生了位移，我们就说力对物体做了功。
做功的两个要素
做功
作用在物体上的力
物体在力的方向上发生的位移
v
F
重物运动的方向与拉力的方向一致，则拉力对物体做的功为力的大小与重物移动距离的乘积。
问题？
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？
方法一：分解力
当力的方向与位移方向有一夹角α，如何求功呢？
当力的方向与位移方向有一夹角α，如何求功呢？
方法二：分解位移
二.功的计算公式
计算公式
功是标量，单位是焦耳(J)
解决问题1：
解决问题2：
二.功的计算公式
如何理解公式
适用条件：恒力做功
力对物体做功只与物体的运动过程有关
位移是指物体的对地位移
三.正功与负功
功的正负是由什么决定的？
力对物体做正功
当
时，
三.正功与负功
功的正负是由什么决定的？
力对物体做负功
当
时，
三.正功与负功
功的正负是由什么决定的？
力对物体不做功
当
时，
三.正功与负功
功的正负是由什么决定的？
功的正负是由力与受力物体位移的夹角α决定的
炮弹在炮筒内高压气体推力的作用下速度越来越大，动能增加。这种情况下推力对物体做了正功。
取完全相同的2个金属小球，一个在空气中，另一个在某种液体中，从同一高度同时释放。
观察现象
一个小球在真空中做自由落体运动，另一个同样的小球在黏性较大的液体中由静止开始下落。它们都由高度为h1
的地方下落到高度为h2
的地方。在这两种情况下，重力做的功相等吗？动能的变化相等吗？为什么？
G
G
F阻
受力分析：
运动分析：
初速度：0
末速度：v真>v液
重力做的功相等，动能的变化不相等
四.总功的计算方法
当一个物体在几个力的共同作用下发生一段位移时，这几个力对物体所做的总功，是各个力分别对物体所做功的代数和。
可以证明，它也就是这几个力的合力对物体所做的功。
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100
N，cos37°＝0.8。求各力对雪橇做的总功。
力对雪橇
做的总功
拉力F和阻力Ff所做功的代数和
解：拉力所做的功：
阻力所做的功:
力对物体所做的总功为二者的代数和，即
?Fy=0
?Fx=Fx-Ff
合力对雪橇做的
总功W=?Fxl
四.总功的计算方法
当一个物体在几个力的共同作用下发生一段位移时，这几个力对物体所做的总功，是各个力分别对物体所做功的代数和。
可以证明，它也就是这几个力的合力对物体所做的功。
例题1.
用1000N的水平拉力拉质量为500kg的大车沿拉力方向移动10m，用相同的水平拉力拉质量为50kg的小车也沿拉力方向移动10m，则两次拉力所做的功相比较（
）
拉大车做功多
拉小车做功多
两次做功一样多
无法判断
例题1.
用1000N的水平拉力拉质量为500kg的大车沿拉力方向移动10m，用相同的水平拉力拉质量为50kg的小车也沿拉力方向移动10m，则两次拉力所做的功相比较（
）
拉大车做功多
拉小车做功多
两次做功一样多
无法判断
例题2.
建筑工人用20N的水平恒力推着小车在粗糙的水平面上前进了5m，放手后，小车又前进了2m才停下来，则小车运动的过程中，人的推力所做的功为（
）
100J
140J
60J
无法确定
例题2.
建筑工人用20N的水平恒力推着小车在粗糙的水平面上前进了5m，放手后，小车又前进了2m才停下来，则小车运动的过程中，人的推力所做的功为（
）
100J
140J
60J
无法确定
例题3.
关于功的正负，下列叙述中正确的是（
）
正功表示功的方向与物体运动方向相同
负功表示功的方向与物体运动方向相反
正功表示力与位移的夹角小于π/2，负功表示力与位移的夹角大于π/2
正功表示做功的力为动力，负功表示做功的力为阻力
例题3.
关于功的正负，下列叙述中正确的是（
）
正功表示功的方向与物体运动方向相同
负功表示功的方向与物体运动方向相反
正功表示力与位移的夹角小于π/2，负功表示力与位移的夹角大于π/2
正功表示做功的力为动力，负功表示做功的力为阻力
例题4.
质量为m的物体以一定的初速度滑上斜面（斜面足够长），上滑到最高点后又沿原路返回。已知斜面倾角为θ
，物体与斜面的动摩擦因数为μ，上滑的最大高度为h。则物体从开始滑上斜面到滑回到出发点的过程中，重力、摩擦力各做了多少功？
解：
在本题中，要分段计算物体沿斜面上滑和下滑的过程中摩擦力所做的功，是因为从整个过程看摩擦力是变力，而
只适用于恒力做功。
解决问题3：
变力做功
如图所示，一个物体在变力作用下由A点到B点做曲线运动，要计算变力所做的功该怎么办呢？
可以把曲线分割成很多小段，看成由许多极小的位移Δli累积而成。对极小的位移Δli，可以看做直线，而且力Fi在该段位移过程中的变化很小，可以认为是恒定的。因此对每一个极小位移的过程都可以用公式计算功，再把每一小段力所做的功累积起来。
每一小段：
整个过程：
ΣΔWi
ΔWi=FiΔli
cosα
方法1.利用无限分割的思想
滑雪者受到的阻力大小不变，方向总是与极小位移的方向Δli相反，许多极小位移Δli的累积就是路程：滑雪道的长度S，所以摩擦力做功与路径有关，Wf总=-FfS
Σi
如果一个物体在粗糙水平地面
上沿曲线运动，若摩擦力大小
不变，我们可以直接用公式
求出摩擦力所做的功。
其中S是物体运动的路程
做出仅方向不变的变力F随位移l
变化的图象，图线与横轴所围的面积（图中阴影部分的面积）即为变力所做的功。
方法2.利用图像
功
功的概念
准确理解功的公式
正功和负功
总功的计算方法
课堂小结
谢
谢
《功与功率》第一课时
高一年级
物理
功与能量的关系
做功反映了能量的变化
一个滑雪运动员以一定的初速度从山顶沿崎岖的山路加速滑下，如果已知人和装备的总质量，假设滑雪者运动过程中受到的阻力大小保持不变（包括摩擦和空气阻力），并且测量出了山顶到山脚的高度差以及滑雪道的长度，能否用牛顿运动定律求出运动员滑到山脚的瞬时速率。
一.功
做功的必要因素是什么？
载重汽车上装载着货物（货物与车厢始终保持静止，没有打滑）在平直公路上匀加速行驶了120米，汽车对车上装载的货物做功了吗？
G
FN
Ff
功
概念：如果物体受到了力的作用，并在力的方向上发生了位移，我们就说力对物体做了功。
做功的两个要素
做功
作用在物体上的力
物体在力的方向上发生的位移
v
F
重物运动的方向与拉力的方向一致，则拉力对物体做的功为力的大小与重物移动距离的乘积。
问题？
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？
方法一：分解力
当力的方向与位移方向有一夹角α，如何求功呢？
当力的方向与位移方向有一夹角α，如何求功呢？
方法二：分解位移
二.功的计算公式
计算公式
功是标量，单位是焦耳(J)
解决问题1：
解决问题2：
二.功的计算公式
如何理解公式
适用条件：恒力做功
力对物体做功只与物体的运动过程有关
位移是指物体的对地位移
三.正功与负功
功的正负是由什么决定的？
力对物体做正功
当
时，
三.正功与负功
功的正负是由什么决定的？
力对物体做负功
当
时，
三.正功与负功
功的正负是由什么决定的？
力对物体不做功
当
时，
三.正功与负功
功的正负是由什么决定的？
功的正负是由力与受力物体位移的夹角α决定的
炮弹在炮筒内高压气体推力的作用下速度越来越大，动能增加。这种情况下推力对物体做了正功。
取完全相同的2个金属小球，一个在空气中，另一个在某种液体中，从同一高度同时释放。
观察现象
一个小球在真空中做自由落体运动，另一个同样的小球在黏性较大的液体中由静止开始下落。它们都由高度为h1
的地方下落到高度为h2
的地方。在这两种情况下，重力做的功相等吗？动能的变化相等吗？为什么？
G
G
F阻
受力分析：
运动分析：
初速度：0
末速度：v真>v液
重力做的功相等，动能的变化不相等
四.总功的计算方法
当一个物体在几个力的共同作用下发生一段位移时，这几个力对物体所做的总功，是各个力分别对物体所做功的代数和。
可以证明，它也就是这几个力的合力对物体所做的功。
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100
N，cos37°＝0.8。求各力对雪橇做的总功。
力对雪橇
做的总功
拉力F和阻力Ff所做功的代数和
解：拉力所做的功：
阻力所做的功:
力对物体所做的总功为二者的代数和，即
?Fy=0
?Fx=Fx-Ff
合力对雪橇做的
总功W=?Fxl
四.总功的计算方法
当一个物体在几个力的共同作用下发生一段位移时，这几个力对物体所做的总功，是各个力分别对物体所做功的代数和。
可以证明，它也就是这几个力的合力对物体所做的功。
例题1.
用1000N的水平拉力拉质量为500kg的大车沿拉力方向移动10m，用相同的水平拉力拉质量为50kg的小车也沿拉力方向移动10m，则两次拉力所做的功相比较（
）
拉大车做功多
拉小车做功多
两次做功一样多
无法判断
例题1.
用1000N的水平拉力拉质量为500kg的大车沿拉力方向移动10m，用相同的水平拉力拉质量为50kg的小车也沿拉力方向移动10m，则两次拉力所做的功相比较（
）
拉大车做功多
拉小车做功多
两次做功一样多
无法判断
例题2.
建筑工人用20N的水平恒力推着小车在粗糙的水平面上前进了5m，放手后，小车又前进了2m才停下来，则小车运动的过程中，人的推力所做的功为（
）
100J
140J
60J
无法确定
例题2.
建筑工人用20N的水平恒力推着小车在粗糙的水平面上前进了5m，放手后，小车又前进了2m才停下来，则小车运动的过程中，人的推力所做的功为（
）
100J
140J
60J
无法确定
例题3.
关于功的正负，下列叙述中正确的是（
）
正功表示功的方向与物体运动方向相同
负功表示功的方向与物体运动方向相反
正功表示力与位移的夹角小于π/2，负功表示力与位移的夹角大于π/2
正功表示做功的力为动力，负功表示做功的力为阻力
例题3.
关于功的正负，下列叙述中正确的是（
）
正功表示功的方向与物体运动方向相同
负功表示功的方向与物体运动方向相反
正功表示力与位移的夹角小于π/2，负功表示力与位移的夹角大于π/2
正功表示做功的力为动力，负功表示做功的力为阻力
例题4.
质量为m的物体以一定的初速度滑上斜面（斜面足够长），上滑到最高点后又沿原路返回。已知斜面倾角为θ
，物体与斜面的动摩擦因数为μ，上滑的最大高度为h。则物体从开始滑上斜面到滑回到出发点的过程中，重力、摩擦力各做了多少功？
解：
在本题中，要分段计算物体沿斜面上滑和下滑的过程中摩擦力所做的功，是因为从整个过程看摩擦力是变力，而
只适用于恒力做功。
解决问题3：
变力做功
如图所示，一个物体在变力作用下由A点到B点做曲线运动，要计算变力所做的功该怎么办呢？
可以把曲线分割成很多小段，看成由许多极小的位移Δli累积而成。对极小的位移Δli，可以看做直线，而且力Fi在该段位移过程中的变化很小，可以认为是恒定的。因此对每一个极小位移的过程都可以用公式计算功，再把每一小段力所做的功累积起来。
每一小段：
整个过程：
ΣΔWi
ΔWi=FiΔli
cosα
方法1.利用无限分割的思想
滑雪者受到的阻力大小不变，方向总是与极小位移的方向Δli相反，许多极小位移Δli的累积就是路程：滑雪道的长度S，所以摩擦力做功与路径有关，Wf总=-FfS
Σi
如果一个物体在粗糙水平地面
上沿曲线运动，若摩擦力大小
不变，我们可以直接用公式
求出摩擦力所做的功。
其中S是物体运动的路程
做出仅方向不变的变力F随位移l
变化的图象，图线与横轴所围的面积（图中阴影部分的面积）即为变力所做的功。
方法2.利用图像
功
功的概念
准确理解功的公式
正功和负功
总功的计算方法
课堂小结
谢
谢