高一物理(人教版)- 功与功率 第一课时 47张PPT

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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

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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

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

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

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

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