功與功率 課件-2023-2024學(xué)年高一下學(xué)期物理人教版（2019）必修第二冊

第八章機(jī)械能守恒定律第1節(jié)功和功率能量觀點(diǎn)能量以多種不同的形式存在，按照物質(zhì)的不同運(yùn)動形式分類，能量可分為機(jī)械能、化學(xué)能、熱能、電能、輻射能、核能。這些不同形式的能量之間可以通過物理效應(yīng)或化學(xué)反應(yīng)而相互轉(zhuǎn)化。我們物理學(xué)主要學(xué)習(xí)物理類的能量轉(zhuǎn)換：通過做功實(shí)現(xiàn)能量的轉(zhuǎn)化。3.功的計(jì)算公式當(dāng)力F的方向與運(yùn)動方向成某一角度時，可以把力F分解為：沿位移方向和垂直位移方向上。一、功1.功的概念：如果一個物體受到力的作用，并且在力的方向上發(fā)生了位移，就說這個力對物體做了功。2.做功的兩個必要因素：力和在力的方向上發(fā)生位移。LFαF1F2W=WF1=F1·L=FLcosα則力F對物體所做的功W等于力F1做的功，而F1

＝Fcosα，所以力對物體所做的功，等于力的大小、位移的大小、力與位移夾角的余弦這三者的乘積。二、正功和負(fù)功1.當(dāng)α＝

時，cosα＝0，W＝0。力F的方向與位移L的方向垂直時，力F不做功。GFFNv甲物體在水平桌面上運(yùn)動，重力G和支持力FN都與位移方向垂直，這兩個力都不做功。2.0≤α<時，cosα>0，W>0。這表示力F對物體做正功。Fv乙α人用力拉車前進(jìn)時，人的拉力F對車做正功。正功的意義是：力對物體做正功，表明此力的效果是促進(jìn)物體的運(yùn)動，是動力。3.<α≤π時，cosα<0，w<0。這表示力F對物體做負(fù)功。Fv丙負(fù)功的意義是：力對物體做負(fù)功，表明此力的效果是阻礙了物體運(yùn)動，是阻力。一個力對物體做負(fù)功，也可說成物體克服這個力做了功（正值）。要使運(yùn)動的小車減速，人向后拉車的力F對車做負(fù)功。W＝W1

＋W2

＋W3

＋……方法1:由于功是標(biāo)量所以這幾個力對物體所做的總功等于各個力分別對物體所做功的代數(shù)和。思考討論：當(dāng)一個物體在幾個力的共同作用下發(fā)生一段位移時，怎樣求幾個力對物體所做的總功？F1v乙F2F3F4方法2:根據(jù)功的公式W=FLcosα,其中F為物體所受的合外力;三、求總功1.一個質(zhì)量m=150kg的物體，受到水平方向的拉力F=500N，在水平地面上由靜止開始移動了l=5m。物體與地面間的滑動摩擦力F阻=100N。求：（1）各個力對物體所做的功（2）各個力對物體做功的代數(shù)和（3）合力對物體做的功2.一物體做勻速直線運(yùn)動，某時刻起受到兩個互相垂直、大小分別為F1和F2的恒力作用，經(jīng)一段時間后，在這兩個力的方向上發(fā)生的位移大小分別為s1，和s2，則在這段時間內(nèi)這兩個力對物體做的總功為（

）3.A、B兩物體疊放在一起，靜放在水平地面上，然后在水平拉力F的作用下，兩者相對靜止，一起向右做勻加速直線運(yùn)動，則下列說法正確的是(

)A.物體B對A的支持力對A不做功

B.物體B對A的摩擦力對A不做功C.物體B對A的摩擦力對A做負(fù)功D.物體A對B的摩擦力對B做負(fù)功4.如圖所示，穩(wěn)站在商店自動扶梯水平踏板上的人，隨扶梯斜向上做加速運(yùn)動，則在此過程中()A.人只受到重力和踏板的支持力作用B.人受到的重力和踏板的支持力大小相等方向相反C.支持力對人做正功D.支持力對人做功為零5.有一根輕繩系一個物體，在懸點(diǎn)O以加速度a向下做勻減速運(yùn)動時，作用在物體上的各力做功的情況是()A.重力做正功，拉力做負(fù)功，合外力做負(fù)功B.重力做正功，拉力做負(fù)功，合外力做正功C.重力做正功，拉力做正功，合外力做正功D.重力做負(fù)功，拉力做負(fù)功，合外力做正功思考1:拖拉機(jī)與牛在犁地，誰做的功多？思考2:拖拉機(jī)是否在任意時刻的功率均比牛大？思考3:誰的平均功率大？四、功率1.功率概念：在物理學(xué)中，一個力所做的功W跟完成這些功所用時間t的比值，叫做功率，用P表示，即。2.物理意義：功率是描述力對物體做功快慢的物理量。3.功率的單位:瓦特（W）1J/s=1w1kw=103w4.功率與速度的關(guān)系式公式：P＝FvFtL1.關(guān)于功和功率，下列說法正確的是(

)A.不同物體做相同的功，它們的功率一定相同B.物體做功越多，它的功率就越大C.物體做功越快，它的功率就越大D.發(fā)動機(jī)的額定功率與實(shí)際功率可能相等，也可能不相等

2.關(guān)于功率的概念，以下說法正確的是(

)A.功率是描述力對物體做功多少的物理量；B.由P＝W/t可知，功率與時間成反比；C.由P＝Fv可知只要F不為零，v也不為零，那么功率P就一定不為零；D.某個力對物體做功越快，它的功率就一定大3.同一恒力按同樣方式施于靜止物體上，使它分別沿著粗糙水平地面和光滑水平拋面移動相同一段距離時，恒力的功和平均功率分別為w1、p1和w2、p2，則二者的關(guān)系是（）A.W1>W2

、p1>p2B.W1=W2、p1<p2

C.W1=W2

、p1>p2D.W1<W2

、p1<p24.從空中以的初速度40m/s沿著水平方向拋出一個重10N為的物體，不計(jì)空氣阻力，g取10m/s2，求：（1）在拋出后3s內(nèi)重力的功率．（2）在拋出后3s時重力的功率（設(shè)時未落地）．5.一個質(zhì)量為m的物體，從高度為h、長度為l的光滑斜面頂端由靜止開始下滑，求物體到達(dá)斜面底端時重力做功的功率．6.“神舟”6宇航員在進(jìn)行素質(zhì)訓(xùn)練時，抓住秋千桿由水平狀態(tài)開始下擺，如圖所示，到達(dá)豎直狀態(tài)的過程中，宇航員所受重力的即時功率變化情況是（）A．一直增大

B．一直減小C．先增大后減小 D．先減小后增大7.下列選項(xiàng)中，物體所受力F的大小相等，位移方向向右、大小相同.其中F做功最少的是（）8.質(zhì)量為m的物體，靜止在傾角為θ的斜面上，斜面沿水平方向向右勻速移動了距離l，如圖所示．物體始終相對斜面靜止，則下列說法正確的是(

)A.重力對物體做正功 B.合力對物體做功為零C.摩擦力對物體做負(fù)功

D.支持力對物體做正功9.一個質(zhì)量m=2kg的物體，受到與水平方向成37°角斜向上方的力F＝10N作用，在水平地面上移動的距離l＝2m，物體與地面間的滑動摩擦力Ff＝4.2N，求外力對物體所做的總功．(cos37°＝0.8，sin37°＝0.6)10.在加速向左運(yùn)動的車廂中,一人用力向前推車廂(人與車廂始終保持相對靜止),則下列說法正確的是（）A.人對車廂做正功B.車廂對人做負(fù)功C.人對車廂做負(fù)功D.車廂對人做正功11.水平路面上有一質(zhì)量為M的汽車,車廂中有一質(zhì)量為m的人正用水平恒力F向前推車廂,在車以加速度a向前加速行駛距離L的過程中,下列說法正確的是（）A.人對車的推力F做的功為FLB.人對車做的功為maLC.車對人的摩擦力做的功為(F+ma)LD.車對人的作用力大小為ma12.人站在自動扶梯的水平臺階上，隨扶梯一起減速上升，在這個過程中，人腳受平臺的摩擦力(

)A.等于零，對人不做功

B.水平向右，對人做正功C.水平向左，對人做負(fù)功

D.沿斜面向上，對人做正功13.有一固定軌道ABCD如圖所示,AB段為四分之一光滑圓弧軌道,其半徑為R,BC段是水平光滑軌道,CD段是傾斜光滑軌道,BC和CD間用一小段光滑圓弧連接。有編號為1、2、3、4完全相同的4個小球(小球不能視為質(zhì)點(diǎn),其半徑r<R),緊挨在一起從圓弧軌道上某處由靜止釋放，經(jīng)平面BC到斜面CD上,忽略一切阻力,則下列說法正確的是(

)A.四個小球在整個運(yùn)動過程中始終不分離B.當(dāng)四個小球在圓弧軌道上運(yùn)動時,2號球?qū)?號球不做功C.當(dāng)四個小球在水平軌道上運(yùn)動時,2號球?qū)?號球做正功D.當(dāng)四個小球在CD傾斜軌道上運(yùn)動時,2號球?qū)?號球做正功14.水平傳送帶以速度v＝6m/s順時針運(yùn)轉(zhuǎn)，兩傳動輪M、N之間的距離為L＝10m。若在M輪的正上方將一質(zhì)量為m