高中一年級(jí)下學(xué)期物理《功與功率》課件

功與功率問(wèn)題：?起重機(jī)豎直提升重物時(shí)，重物運(yùn)動(dòng)的方向與力的方向一致，則力對(duì)物體做的功為力的大小與重物移動(dòng)距離的乘積。更普遍的情形是物體運(yùn)動(dòng)的方向與力的方向不一致，例如馬拉雪橇?xí)r拉力方向和雪橇運(yùn)動(dòng)方向間有一個(gè)角度。這時(shí)應(yīng)當(dāng)怎樣計(jì)算功呢？FlF(2)支持力與列車(chē)運(yùn)動(dòng)方向垂直，支持力做的功是多少？W=Fl

FlF列車(chē)在牽引力下向前直線運(yùn)動(dòng)

(1)牽引力與列車(chē)的運(yùn)動(dòng)方向一致，牽引力做的功是多少？W=F·0如果一個(gè)物體受到力F的作用，并且在這個(gè)力的方向上通過(guò)一段位移l

，我們就說(shuō)這個(gè)力對(duì)物體做了功。（1）受力的作用（2）在力的方向通過(guò)一段位移做功的條件？

一、功的定義很多時(shí)候，物體運(yùn)動(dòng)的方向與受力方向既不同向，也不垂直，這時(shí)應(yīng)當(dāng)如何計(jì)算功呢？

Fαvα

Fv

二、功的大小αFlFFα當(dāng)力F和位移l

成α角時(shí)，如何求功？α

F

＝F1

l+0F2=FsinαF1=Fcosα

WF＝WF1+WF2

WF＝F

lcosαW=Fl

W=F·0

力與位移同向

力與位移垂直

當(dāng)力F和位移l

成α?xí)r：除了分解力，還有別的方法求功嗎？Flαl1l2W＝F

l1位移也是矢量，遵循平行四邊形法則，可分解W＝F

lcosαW＝F

lcosα

力對(duì)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。注意：（1）F:只適用于恒力做功（2）α:力的方向與位移方向的夾角辨認(rèn)力的方向與位移方向的夾角α，并計(jì)算三種情況下力做的功，已知F=10Nl=2m。甲θ=30o乙θ=150o丙θ=30o功有正負(fù)！夾角α=30o夾角α=180o-θ=30o夾角α=180-θ=150o

三、功的正負(fù)W＝Flcosα（1）當(dāng)0o≤α<90o時(shí)，cosα>0，功的正、負(fù)表示什么意義呢？（2）當(dāng)90o<α≤180o時(shí)，cosα<0，W>0，做正功W<0，做負(fù)功（3）當(dāng)α=90o時(shí)，cosα=0，W=0，不做功lF

lF

試討論不同范圍α角，功的正負(fù)情況？lF

Fαv工人對(duì)車(chē)的拉力做什么功？對(duì)拖車(chē)的運(yùn)動(dòng)拉力是動(dòng)力還是阻力？正功動(dòng)力，促使拖車(chē)運(yùn)動(dòng)。案例：在工人拉力作用下，靜止的拖車(chē)運(yùn)動(dòng)了起來(lái)。案例：套馬套桿對(duì)馬的作用力做什么功？套桿對(duì)馬的作用力動(dòng)力還是阻力？負(fù)功阻力，阻礙馬的運(yùn)動(dòng)。動(dòng)力/阻力促進(jìn)/阻礙物體運(yùn)動(dòng)力做正功力做負(fù)功

動(dòng)力

阻力

促進(jìn)

阻礙力對(duì)物體做負(fù)功，也說(shuō)成物體克服這個(gè)力做功例：力對(duì)物體做-3J功，也說(shuō)成物體克服這個(gè)力做3J的功

將一物體放在光滑水平面上，現(xiàn)對(duì)其施加兩個(gè)沿水平方向,互相垂直的大小分別F1=3N和F2=4N的恒力。（俯視圖如下）使其從靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，在發(fā)生L=10m位移的過(guò)程中：F2=4NF1=3NF合=5N物體將沿著合力方向直線運(yùn)動(dòng)？（2）分別求F1做的功W1？F2做的功W2？F合與F1方向成53o夾角53oL=10mW2=F2Lcos37o=32JW合=FL=50J求和運(yùn)算遵循代數(shù)相加的原則，故功是標(biāo)量！（1）求出合力F合的大小和方向，并求合力F合做的功W合？W1=F1Lcos53o=18J根據(jù)結(jié)果，你認(rèn)為功是標(biāo)量還是矢量？

因?yàn)閃合=W1+W2四、功是標(biāo)量嗎？法1.分別求出每個(gè)力所做的功，然后求出所有功的代數(shù)和。即：法2.先求出物體所受的合力，然后再求出合力的功，即：W總=F合Lcosα五、求總功的方法

一個(gè)質(zhì)量m＝150kg的雪橇，受到與水平方向成37°角的斜向上方的拉力F=500N，在水平地面上移動(dòng)的距離為5m，物體與地面間的滑動(dòng)摩擦力f＝100N，cos37°＝0.8。求：（1）各個(gè)力對(duì)物體所做的功；（2）各個(gè)力對(duì)物體做功的代數(shù)和；（3）物體所受的合力；合力對(duì)物體做的功；（1）拉力做功：WF＝F

lcos37°＝2000J

阻力與運(yùn)動(dòng)方向相反:Wf＝

flcos180°＝－500J,

支持力重力不做功：WN＝Wmg＝0VFNlF（3）F合=

Fcos37°-f＝300N（2）各個(gè)力對(duì)物體做功的代數(shù)和，即：

W＝WF+Wf

+WN+Wmg＝1500JW合＝F合

l＝300N×5m＝1500J問(wèn)題：一臺(tái)挖掘機(jī)和一個(gè)工人相比，哪一個(gè)做功更快呢？為了描述做功的快慢，引入了功率的概念4.單位:瓦特（W）1W=1J/s1kW＝1000W3.物理意義：表示力對(duì)物體做功快慢的物理量。

(單位時(shí)間做功的多少)1.定義：力對(duì)物體做的功W跟完成這些功所用時(shí)間t的比值叫功率六、功率6.功率的另一表達(dá)式①v可以是瞬時(shí)速度,也可以是平均速度大?、讦潦荈與v方向的夾角，當(dāng)ɑ=0時(shí)P=Fv

機(jī)車(chē)以恒定功率P啟動(dòng)P＝Fv發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)際功率發(fā)動(dòng)機(jī)的牽引力機(jī)車(chē)的瞬時(shí)速度當(dāng)F=F阻時(shí)，a＝0

，v達(dá)到最大

保持vm勻速vF＝vPa＝mF－F阻↑→↓↑→→↓↓vm＝F阻P加速度逐漸減小的變加速直線運(yùn)動(dòng)勻速直線運(yùn)動(dòng)機(jī)車(chē)啟動(dòng)vmvt0牽引力F牽一定勻加速直線運(yùn)動(dòng)達(dá)到最大速度vm變加速直線運(yùn)動(dòng)P<P額，繼續(xù)勻加速v

Fa保持P額繼續(xù)加速

F>f阻速度v功率P先勻加速再變加速最后勻速，當(dāng)F=f阻

時(shí)速度最大v=at加速度恒定以恒定牽引力啟動(dòng)

先做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，再做加速度逐漸減小的變加速直線運(yùn)動(dòng)，最終做勻速直線運(yùn)動(dòng)。vt0vm機(jī)車(chē)以恒定加速度啟動(dòng)的v－t圖汽車(chē)上坡時(shí)，司機(jī)一般要“換擋”減小車(chē)速，使汽車(chē)以較小的速度爬坡，為什么呢？請(qǐng)用今天所學(xué)的知識(shí)加以解釋。答：當(dāng)汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的功率一定時(shí)，根據(jù)P=Fv知，牽引力與速度成反比，所以通過(guò)減小速度來(lái)增大牽引力，使汽車(chē)能順利上坡。課