技術(shù)物理上冊(cè)（第三版）3-1 功和功率 學(xué)習(xí)課件

3-1

功和功率現(xiàn)象與思考功正功和負(fù)功合力做功功率現(xiàn)象與思考

如圖，一個(gè)物體在力的作用下發(fā)生一段位移，并且力和位移同方向，則力對(duì)物體做的功等于力和位移的乘積。如果力和位移方向不同，功又如何計(jì)算？還有，兩臺(tái)機(jī)器做功一樣多，是不是做功一樣快？一、功

1．定義如果力的方向與物體運(yùn)動(dòng)的方向一致，功W就等于力F的大小和位移x大小的乘積。如圖3.1-1所示。xF圖3.1-12．做功的兩個(gè)必要因素

（1）力。

（2）物體在力的方向上發(fā)生的位移。（1）如果物體在恒力F的作用下，沿力F的方向發(fā)生一段位移x，如圖所示，則力對(duì)物體做的功為3．功的計(jì)算公式W=FxFFx圖3.1-2

（2）當(dāng)力F的方向與位移方向成某一夾角α

時(shí)如圖3.1-3所示，則力對(duì)物體做的功為F2FxFF1F1F2W=F1x=Fxcosα圖3.1-3彈簧彈力做功（動(dòng)畫(huà)）

（3）彈簧彈力做功（動(dòng)畫(huà)）二、正功和負(fù)功1.零功（重力做的功為零的情況）重力做的功為零（動(dòng)畫(huà)）

當(dāng)α=π/2時(shí),表示力的方向跟位移方向垂直，力不做功（圖3.1-4）。xFG汽車(chē)水平前進(jìn)Fx汽車(chē)沿斜面運(yùn)動(dòng)xFG汽車(chē)過(guò)弧形橋圖3.1-4力不做功2.

正功小球自由下落

當(dāng)0°≤α＜90°時(shí)，cosα＞0,W＞0,力對(duì)物體做正功（圖3.1-5）

。xG拉物體前進(jìn)推物體前進(jìn)xx圖3.1-5力做正功

當(dāng)90°＜θ

≤180°時(shí)，cosθ＜0，W＜0,力對(duì)物體做負(fù)功（圖3.1-6）3.負(fù)功sssFf.G.G.汽車(chē)水平前進(jìn)汽車(chē)沿斜面運(yùn)動(dòng)小球做上拋運(yùn)動(dòng)q圖3.1-6力做負(fù)功三、合力做功

當(dāng)物體在幾個(gè)力的共同作用下發(fā)生一段位移時(shí)，這幾個(gè)力對(duì)物價(jià)體所做的總功，等于各個(gè)力分別對(duì)物體所做功的代數(shù)和。如圖3.1-7所示，重力G和支持力FN不做功，外力所做總功W等于拉力F和滑動(dòng)摩擦力Ff

功的代數(shù)和，即sGFfFNF圖3.1-7合力做功例1

如圖，質(zhì)量m=10kg的物體，在與斜面平行向上的拉力F作用下，沿斜面向上移動(dòng)了2m，若F=80N，摩擦力Ff=20N,α=300,

求:解：畫(huà)物塊受力圖，如圖所示。(2)

作用在物體上的合力及其所做的功。

(1)

作用在物塊上各力所做的功及其代數(shù)和。圖3.1-8合力做功(1)各個(gè)力所做的功為

各力對(duì)物塊做的總功為

(2)

物體所受合力為合外力對(duì)物塊做的功為四功率圖

3.1-9

中用手推車(chē)運(yùn)磚和用起重吊車(chē)運(yùn)磚，在做功方面有什么不同？

我們?cè)鯓颖容^做功的快慢呢？圖3.1-9

1.功率定義功W

跟完成這些功所用時(shí)間t

的比值，叫做功率。用符號(hào)P表示。

2.公式

3.單位SI：W（瓦）功率是描述力對(duì)物體做功快慢的物理量，是標(biāo)量。1kW=1000W4.對(duì)公式P=Fv

討論（3）當(dāng)v

一定時(shí),P

與F成正比()，其實(shí)際功率P隨著力F的增大而增大。（2）當(dāng)F一定時(shí),P與v成正比(),其實(shí)際功率P隨著速度v的增大而增大。（1）當(dāng)P

一定時(shí),

F與v

成反比(),即做功的力F越大，其速度v越小。

例2

質(zhì)量m=3kg的物體，在水平力F=6N的作用下，在光滑水平面上從靜止開(kāi)始做勻加速運(yùn)動(dòng)，求:

(1)

時(shí)間t=3s內(nèi)，力F對(duì)物體所做的功和平均功率。（2）3s末的瞬時(shí)功率。

解已知m=3a=F/m=2m/s23s內(nèi)物體的位移為3s末的速度為（1）3s內(nèi)的平均速度(2)習(xí)題

1.看圖回答問(wèn)題：圖3.1-10

中兩種情況下，力是否對(duì)物體做了功？圖3.1-10

答案沒(méi)有做功。因?yàn)閳D1中物體沒(méi)有在推力作用下發(fā)生位移。圖2中物體雖然發(fā)生了位移，但沒(méi)有受到力的作用。

2．馬拉著車(chē)在20分鐘內(nèi)以18

Km/h的速度勻速前進(jìn)，如果馬的拉力為300N，求馬拉車(chē)的功率。解:由于F=300N,v=18km/h=5m/s

t=20,min=1200s又P=W/tW=Fs=Fvt所以馬拉車(chē)的功率：

P=W/t=Fv=300N×5m/s=1500w

3

用起重機(jī)把重5.0×103N的貨物勻速提高3.0m，鋼繩的拉力做了多少功？若起重機(jī)以0.2m/s2

的加速度將貨物提高