高中一年級下學(xué)期物理《功與功率》課件

功與功率問題：?起重機豎直提升重物時，重物運動的方向與力的方向一致，則力對物體做的功為力的大小與重物移動距離的乘積。更普遍的情形是物體運動的方向與力的方向不一致，例如馬拉雪橇?xí)r拉力方向和雪橇運動方向間有一個角度。這時應(yīng)當(dāng)怎樣計算功呢？FlF(2)支持力與列車運動方向垂直，支持力做的功是多少？W=Fl

FlF列車在牽引力下向前直線運動

(1)牽引力與列車的運動方向一致，牽引力做的功是多少？W=F·0如果一個物體受到力F的作用，并且在這個力的方向上通過一段位移l

，我們就說這個力對物體做了功。（1）受力的作用（2）在力的方向通過一段位移做功的條件？

一、功的定義很多時候，物體運動的方向與受力方向既不同向，也不垂直，這時應(yīng)當(dāng)如何計算功呢？

Fαvα

Fv

二、功的大小αFlFFα當(dāng)力F和位移l

成α角時，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力的方向與位移方向的夾角α，并計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！夾角α=30o夾角α=180o-θ=30o夾角α=180-θ=150o

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

lF

試討論不同范圍α角，功的正負情況？lF

Fαv工人對車的拉力做什么功？對拖車的運動拉力是動力還是阻力？正功動力，促使拖車運動。案例：在工人拉力作用下，靜止的拖車運動了起來。案例：套馬套桿對馬的作用力做什么功？套桿對馬的作用力動力還是阻力？負功阻力，阻礙馬的運動。動力/阻力促進/阻礙物體運動力做正功力做負功

動力

阻力

促進

阻礙力對物體做負功，也說成物體克服這個力做功例：力對物體做-3J功，也說成物體克服這個力做3J的功

將一物體放在光滑水平面上，現(xiàn)對其施加兩個沿水平方向,互相垂直的大小分別F1=3N和F2=4N的恒力。（俯視圖如下）使其從靜止開始運動，在發(fā)生L=10m位移的過程中：F2=4NF1=3NF合=5N物體將沿著合力方向直線運動？（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，你認為功是標(biāo)量還是矢量？

因為W合=W1+W2四、功是標(biāo)量嗎？法1.分別求出每個力所做的功，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，在水平地面上移動的距離為5m，物體與地面間的滑動摩擦力f＝100N，cos37°＝0.8。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）物體所受的合力；合力對物體做的功；（1）拉力做功：WF＝F

lcos37°＝2000J

阻力與運動方向相反:Wf＝

flcos180°＝－500J,

支持力重力不做功：WN＝Wmg＝0VFNlF（3）F合=

Fcos37°-f＝300N（2）各個力對物體做功的代數(shù)和，即：

W＝WF+Wf

+WN+Wmg＝1500JW合＝F合

l＝300N×5m＝1500J問題：一臺挖掘機和一個工人相比，哪一個做功更快呢？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：表示力對物體做功快慢的物理量。

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

機車以恒定功率P啟動P＝Fv發(fā)動機的實際功率發(fā)動機的牽引力機車的瞬時速度當(dāng)F=F阻時，a＝0

，v達到最大

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動勻速直線運動機車啟動vmvt0牽引力F牽一定勻加速直線運動達到最大速度vm變加速直線運動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

時速度最大v=at加速度恒定以恒定牽引力啟動

先做勻加速直線運動，再做加速度逐漸減小的變加速直線運動，最終做勻速直線運動。vt0vm機車以恒定加速度啟動的v－t圖汽車上坡時，司機一般要“換擋”減小車速，使汽車以較小的速度爬坡，為什么呢？請用今天所學(xué)的知識加以解釋。答：當(dāng)汽車發(fā)動機的功率一定時，根據(jù)P=Fv知，牽引力與速度成反比，所以通過減小速度來增大牽引力，使汽車能順利上坡。課