8.1 功和功率 课件 (共31张PPT) 高一下学期物理人教版(2019)必修第二册

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8.1 功和功率 课件 (共31张PPT) 高一下学期物理人教版(2019)必修第二册

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(共31张PPT)
力和运动的角度
能量的角度
牛顿运动定律
直线运动
曲线运动
万有引力定律
第八章 机械能守恒定律
第1节 功和功率(1)
功的起源:
早期工业革命时期
机械举起的重量与举起的高度的乘积可以度量机器的效能
法国物理学家奥利拓展了这一基本思想
(明确了功的定义)
需要一个衡量机械工作能力的统一标准
实践中
19世纪20年代
什么叫功?功的单位是什么?
初中学过功与哪些因素有关?
WF = Fl
WG = 0
WN = 0
WF = F1l
= (F)l
= Fl
光滑
G
N
l
F
光滑
F
α

F2
F1
l
正功
WF = F1l
= (F)l
= Fl
光滑
F
α

F2
F1
WF = - F1l
= - F)l
= Fl
光滑
F
α
)
F2
F1
l
l
正功
负功
①力
②物体在力的方向上发生位移l
1. 做功的两个不可缺少的因素
2. 功的计算
α:力F方向和 l 方向的夹角
l :受力物体的位移
3. 正功和负功
①α为锐角时,
②α为钝角时,
③ α为直角时,F不做功
物体克服阻力做功
F做正功
F做负功

F
F
F



θ
θ
θ
v
v
v
θ = 150°
θ = 30°
θ = 30°
例1. 求以下三种情况F对物体做的功,其中F = 10N,l = 2m。
(α为力与位移的夹角)
例2. 在光滑水平面上,木块受两个互相垂直的大小分别为F1=3N和F2=4N的恒力,从静止开始运动,位移l=10m,求每个力做的功和合力做的功。
功的运算不符合
平行四边形定则
(标量)
单位:J
F1
F2
l
思考:功的正负号如何理解?
①力
②物体在力的方向上发生位移l
1. 做功的两个不可缺少的因素
2. 功的计算
α:力F方向和 l 方向的夹角
l :受力物体的位移
3. 正功和负功
①α为锐角时,
②α为钝角时,
动力做的功
阻力做的功
③ α为直角时,F不做功
物体克服阻力做功
F做正功
F做负功
4. 求总功
① W总= F合lcosα
② W总= W1+W2+W3+
只适用于恒力做功的计算

例3. 重为4N的木块在水平推力F的作用下沿固定的光滑斜面向上运动了1m,已知F=6N,θ=30°,求:
(1)推力F所做的功?
(2)重力和支持力所做的功?
(3)合力所做的功?
F
v
θ

思考1:若斜面粗糙,上述各力做功如何?
思考3:支持力是否一定不做功?
(α为力与位移的夹角)
(标量)
单位:J
思考2:若斜面粗糙,木块向上加速、减速、匀速,上述各力做功如何?
例4. 质量为m的物体A静止在倾角为θ的斜面上,求下列情况下物体受斜面支持力所做的功:
(1)斜面固定不动,A沿斜面下滑距离l的过程;
(2)物体A与斜面一起水平向左匀速移动一段距离l的过程;
(3)物体A与斜面一起水平向右匀速移动一段距离l的过程。
θ

思考3:支持力是否一定不做功?
(α为力与位移的夹角)
(标量)
单位:J
关键看力的作用点有没有对地位移!




——不做功
——不做功
向上攀爬时静摩擦力对人做功吗?
做俯卧撑支持力对人不做功?
下列各种情况下是否做功?
起立时支持力对人做功吗?
引体向上时拉力对人做功吗?
——不做功
——不做功
同学们,下课!
第八章 机械能守恒定律
第1节 功和功率(2)
功是标量,它的正负号是否有物理意义?
A
B
起重机A:1min把0.6t的货物匀速提高到10m处
起重机B:30s把0.6t的货物匀速提高到10m处
C
起重机C:30s把0.6t的货物匀速提高到5m处
起重机A:1min把0.6t的货物匀速提高到10m处
起重机B:30s把0.6t的货物匀速提高到10m处
功(W)
起重机A
起重机B
起重机C
时间(t)
60s
30s
30s
60000J
60000J
W/t
1000
2000
思考:有什么方法可以比较做功的快慢?
30000J
1000
起重机C:30s把0.6t的货物匀速提高到5m处
功率
表达式1:
单位:
瓦特(W)
判断下列说法是否正确:
1. 做功越多,功率一定越大。
2. 功率大的汽车做功一定快。

×
物理意义:
描述力对物体做功快慢的物理量。
分类
额定功率:
机器正常工作时的最大输出功率(铭牌上的标称值)。
实际功率:
机器工作时的实际输出功率(机器不一定额定功率工作)。
功率
表达式1:
单位:
瓦特(W)
你能举出生活中关于“功率”的例子吗?
功率
表达式1:
单位:
瓦特(W)
表达式2:
思考:功率与速度有关系吗?
功率
表达式1:
单位:
瓦特(W)
表达式2:
例1. 一个质量为5kg的物体从45m处自由下落,求:(g取10m/s2)
(1)过程中重力的平均功率和落地时的瞬时功率;
(2)第2s内重力做功的功率?
(一般求平均功率)
(求瞬时功率)
功率
表达式1:
单位:
瓦特(W)
表达式2:
功率
表达式1:
单位:
瓦特(W)
表达式2:
例2. 某型号东风汽车发动机的额定功率为250kW,在水平路面上行驶时受到的阻力是2×104N,求:
(1)发动机在额定功率下匀速行驶时的速度。
(2)在同样阻力作用下,如果匀速行驶的速度只有36km/h,则发动机的实际功率为多少?
(3)若汽车以恒定的加速度0.5m/s2启动,车重为10t,当速度为3m/s时,此时汽车的实际功率为多少?
机车启动的两种方式
1. 额定功率P启动
2. 恒定牵引力F启动
v
t
O
v
t
O
例1. 在平直公路上运动的汽车的额定功率为60kW,若其总质量为5t,在水平路面上所受的阻力为5103N。
(1)求汽车所能达到的最大速度;
(2)若汽车以0.5m/s2的加速度由静止开始做匀加速运动,则这一过程能维持多长时间?这一过程中,发动机的牵引力做了多少功?
滑块沿圆轨道滑动,求滑动一周过程中摩擦力做功?
1. 微元法
R
x
f
变力做功
ω
ω
1. 微元法
变力做功
2. 转换法
恒力F通过滑轮将物体从A拉到B的过程中,求绳子上的拉力做功?
由于轻绳并不会存储能量,所以恒力F 做功应该等于绳子对物体做的功:
A
B
h
F
α
β
《五三》P69-5
1. 微元法
变力做功
3. 平均力法
跳跳杆将人弹起的过程中,弹簧弹力不断变化,求位置1到位置2弹簧对人做的功?(弹簧质量忽略不计)
原长位置
注意:只有当 F 和 x 成线性关系时,力的平均值才是算术平均值
1
2
2. 转换法
1. 微元法
变力做功
4. 图像法
F-x 图像和坐标轴围成的面积表示该力的做功
F
x
O
F1
x1
F
x
O
F1
x1
F2
x2
3. 平均力法
2. 转换法
同学们,下课!

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