资源简介 (共30张PPT)第八章 机械能守恒定律1 功与功率c导入新课问题:水平面上的拖车受力前进,小车受几个力的作用?哪个力对小车有“成效”,做了“贡献”?提示:斜向上的拉力;如举起粉笔盒,举力对粉笔盒的移动做了贡献,取得了成效,就说这个力对物理做了功。一、功1.如何计算一个力做功?2.如何确定力是否对物体做功?(1)人用力推石头而没有推动,推力是否做功?交流讨论(2)冰壶在平滑的冰面上滑行,推力是否做功?(3)提箱子在水平路面上走,对箱子向上的拉力是否做功?W=Flcos α一、功3.如图所示:以把力F 分解为两个分力,分别为Fl , F2(1)Fl , F2分别做功为多少?W1 =F1l=Flcos α,W2 =0(2)力F 对物体所做的功W 等于多少?W =W1 +W2=F1 l=Flcos α一、功1.做功的两个因素:①力 ②物体在力的方向上发生的位移2.功的计算:力对物体所做的功,等于力的大小、位移的大小、力与位移夹角的余弦这三者的乘积。(1)力F与位移l同向时,W=Fl;(2)力F与位移l有夹角α时,W=Flcosα 。 梳理深化一、功4.单位:在国际单位制中,功的单位是焦耳,符号是 J。1 J = 1 N×1 m = 1 N·m3.功是标量。梳理深化一、功巩固提升例1.如图所示,坐在雪橇上的人与雪橇的总质量为m,在与水平面成θ角的恒定拉力F作用下,沿水平地面向右移动了一段距离l.已知雪橇与地面间的动摩擦因数为μ,则雪橇受到的( )A.支持力做功为mglB.重力做功为mglC.拉力做功为FlcosθD.滑动摩擦力做功为-μmglC一、功练习1、用水平恒力F作用于质量为m的物体上,使之在光滑的水平面上沿力的方向移动距离l,恒力F做功为W1;再用该恒力作用在质量为2m的物体上,使之在粗糙的水平面上沿力的方向移动同样的距离l,恒力F做功为W2,则两次恒力做功的关系是( )A. B. C. D.无法判断C二、正功和负功1.梭子鱼、虾和天鹅一起拉着车缓慢的向左前行。它们对车的作用有什么不同?有的提供动力,有的提供阻力交流讨论W=Flcos α2.力F和位移l 之间的夹角α,对力做功有什么影响?二、正功和负功3.如图所示,一个质量为m=2 kg的物体,受到与水平方向成37°角斜向上方的力F=10 N作用,在水平地面上从静止开始向右移动的距离为l=2 m,已知物体和地面间的动摩擦因数为0.3,g取10 m/s2,cos 37°=0.8,sin 37°=0.6。求:(1)物体受哪几个力的作用?它们做的功分别为多少?各分力功的和为多少?拉力做功:W1=Flcos 37°=10×2×0.8 J=16 J,摩擦力做功:W2=Ff lcos 180°=-4.2×2 J=-8.4 J,其他力做功为0;W=W1+W2=7.6 J受拉力、重力、支持力、摩擦力四个力的作用二、正功和负功(2)物体所受的合力为多少?合力做功为多少?F合=Fcos 37°-Ff=3.8 N,W=F合l=3.8×2 J=7.6 J3.如图所示,一个质量为m=2 kg的物体,受到与水平方向成37°角斜向上方的力F=10 N作用,在水平地面上从静止开始向右移动的距离为l=2 m,已知物体和地面间的动摩擦因数为0.3,g取10 m/s2,cos 37°=0.8,sin 37°=0.6。求:二、正功和负功1.正功、负功:梳理深化α的取值 W 的取值 含义W = 0 力 F 不做功W > 0 力 F 对物体做正功W < 0 力 F 对物体做负功(或说成物体克服力F做功)α=π20 ≤ α <π2< α ≤ ππ2二、正功和负功2.总功的计算(1)方法一:几个力对物体做的总功等于各个力分别对物体做功的代数和,即W总=W1+W2+W3+…+Wn 。(2)方法二:求几个力的总功时,也可以先求这几个力的合力,再应用功的定义式求合外力做的功,即为总功。W合=F合·lcos α.二、正功和负功巩固提升例2.如图甲为爷孙俩站立在台阶式自动扶梯上匀速上楼,图乙为一男士站在履带(斜面)式自动扶梯上匀速上楼。下列关于人受到的力做功判断正确的是( )A.甲图中支持力对人做正功B.乙图中支持力对人做正功C.甲图中摩擦力对人做负功D.乙图中摩擦力对人做负功A二、正功和负功练习2、载人飞行包是一种单人低空飞行装置,如图所示,其发动机使用汽油作为燃料提供动力,可以垂直起降,也可以快速前进,若飞行包(包括人)在竖直匀速降落的过程中(空气阻力不可忽略),下列的说法正确的是( )A.发动机对飞行包做正功 B.飞行包的重力做负功C.空气阻力对飞行包做负功 D.飞行包的合力做负功C二、正功和负功例3.如图所示,平行于斜面向上的拉力F使质量为m的物体匀加速地沿着长为L、倾角为α的固定斜面的一端向上滑到另一端,物体与斜面间的动摩擦因数为μ。求作用在物体上的各力对物体所做的总功。巩固提升二、正功和负功解法一:拉力F对物体所做的功为:重力mg对物体所做的功为:摩擦力对物体所做的功为:弹力 对物体所做的功为:故各力的总功为:二、正功和负功解法二:物体受到的合力为:所以合力做的功为:二、正功和负功练习3. 如图所示,质量m=50 kg的滑雪运动员从高度h=30 m的坡顶由静止下滑,斜坡的倾角θ=37°,滑雪板与雪面之间的动摩擦因数μ=0.1.则运动员滑至坡底的过程中:(g取10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,装备质量不计)(1)滑雪运动员所受的重力对他做了多少功?(2)各力对运动员做的总功是多少?二、正功和负功解析 (1)重力做的功为:WG=mgh=50×10×30 J=1.5×104 J(2)运动员所受合力:F合=mgsin 37°-μmgcos 37°=260 N合力方向沿斜坡向下,沿合力方向的位移l=h/sin 37°=50 m合力做的功W合=F合·l=260×50 J=1.3×104 J.(三)功率1.比较三个起重机做工的快慢?类比“速度”的定义方法,如何比较两个力做功的快慢?(选择相同时间,比较做功多少;选择做相同的功,比较做功的时间长短。用做功和完成这些功所花的时间的比值来比较做功的快慢)交流讨论起重机编号 被吊物重 匀速上升速度 所用时间 做功A 2×103N 4m/s 4s 3.2×104JB 4×103N 3m/s 4s 4.8×104JC 1.6×104N 2m/s 1s 3.2×104J功率(三)功率2.一部汽车载重时和空车时,在公路上以相同的速度行驶,试讨论这两种情况下汽车的输出功率是否相同?为什么?载重汽车与地摩擦力较大,牵引力也大,由于行驶速度一样,故相同时间内,载重车的牵引力做功较多,所以载重汽车的输出功率较大3.功率与速度有相同的定义方法,会不会功率也像速度一样有平均值和瞬时值?W/t表示时间t内的平均功率,如果t取得足够小,表示该时刻的瞬时功率(三)功率4.汽车以额定功率在平直公路行驶时,若前方遇到了一段较陡的上坡路段,汽车司机要做好什么调整,才能确保汽车驶到坡顶?为什么?汽车要换档,才能顺利行驶到达坡顶,当司机将发动机的速度档位调低后,由 知, 速度减小了,牵引力加大了,只要牵引力足够,汽车便可顺利上坡。(三)功率1.功率的定义:功跟完成这些功所用时间的比值,叫做功率。功率是标量2.功率的定义式:梳理深化3.物理意义:表示物体做功快慢的物理量。4.单位:国际单位:瓦特(W),常用单位:千瓦(kW)(三)功率5.表达式推导: F 和v同向时:P=Fv。6.平均功率: P=Fv, v 为一段时间t内的平均速度。瞬时功率:P=Fvcosθ v 表示某一时刻的瞬时速度。7.对公式 P=Fv 的理解:当P一定时,F∝1/v;当速度v保持一定时,P∝F;当力F一定时,P∝v。(三)功率巩固提升例4.一台起重机将静止在地面上的质量为m=1.0×103 kg的货物匀加速竖直吊起,在2 s末货物的速度v=4 m/s(取g=10 m/s2,不计额外功)求:(1)起重机在这2 s内的平均功率;(2)起重机在2 s末的瞬时功率。(三)功率解析 设货物所受的拉力为F,加速度为a,则(1)由 得,a=2 m/s2F=mg+ma=1.0×103×10 N+1.0×103×2 N=1.2×104 N2 s内货物上升的高度起重机在这2 s内对货物所做的功W=F·h=1.2×104×4 J=4.8×104 J起重机在这2 s内的平均功率(三)功率平均功率也可以由 求,即(2)起重机在2 s末的瞬时功率(三)功率练习4.在里约奥运会场地自行车女子团体竞速赛中,中国队的钟天使和宫金杰两位强将相继刷新奥运和世界纪录夺金.如图是两位运动员在比赛冲刺阶段的画面,若运动员此时受到的阻力约为200 N,则运动员的输出功率最接近( )A.40 W B.4.0×102 WC.4.0×103 W D.4.0×104 WC课堂小结功与功率功力做功的两个因素功的计算力物体在力的方向上发生的位移力F与位移l有夹角α时,W=Flcos α总功的计算W合=W1+W2+W3+…W合=F合lcos α功率功率表达式瞬时功率、平均功率对公示P=Fv的理解P=Fvcosθ当P一定时,F∝1/v当速度v保持一定时,P∝F当力F一定时,P∝v 展开更多...... 收起↑ 资源预览