资源简介

(共26张PPT)
8.1功和功率
学习目标
1、正确认识功和功率的含义，知道力做功的两个条件。
2、正确应用公式计算功和功率。
3、知道功是标量，正确理解正功和负功的实质，能正确判断正功和负功。
4、知道多个力对物体所做的总功等于这几个力的合力对物体做的功。
一、功
一个物体受到力的作用,并在力的方向上发生了一段位移，我们就说这个力对物体做了功。
力做功两个必要条件：
（1） 有力作用在物体上。
（2） 物体在力的方向上发生位移。
1 .当你端着一盆水不动时，你累吗？你做功了吗？为什么？
2 .用力推讲台，讲台没有动，人累吗？人做功了吗？
思考：
3 .用脚踢足球，球在地面上滚动，滚动的过程中，人对球做功了吗？
4.人推着箱子前进时，箱子所受的重力和支持力做功了吗？为什么？
5.人提着一桶水在水平方向前进，提力做功了吗？
l
F
F
1.如图所示，质量为 的滑块，在一水平恒力F的作用下前进了 的距离，求在这一过程中F对滑块做了多少功？
地面对物体的支持力和物体的重力分别对物体做了多少功？
功的计算：
F
α
F
α
l
2.当恒力F的方向与位移方向成
一角度α时呢？
分析：根据力的等效性原理,可以把计算F做功的问题转化为分别求F1和F2做功的问题
F
F2
F1
α
W1= F1l
W = W1 + W2
W2 = 0
W= F l COSα
F、 l 是大小，α是F、 l 正向间的夹角
F1= F cosα
F2= F sinα
功的计算：
1.定义：力对物体所做的功，等于力的大小、位移的大小、____________________这三者的乘积。
2.公式：W＝__________________。
3.单位：国际单位制中，功的单位是______，符号是 ____。
1 J＝1 N×1 m＝1 N·m。
力与位移夹角的余弦
Flcos α
焦耳
J
功的概念：
3.如图所示，物体在恒力F的作用下在水平面上发生了一段位移L，分别计算这三种情形下力F对物体做的功。设这三种情形下力F均为10N，位移L均为2m，角θ的大小如图所示。
θ
θ
θ
v
F
F
F
v
v
θ
θ
动力做功
阻力做功
动力做功
正功和负功：
力对物体做正功和负功的条件
由W＝Flcos α可知
>
正功
<
负功
克服
0
不做功
正功和负功
　功是标量，功的正负既不表示方向也不表示大小，比较功的大小，只需比较数值的大小，与正负号无关，所以正功不一定比负功大。
总功：当物体受多个力的作用时，这几个力的总功就是各个力分别做功的代数和，同时也是这几个力的合力做的功。
课本P99第3题
3. 沿倾角为 θ 的斜面向上推一个质量为 m的木箱，推力 F 与斜面平行，木箱移动的距离为 x，木箱与斜面间的动摩擦因数为 μ，重力加速度为 g，请完成下述要求。
（1）画出题中物理情境的示意图，并画出木箱所受的各个力，用字母标明力的名称。
（2）写出各力做功的表达式。
（3）写出各力做功的代数和，即总功的表达式。
（4）写出合力的表达式。
（5）写出合力做功的表达式，并与总功的表达式加以比较。
1.一个质量m＝150kg的雪橇，受到与水平方向成37°角的斜向上方的拉力F=500N，在水平地面上移动的距为5m，物体与地面间的滑动摩擦力F阻＝100N，求：
（1）各个力对雪橇所做的功
（2）合力对雪橇所做功的总功
θ
F
解：以雪橇为研究对象
(1)由公式 W = F l cosα有 ：
WF = F l cos37°=2000J
WF阻= F阻l cos180°= - F阻l = -500J
WG = WN=0
(2)W总= WF + WF阻 + WG + WN=2000-500=1500J
L
θ
F
F阻
v
FN
G
练一练：
1.公式：W = F·L cosα
力对物体所做的功，等于力的大小、位移的大小、力与位移夹角余弦值的乘积。
2.理解：
（1）F须为恒力，
L是力作用点位移大小。
小结
（2）功是标量，但功有正负，动力做正功、阻力做负功。
3.功的单位：焦耳，1J =1N · m
4.合力做功：W总= W总= F合Lcosα W1+W2+W3+┅（代数和）
一台拖拉机一天能耕地约20亩田地
一头牛一天能耕地五亩田地
谁做的功快

二、功率
思考与讨论
5.一台甲起重机在 30s 内把1吨的货物匀速提高了10m。另一台起重机乙在 30s 内把1吨的货物匀速提高了5m。
1、这两个起重机对货物做功的大小有什么关系？
2、这两个起重机做功的快慢有什么关系？
甲大于乙
甲比乙快
1、物理意义：是表示力对物体做功快慢的物理量。
3、公式：
比值定义法
4、功率是标量。功率表示做功过程中能量转化的快慢。
5、功率的单位：
瓦特（W）常用单位： kW
功率的概念
2、定义：功W跟完成这些功所用时间t的比值
1、关于功率，下列说法中正确的（ 　）
A、功率是说明做功多少的物理量
B、功率是说明力做功快慢的物理量
C、做功时间越长，功率一定小
D、力做功越多，功率一定大
B
练一练：
2.(2022·河北邯郸一中高一月考)质量为2 kg的小球从某一高度由静止释放，经3 s到达地面，不计空气阻力，g取10 m/s2。则(　　)
A.落地时重力的瞬时功率为900 W
B.落地时重力的瞬时功率为450 W
C.3 s内重力的平均功率为600 W
D.3 s内重力的平均功率为300 W
D
练一练：
说明：即使是同一个力做功，做功的功率也可能是变化的，在一段时间内力对物体做功的功率，实际上是这段时间内力对物体做功的平均功率。
平均功率：描述一段时间内做功的平均快慢
瞬时功率：表示在某一时刻做功的快慢
P＝
t
W
当 t 很短很短时，此式表示瞬时功率
当 t 表示一段时间时，此式表示平均功率
平均功率和瞬时功率
功率与速度
(1)功率与速度关系式：P＝______ (F与v方向相同)。
(2)若v是平均速度，则P＝Fv表示平均功率；若v是瞬时速度，则P＝Fv表示瞬时功率。
(3)应用：由功率与速度关系知，汽车、火车等交通工具和各种起重机械，当发动机的输出功率P一定时，要增大牵引力，就要______速度；但要提高速度和增大牵引力，必须提高发动机的__________。
Fv
减小
额定功率
额定功率和实际功率
1、额定功率：是指机器在额定转速下可以长时间工作的最大输出功率，也就是机器铭牌上的标称值。
2、实际功率：是指机器在工作中实际输出的功率。
3、机器不一定在额定功率下工作，机器正常工作时实际功率总是小于或等于额定功率，机器只能在短暂时间内实际功率略大于额定功率，但不允许长时间超过额定功率。
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？
观察与思考
反思：这说明了什么问题？
公式P＝Fv中三个量的制约关系
定值 各量间的关系 应用
P一定 F与v成反比 汽车上坡时，要增大牵引力，应换低速挡减小速度
v一定 F与P成正比 汽车上坡时，要使速度不变，应加大油门，增大输出功率，获得较大牵引力
F一定 v与P成正比 汽车在高速路上，加大油门增大输出功率，可以提高速度
1.关于功率以下说法中正确的是（　　　）
A、据 P=W/t可知，机器做功越多，其功率就越大
B、据 P=Fv可知，汽车牵引力一定与速度成反比
C、据 P=W/t可知，只要知道时间t内机器所做的功， 就可以求得这段时间内任一时刻机器做功的功率
D、根据 P=Fv可知，发动机功率一定时，交通工具的牵引力与运动速度成反比。
D
练一练：
由P =Fv 得
解：匀速行使时, 汽车的牵引力F =F阻= 1800N
F
P
v =
1800
60000
= m/s=33.3m/s=120km/h
v’=54km/h=15m/s
以较低的速度行使时,
实际功率P’ =Fv’ =1800×15W=27kW
2.某型号汽车发动机的额定功率为60kW,在水平路面上行使时受到的阻力是1800N,求发动机在额定功率下汽车匀速行使的速度.在同样的阻力下,如果匀速行使速度只有54km/h,发动机输出的实际功率是多少
练一练：
2、定义式：
1、物理意义：表示做功快慢的物理量
3、计算式：P = F v
该式一般用于求平均功率
4、单位：在国际单位制中 瓦特 W
该式用于求瞬时功率、平均功率
小结：

展开更多......

收起↑