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新课引入
支持力做功，人的化学能减少，杠铃的重力势能增加
新课引入
重力做功，重力势能减小，动能增加
新课引入
弹力做功，弹性势能减少，箭矢动能增加
新课引入
规律小结：
能量的转化与功的概念密切相连
功是能量转化的量度
第八章 机械能守恒定律
第一节 功 与 功 率
高一年级物理备课组
一、功
起重机竖直提升重物时，作用力对重物做功了吗？保持高度不变，水平向前运动过程中，作用力对重物做功了吗？
问题一：
一、功
问题二：马拉雪橇时拉力方向和雪橇运动方向间有一个角度， 这时应当怎样计算功呢？
一、功
问题探究一：力做功的必要因素：
运送货物
提升货物
【探究归纳】
做功的两个必要因素：力和物体在力的方向上发生的位移。
（1）当F与l同方向时，写出功的表达式
l
A
B
F
问题探究二：功的计算
【探究归纳】
当F与l同方向时:
一、功
学生活动一：完成下列问题的探究
l
A
B
（2）当F与l不同方向时，W=？
F
α
F
α
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
W1= F1l = F COSαl
W2 = 0
W = W1 + W2
当力与位移夹角为α时：W = F l cosα
F1
F2
【理论探究】
【探究归纳】
一、功
探究结论：功的计算公式
力对物体所做的功，等于力的大小、位移的大小、力和位移的夹角的余弦三者的乘积。
说明：（1）F是作用在物体上的某个恒力
（2）l是F的作用点发生的位移
（3）α是矢量F和l的夹角，0～180°
（4）功是标量，单位：在国际单位制中，功的单位是焦耳.
（5）功是过程量，反应了力对空间的累积效应
一、功
一、功
问题探究三：正功和负功
学生活动二：根据功的计算公式，写出上述两种情况下力对物体所做的功，从计算的结果分析功的不同
一、功
探究结论：
1.当α＝90°时，W＝0,力对物体不做功
3.当90°＜α≤180°时，cosα＜0，W＜0，力对物体做负功。
2.当0°＜α＜90° cosα＞0，W＞0，力对物体做正功。
问题三、正功、负功的意义:
正功: 表示动力对物体做功（促进）
负功: 表示阻力对物体做功（阻碍）
一个力对物体做负功，往往说成物体克服这个力做功。
例如：一个力对物体做了－6J的功，
可以说成物体克服这个力做了6J的功。
一、功
练习1、已知甲、乙、丙、丁四种情况下，力的方向与位移方向的夹角，判断四种情况做功的正负
300
F
l
乙
450
F
l
丙
300
F
l
甲
600
F
l
丁
随堂练习
2、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，重力加速度为g，则雪橇受到的（ ）
A.支持力做功为mgl
B.重力做功为mgl
C.拉力做功为Flcos θ
D.滑动摩擦力做功为－μmgl
随堂练习
C
练习3，人站在超市自动扶梯的斜面上,与扶梯一起沿斜面匀速上升.在这个过程中,人脚所受的静摩擦力(　)
A.等于零,对人不做功 B.沿斜面向上,对人不做功
C.沿斜面向上,对人做负功 D.沿斜面向上,对人做正功
讨论：所有力的做功情况？
随堂练习
练习4：如图所示，质量为m＝2 kg的 物体静止在水平地面上，受到与水平地面夹角为θ＝37°、大小F＝10 N的拉力作用，物体移动了l＝2 m，物体与地面间的动摩擦因数μ＝0.3，g取10 m/s2.求：
(1)拉力F所做的功W1 (2)摩擦力Ff所做的功W2
(3)重力G所做的功W3 (4)弹力FN所做的功W4
随堂练习
如图，一个物体在拉力F的作用下，水平向右移动的位移为l
α
F
FN
f
G
l
重力和支持力不做功，因为它们和位移的夹角为90°；
F所做的功为：W1＝Flcosα，
滑动摩擦力f所做的功为：W2＝flcos180°＝－fl，
问题1：各个力对物体做的功是多少？
【理论探究】
一、功
问题探究四：总功的计算
根据正交分解法求得物体所受的合力，
F合=Fcosα－f，合力方向向右，与位移同向；
合力所做的功为：W＝F合lcos0°＝（Fcosα－f）l。
各个力对物体所做功的代数和为：
W=W1+W2=(Fcosα－f）l，
问题2：各个力对物体所做功的代数和是多少？
问题3：物体所受的合力是多少？合力所做的功是多少？
一、功
探究结论：当物体在几个力的共同作用下发生一段位移时，这几个力对物体所做的总功可以用以下方法来求解
①求出各个力所做的功，则总功等于各个力所做功的代数和。
（W自身含有符号）
②求出各个力的合力，则总功等于合力所做的功。
（α为合力与位移方向的夹角）
W合 = F合l cosα
一、功
随堂练习
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，求外力对物体所做的总功.(cos 37°＝0.8，sin 37°＝0.6)
二、功率
问题探究五：做功的快慢
二、功率
问题四、回答下列问题
问题1、情境中的人和机器对物体做的功有什么关系？
问题2、情境中人和机器哪一个做功快？
问题3、你是怎么比较二者做功快慢的？
问题4、若做功不同，时间不同，该如何比较？
二、功率
类比速度、加速度的定义方法——比值定义法
——可以描述做功的快慢，引入新概念：功率
探究小结：
功率的单位:
瓦特（W）
物理意义：表示力对物体做功快慢的物理量。
(单位时间做功的多少)
功率：
力对物体做的功W跟完成这些功所用时间t的比值叫功率
定义式：
1kW＝1000W
功率是标量
二、功率
平均功率：描述在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
平均功率和瞬时功率
求平均功率：
求瞬时功率：
（v是平均速度）
（v是瞬时速度）
二、功率
额定功率vs实际功率
1.额定功率:
2.实际功率:
实际功率应小于或等于额定功率, 不能长时间大于额定功率,否则会损坏机器,应尽量避免。
机械或用电器正常工作状态下所能输出的最大功率叫额定功率，也就是机器铭牌上的标称值。
机器工作时实际输出的功率
二、功率
汽车的功率
汽车在行驶的过程中，发动机的最大功率等于额定功率。
P = F v
汽车功率
汽车的牵引力
汽车的瞬时速度
汽车加速运动的情况有两种：
1、以额定功率P启动;
2、在恒定的牵引力F作用下匀加速启动。
二、功率
注意：
在日常生活中，我们经常说某台机器的功率，或某物体做功的功率，实际上是指某个力对物体做功的功率，指这个物体的额定功率。
例如：
汽车发动机的功率就是汽车牵引力的功率
起重机吊起货物的功率就是钢绳拉力的功率
二、功率
【例】某人用同一水平力F先后两次拉同一物体，第一次使此物体沿光滑水平面前进l距离，第二次使此物体沿粗糙水平面也前进l距离，若先后两次拉力做的功分别为W1和W2，拉力做功的功率分别是P1和P2，则( )
A.W1=W2，P1=P2 B.W1=W2，P1＞P2
C.W1＞W2，P1＞P2 D.W1＞W2，P1=P2
B
例题分析
【例】关于功率，以下说法中正确的是（ ）
A.根据 P= 可知，机器做功越多，其功率就越大
B.根据 P=Fv可知，汽车牵引力一定与速度成反比
C.根据 P= 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，汽车的牵引力与运动速度成反比
D
例题分析
静止的列车在平直轨道上以恒定的功率起动，在开始的一小段时间内，列车的运动状态是（ ）
A、列车做匀加速直线运动
B、列车的速度和加速度均不断增加
C、列车的速度增大，加速度减小
D、列车做匀速运动
例题分析
C
致谢
谢 谢 聆 听！
高一物理备课组

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