功與功率（第一課時(shí)） 課件 高中物理新人教版必修第二冊（2022-2023學(xué)年）

1、高中物理 新人教版必修第二冊 第8章 機(jī)械能守恒定律8.1 功與功率（第1課時(shí)） 任何人類活動(dòng)都離不開能量。例如，現(xiàn)代化的生活離不開電廠供應(yīng)的電能 老朋友功 在長期的科學(xué)實(shí)踐中，人們發(fā)現(xiàn)不同形式的能量可以互相轉(zhuǎn)化，并且能量的轉(zhuǎn)化與功的概念緊密相連。如果在一個(gè)過程中存在做功的現(xiàn)象，就必然存在能量變化的現(xiàn)象。飛流直下三千尺疑是銀河落九天W=F h Fh起重機(jī)豎直提升重物時(shí)，重物運(yùn)動(dòng)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(dòng)距離的乘積。1. 功的定義： 如果一個(gè)物體受到力的作用，并且在這個(gè)力的方向上通過一段位移，我們就說這個(gè)力對物體做了功。lF（1）作用在物體上的力；（2）物體在力的

2、方向上通過的位移。 2. 做功的兩個(gè)條件：W=F l 老朋友功1. 當(dāng)力F和位移l同向時(shí)：FlF2. 當(dāng)力F和位移l垂直時(shí)：W=F0W=F l FlF老朋友功3. 當(dāng)力F和位移l有一個(gè)任意夾角時(shí)：FW = ?ll FFFF F2F1WF1= F1 lWF2= F2 0一、功（work）3. 當(dāng)力F和位移l有一個(gè)任意夾角時(shí)：（1）力是矢量，可以分解：W = F l cosF cos為在位移方向上的分力l FFF 一、功（work）3. 當(dāng)力F和位移l有一個(gè)任意夾角時(shí)：（2）位移是矢量，也可以分解：Fll1l2l1= l cosl2= l sinW1= Fl 1= F l cos W2= 0l c

3、os是在力的方向上發(fā)生的分位移W = F l cos1. 定義式：W = F l cos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。2. 國際單位： 焦耳（簡稱：焦，符號：J ）3. 功是標(biāo)量，沒有方向；一、功（work）1 J = 1 N 1 m = 1 Nm4. 功是過程量，對應(yīng)一段時(shí)間或位移是力對空間的積累效果；計(jì)算功時(shí)一定要指明是哪個(gè)力在哪個(gè)過程對物體做的功。5. 公式W = F l cos只適用于計(jì)算恒力的功；l是物體的相對地面的位移，不是路程。FmMl（1）物體在水平力F作用下沿光滑水平面加速運(yùn)動(dòng) L ；l = 0l一、功（work）練習(xí)：求三種不同

4、情況下力F做的功W（2）物體在水平力F作用下沿粗糙水平面勻速移動(dòng) L ；（3）物體在沿斜面向上的力F作用下減速上滑 L ； 0l結(jié)論：力做功只與F、L和有關(guān)，與是否受其它力、物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)等其他因素均無關(guān)。方法：將力、位移矢量的箭尾平移到同一個(gè)作用點(diǎn)上。lFlFlF二、尋找力與位移的夾角W = F l cos30W = F l cos150W = F l cos150W 0W 0W 5J cosW物理意義 = /20 /2/2 cos=0cos0cos0W = 0W0W0表示力F對物體不做功表示力F對物體做正功表示力F對物體做負(fù)功三、正功和負(fù)功W = F l cos負(fù)功的物理意義：正功的物理意義

5、：表示該力是動(dòng)力；表示該力是阻力。注意：某力做多少負(fù)功，也可說成“物體克服該力做多少正功”（取絕對值）。vf=5NF1AF2B動(dòng)力阻力三、正功和負(fù)功【例題】一個(gè)質(zhì)量為150kg的雪橇，受到與水平方向成37角斜向上方的拉力，大小為500N，在水平地面上移動(dòng)的距離為5m。地面對雪橇的阻力為100N，cos 37= 0.8。求各力對雪橇做的總功。GfFN37Fx = Fcos 37Wf = f l cos180= - 500J WF = Fx l = Fl cos 37= 2000JWN =Wmg = 0三、正功和負(fù)功【例題】一個(gè)質(zhì)量為150kg的雪橇，受到與水平方向成37角斜向上方的拉力，大小為5

6、00N，在水平地面上移動(dòng)的距離為5m。地面對雪橇的阻力為100N，cos 37= 0.8。求各力對雪橇做的總功。GfFN37法一：法二：F合= Fx-f 300NW合WF+Wf + WN+Wmg1500JW合 F合 l 300N5m1500J1. 分別求出每個(gè)力所做的功，然后求出所有功的代數(shù)和。即：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 l cos四、求總功的兩種方法思考1：作用力和反作用力做功一定是大小相等，正負(fù)相反嗎？如果不是，那他們的做功情況有哪些？SNSN作用力和反作用力做功，其大小不一定相等，正負(fù)也不一定相反。1. 分別求出每個(gè)力所做的功，然后求出所有功的

7、代數(shù)和。即：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 l cos四、求總功的兩種方法v0v0mMLMLmMv0m思考2：滑動(dòng)摩擦力一定做負(fù)功嗎？滑動(dòng)摩擦力可以做正功，也可以做負(fù)功，還可以不做功。1. 分別求出每個(gè)力所做的功，然后求出所有功的代數(shù)和。即：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 l cos四、求總功的兩種方法FAB如圖，A和B相對靜止，一起向右加速運(yùn)動(dòng)靜摩擦力對A做負(fù)功：W = - F L靜摩擦力對B做正功：W = F L思考3：靜摩擦力一定不做功嗎？靜摩擦力可以做正功，也可以做負(fù)功，還可以不做功。但一對靜摩擦力做功之和必定為零。小結(jié)五、練習(xí)與應(yīng)用1. 如圖所示，表示物體在力F的作用下水平發(fā)生了一段位移l，分別計(jì)算這三種情形下力F對物體做的功。設(shè)這三種情形下力F和位移l的大小都是一樣的：F=10N，l=2m。W = F l cos甲：= F l cos30W = F l cos乙：= F l cos150W = F l cos丙：= F l cos30解：五、練習(xí)與應(yīng)用解：GF五、練習(xí)與應(yīng)用3. 一位質(zhì)量為60kg的滑雪運(yùn)動(dòng)員從高為10m的斜坡自由下滑。如果運(yùn)動(dòng)員在下滑過程中受到的阻力為50N，斜坡的傾角為30，運(yùn)動(dòng)員滑至坡底的過程中，所受的幾個(gè)力做的功各是多少？這些力做的總功是多少？FN