物理人教版（2019）必修第二冊(cè)8.1功與功率

第八章機(jī)械能守恒定律第1節(jié)

功與功率知識(shí)回顧1.做功的兩個(gè)因素(1)作用在物體上的力；(2)物體在力的方向上發(fā)生了位移。小車(chē)紋絲不動(dòng)!

2.功的計(jì)算：(力的方向與位移的方向一致）

一、功1、一般情況下，功的計(jì)算公式：2、功的單位：焦耳

力對(duì)物體做正功；

力對(duì)物體做負(fù)功；

力對(duì)物體不做功。

例1、練習(xí)1、關(guān)于功的論述，下列說(shuō)法正確的是()

A、大的力一定比小的力做功多B、+5J的功比-5J的功多C、-10J功比+5J的功多D、力F做功-5J表示物體克服力F做功5J

CD

練習(xí)2、如圖所示，力F大小相等，物體沿水平面向右

運(yùn)動(dòng)的位移L也相同，下列哪種情況F做功最少(

)

(相同)(沿位移方向上的分力)D思考：1、物體做斜拋運(yùn)動(dòng)時(shí)重力做什么功？2、人造衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，地球?qū)λ娜f(wàn)有引力做什么功？

3、如圖所示，小車(chē)靜止在光滑水平軌道上，小球用細(xì)線懸掛在車(chē)上，將小球由圖中位置無(wú)初速度地釋放，小球下擺的過(guò)程中，繩子的拉力對(duì)小球做什么功？

4、當(dāng)物塊沿著放在光滑水平面上的光滑斜面下滑時(shí)，斜面對(duì)它的支持力做什么功？

練習(xí)3、（多選）如圖所示，人站在自動(dòng)扶梯上不動(dòng)，隨扶梯向上勻速運(yùn)動(dòng)，下列說(shuō)法中正確的是(

)A.重力對(duì)人做負(fù)功 B.摩擦力對(duì)人做正功C.支持力對(duì)人做正功 D.合力對(duì)人做功為零ACD

3、特殊情況下，功的計(jì)算公式：

（1）當(dāng)力與位移方向一致時(shí)，

（2）當(dāng)力與位移方向相反時(shí)，

（3）當(dāng)力與位移方向垂直時(shí)，

ABL

練習(xí)4、練習(xí)5、如圖所示，水平路面上有一輛質(zhì)量為M的汽車(chē)，車(chē)廂中有一個(gè)質(zhì)量為m的人正用恒力F向前推車(chē)廂，在車(chē)以加速度a向前加速行駛距離L的過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是(

)A．人對(duì)車(chē)的推力F做的功為FLB．人對(duì)車(chē)做的功為

C．車(chē)對(duì)人的作用力大小為D．車(chē)對(duì)人的摩擦力做的功為(F－ma)LABC

向前：向后：

√

二、總功1、定義：當(dāng)一個(gè)物體在幾個(gè)力的共同作用下發(fā)生一段位移時(shí)，這幾個(gè)力對(duì)物體所做的總功，就是指各個(gè)力分別對(duì)物體所做功的代數(shù)和。2、推論：W總=W1+W2+W3+??????幾個(gè)力對(duì)物體所做的總功，就等于這幾個(gè)力的合力對(duì)物體所做的功。3、求法法一、

法二、

例2、如圖所示，質(zhì)量m＝50kg的滑雪運(yùn)動(dòng)員從高度h＝30m的坡頂由靜止下滑，斜坡的傾角θ＝37°，滑雪板與雪面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.1。(g取10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，裝備質(zhì)量不計(jì))則運(yùn)動(dòng)員滑至坡底的過(guò)程中，各個(gè)力對(duì)運(yùn)動(dòng)員做的總功是多少？答案：

1.3×104J

【課后小結(jié)】1、功的計(jì)算公式：

2、正、負(fù)功的含義及判斷。3、總功的概念及兩種求解方法。

三、變力做功

【例1】以一定的初速度豎直向上拋出一個(gè)小球，小球上升的最大高度為h，空氣阻力的大小恒為f，則從拋出到落回拋出點(diǎn)的過(guò)程中，空氣阻力對(duì)小球做的功為(

)A．0 B．－fhC．－2fh D．－4fh

分階段法：

（路程）【例2】用水平拉力拉著物塊沿半徑為R的水平圓軌道運(yùn)動(dòng)一周，如圖所示，已知物塊與軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，物塊質(zhì)量為m，求此過(guò)程中摩擦力做的功。

微元法：

+(++)()()

ABFβαh【例3】如圖，人用恒力F通過(guò)光滑的定滑輪把靜止在水平面上的物體（可視為質(zhì)點(diǎn)）從位置A緩慢拉到位置B。已知物體質(zhì)量為m，定滑輪離水平地面高度為h，物體在水平位置A、B時(shí)，繩與水平方向的夾角分別為α、β。繩重及一切摩擦不計(jì)，求繩的拉力對(duì)物體做的功。等效替代法：

【例4】如圖所示，輕彈簧一端與豎直墻壁連接，另一端與一質(zhì)量為m的木塊連接，放在光滑的水平面上，彈簧的勁度系數(shù)為k，彈簧處于自然狀態(tài)。(1)今用水平力緩慢拉物體，使物體前進(jìn)距離s，求拉力所做功？(2)彈簧從拉伸s1到s2的過(guò)程中，拉力所做功？

思考：同樣是搬磚，他們的效率一樣嗎？即做功的快慢一樣嗎？四、功率1、物理意義：描述做功快慢的物理量2、定義：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)做的功4、單位：瓦特，簡(jiǎn)稱(chēng)“瓦”，表示符號(hào)為“W”，5、標(biāo)量：只有大小，沒(méi)有方向，但有正負(fù)之分。五、平均功率和瞬時(shí)功率3、定義式：

1、平均功率（1）物理意義：描述一段時(shí)間內(nèi)做功的平均快慢程度（2）計(jì)算公式：2、瞬時(shí)功率（1）物理意義：描述某一時(shí)刻做功的快慢程度（2）計(jì)算公式：

例1.如圖所示，一質(zhì)量m=2kg的滑塊從傾角為370的固定光滑斜面的頂端由靜止開(kāi)始下滑。已知斜面足夠長(zhǎng)，空氣阻力忽略不計(jì)，sin370=0.6，cos370=0.8，重力加速度取g=10m/s2。求：(1)前2秒內(nèi)重力做的功；(2)前2秒內(nèi)重力做功的平均功率；(3)2秒末重力的瞬時(shí)功率。

六、汽車(chē)的啟動(dòng)問(wèn)題（額定）思考：汽車(chē)上非常陡的坡時(shí)，為什么要換檔減速？1、以恒定的功率啟動(dòng)

（一定）（不變）（不變）

例2.設(shè)飛機(jī)飛行中所受阻力與其速度的平方成正比，若飛機(jī)以速度v勻速飛行，其發(fā)動(dòng)機(jī)功率為P，則飛機(jī)以2v勻速飛行時(shí)，其發(fā)動(dòng)機(jī)的功率為（

）A．2PB．4P

C．8PD．無(wú)法確定

C2、以恒定的加速度啟動(dòng)

（一定）（不變）（不變）（不變）（不變）（額定）（不變）（不變）

例3.汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的額定功率為60kw，汽車(chē)的質(zhì)量為5t，汽車(chē)在水平路面上行駛時(shí)，阻力是車(chē)重的0.1倍，g=10m/s2。汽車(chē)保持額定功率不變從靜止啟動(dòng)后:(1)汽車(chē)所能達(dá)到的最大速度是多大？(2)當(dāng)汽車(chē)的速度為5m/s時(shí)加速度多大？(3)當(dāng)汽車(chē)的加速度為2m/s2時(shí)速度多大？4m/s

額

12m/s

額1.4m/s2

額例4.一輛在水平路面上運(yùn)動(dòng)汽車(chē)的額定功率P