功與功率+高一下學(xué)期物理人教版（2019）必修二

第八章機(jī)械能守恒定律8.1功與功率第一課時(shí)人教版（2019）

體會(huì)下列兩個(gè)實(shí)例，思考功是描述什么的物理量？一、知識(shí)回顧

什么是功？

力作用在物體上，且使這個(gè)物體在力的方向上運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)的距離與力的乘積叫做功。物理走向生活生活走向物理運(yùn)用實(shí)例一實(shí)例一運(yùn)動(dòng)小車撞手提水桶

什么是功？物理走向生活生活走向物理運(yùn)用實(shí)例一實(shí)例一運(yùn)動(dòng)小車撞手提水桶爬樓梯力的作用效果積累消耗體能力積累的距離越長(zhǎng)效果越明顯距離越長(zhǎng)越疼一、知識(shí)回顧

上述兩個(gè)過程都是人用力對(duì)物體做功的過程，都要消耗體能。所以做功的過程是能量轉(zhuǎn)化的過程，做功越多，能量轉(zhuǎn)化得越多，因而功是能量轉(zhuǎn)化的量度。能量的改變一定伴隨著做功過程一、知識(shí)回顧功的定義：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(duì)物體做了功。FlF（1）作用在物體上的力（2）物體在力的方向上通過的位移

做功的兩個(gè)條件：回顧初中時(shí)所學(xué)知識(shí)，功的定義和條件是什么？（缺一不可）一、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=F·0W=Fl

FlF一、知識(shí)回顧力與位移方向相同，力做功力的方向上有位移力與位移方向垂直不做功在力方向上沒有位移想一想下圖中叉車對(duì)圓柱形工件的力做功嗎？一、知識(shí)回顧更普遍的情形是物體運(yùn)動(dòng)的方向與力的方向不一致，例如馬拉雪橇?xí)r拉力方向和雪橇運(yùn)動(dòng)方向間有一個(gè)角度。這時(shí)應(yīng)當(dāng)怎樣計(jì)算功呢？Fα思考功02一、用分解力的方法求功lFFαFαFαW2=0

F2F1當(dāng)力F和位移

l

成α?xí)r：WF1=F1·lWF2=F2·0二、功二、用分解位移的方法求功Fll1l2αl1=lcosαl2=lsinαW1=Fl

1=FlcosαW2=0除了分解力以外還可以分解位移:W=Flcosα在力方向發(fā)生的位移二、功三、功1.公式：W=Flcosα力對(duì)物體所做的功，等于力的大小、位移的大小、力與位移夾角（

α取0～180°）的余弦這三者的乘積。2.國(guó)際單位:

焦耳（簡(jiǎn)稱：焦

——符號(hào)：J）１Ｊ＝１Ｎ×１m=1N·m3.功是標(biāo)量，沒有方向，但有正負(fù)?！發(fā)cosα”整體也可稱為力方向上的位移4.物理意義：功是能量轉(zhuǎn)化的量度(過程量)。二、功（1）功是過程量，對(duì)應(yīng)一段時(shí)間或位移是力對(duì)空間的積累效果；故計(jì)算功時(shí)一定要指明是哪個(gè)力在哪個(gè)過程對(duì)物體做的功。5.說明（2）公式W=Flcosα只適用于計(jì)算恒力的功，l是物體的位移，不是路程。ＦmMl二、功1.物體在水平力Ｆ作用下沿光滑水平面加速運(yùn)動(dòng)L；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作用下減速上移L；μ=0lllμ≠0力做功只與F、L和α有關(guān),與是否有受其它力，物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)等其他因素?zé)o關(guān)。下面三種不同的情況下的做功分別是多少？思考怎樣找力與位移的夾角?方法：將力、位移矢量的箭尾移到同一個(gè)作用點(diǎn)上。lFlFlF思考尋找“夾角α”可以將力的方向向位移方向旋轉(zhuǎn)，當(dāng)力的方向與位移方向相同時(shí)，力的方向所轉(zhuǎn)過的較小的角度就是力與位移方向的夾角。辨認(rèn)力與位移的夾角夾角：α夾角：π-α夾角：α夾角：π-α

F

乙

l

α

α

αF甲F

α

lF

l

l做一做lF光滑水平面αlF粗糙水平面αF大小相同，l相同,角度也相同，哪種情況下拉力F做的功多?★說明了一個(gè)力所做的功只由力和力的方向上發(fā)生的位移決定,跟物體是否還受到其它力作用,以及物體的運(yùn)動(dòng)情況均無關(guān)思考★注意：①做功只與F、l

、α三者有關(guān)，與物體的受力情況（是否受其它力、其它力是否做功及做功多少）和運(yùn)動(dòng)形式（勻速或變速）無關(guān)，即力對(duì)物體做功具有獨(dú)立性。②計(jì)算功時(shí)，一定要明確是計(jì)算哪個(gè)力對(duì)物體所做的功，不能張冠李戴。③力F與位移l必須具有同時(shí)性，即l必須是力F作用過程中的位移。正功和負(fù)功03力與位移夾角為銳角(0≤α＜π/2)0≤α<π/2，cosα>0，W=Flcosα>0即力對(duì)物體做正功α三、正功和負(fù)功力與位移夾角為鈍角(π/2＜α≤π)π/2<α≤π，-1≤cosα<0，W=Flcosα<0即力對(duì)物體做負(fù)功或“物體克服某力做功(取絕對(duì)值)”閱讀課文

完成下表αcosαW物理意義α=π/2α＜π/2π/2＜α≤πcosα=0cosα＞0cosα＜0W=0W＞0W＜0表示力F對(duì)物體不做功表示力F對(duì)物體做正功表示力F對(duì)物體做負(fù)功W=Flcosα

若物體做直線運(yùn)動(dòng)，由力和位移夾角來判斷

若物體做曲線運(yùn)動(dòng)，由力和速度夾角來判斷正功和負(fù)功

1.正負(fù)不表示方向，也不表示大小。負(fù)功的物理意義:正功的物理意義:表示該力是動(dòng)力；表示該力是阻力。F1AF2B如：－8J>5J2.某力做多少負(fù)功，也可說成“物體克服該力做多少功”（取絕對(duì)值）。vf=5Nl=2mAB幾個(gè)力對(duì)物體做的總功03

我們學(xué)習(xí)了一個(gè)力對(duì)物體所做的功的求解方法，而物體所受的力往往不止一個(gè)，那么如何求解這幾個(gè)力對(duì)物體所做的功呢？【例題】如圖，一個(gè)物體在拉力F的作用下，水平向右移動(dòng)位移為s，求各個(gè)力對(duì)物體做的功是多少；各個(gè)力對(duì)物體所做功的代數(shù)和如何；物體所受的合力是多少；合力所做的功是多少。αFFNfGsαFFNfG解：（法一）重力和支持力不做功∵它們和位移的夾角為900F所做的功為：Ｗ1＝Fscosα，滑動(dòng)摩擦力f所做的功為：Ｗ2＝fscos1800＝－fs各個(gè)力對(duì)物體所做功的代數(shù)和為：Ｗ=Ｗ1+Ｗ2=(Ｆcosα－f）s（法二）根據(jù)正交分解法求得物體所受的合力Ｆ合=Ｆcosα－f，合力方向向右，與位移同向；合力所做的功為：Ｗ＝Ｆ合scos00＝（Ｆcosα－f）s求總功的兩種方法1.分別求出每個(gè)力所做的功