高一物理人教版2019必修第二冊同步課件8.1功與功率

8.1功與功率第八章機械能守恒定律學(xué)習(xí)目標(biāo)基本要求1．初步認(rèn)識做功與能量變化的關(guān)系。2．理解功的概念，知道做功的兩個要素，知道功的計算公式和單位。3．知道功是標(biāo)量，知道負(fù)功的兩種等價說法。4．會根據(jù)公式計算多個力的總功。

5．理解功率的意義，知道功率的公式及其單位。

6．知道額定功率的意義。

7．會根據(jù)功率的定義式和運動學(xué)公式，導(dǎo)出辟而。

8．會運用功率公式解決簡單的實際問題。發(fā)展要求1．知道W=Flcosα

的適用范圍。2．初步理解正功、負(fù)功的物理意義。

3．能在實際情景中區(qū)分平均功率與瞬時功率。

4.理解△t很短時，表示的是瞬時功率。

5.能分析汽車發(fā)動機功率一定時，牽引力與汽車速度之間的關(guān)系。說明1．不要求用功的定義式計算變力的功。2．不要求用功率、力和速度的關(guān)系式解決力與速度不在一條直線上的問題。3．不要求定量討論機車以恒定功率起動和勻加速起動的問題。知識回顧物體做功的條件是什么？做功的兩個必要條件:作用在物體上的力;物體在力的方向上通過的距離問題起重機豎直勻速提升重物，重力大小為G，提升高度為h，則重力做功為多少？如果運動的方向與力的方向不一致，如何求拉力做的功？功根據(jù)力的合成與分解，將F分解為沿位移方向和垂直位移方向。沿位移方向垂直位移方向∴拉力做的功W等于F1做的功功1、定義：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、公式：3、功的單位：在國際單位制中，功的單位是焦耳，符號是J，1J=1N/m辨認(rèn)力的方向與位移方向的夾角答案：α答案：π-α答案：α答案：π-α辨認(rèn)力的方向與位移方向的夾角αFSαFSαFSαFS小試牛刀如圖物體在力F的作用下水平發(fā)生了一段位移l，分別計算這三種情形下力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：，角θ的大小如圖所示。W甲=______J，W乙=______J，W丙=______J。151515當(dāng)力與位移不變時，夾角與功有何關(guān)系？正功與負(fù)功即這表示力F的方向與位移l的方向垂直時，力F不做功。當(dāng)時，這表示力F對物體做正功。當(dāng)時，這表示力F對物體做負(fù)功當(dāng)時，請針對這三種情況距離說明？功有正負(fù)，功的正負(fù)表示什么意思？正功負(fù)功正功與負(fù)功1、判斷如圖所示的4種情況中外力F對物體做功的正、負(fù)2、根據(jù)對前面4種情況的分析、比較,歸納為:①在只有一個力做功的情況下,如果這個力對物體做正功,那么物體的速度________;如果這個力對物體做負(fù)功,那么物體的速度________。3、有些同學(xué)認(rèn)為,功有正、負(fù),應(yīng)該是矢量;有些同學(xué)認(rèn)為,功的正、負(fù)并不表示方向,而是表示做功的效果。你怎樣認(rèn)為?與同學(xué)討論這個問題。如果功是標(biāo)量，求幾個標(biāo)量的和——總功？總功求解物體在幾個力的共同作用下發(fā)生一段位移時，這幾個力對物體所做的總功可以用以下兩種方法來求解。1、分別求出每個力所做的功，然后求出所有功的代數(shù)和。即：W總=W1+W2+……+Wn2、先求出物體所受的合力(矢量和)，然后再求出合力的功，即：W總=F合Scosα例題精講

一個質(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，在水平地面上移動的距離為5m。地面對雪橇的阻力為100N，cos37°＝0.8。求各力對雪橇做的總功。解：拉力在水平方向的分力為Fx＝Fcos37°，它所做的功為W1＝Fxl＝Flcos37°＝500×5×0.8J＝2000J阻力與運動方向相反，兩者夾角為180°，它所做的功為W2＝F阻lcos180°＝－100×5J＝－500J力對物體所做的總功為二者的代數(shù)和，即W＝W1＋W2＝2000J－500J＝1500J力對雪橇所做的總功是1500J。課堂小結(jié)一、做功的兩個必要因素①作用在物體上的力②物體在力的方向上發(fā)生一段位移二、功的一般計算公式三、功是標(biāo)量，國際單位制中單位為J四、功的正負(fù)的物理意義：

1、力對物體做正功，該力成為物體運動的動力

2、力對物體做負(fù)功，該力成為為物體運動的阻力五、總功的求法

1、先求每一個力所做的功，在求它們的代數(shù)和；

2、先求合力，再求合力所做的功。小試牛刀關(guān)于功的概念，以下說法正確的是()A.力是矢量，位移是矢量，所以功也是矢量B.功有正、負(fù)之分，若某個力對物體做負(fù)功，表明這個力對該物體的運動起阻礙作用C.若某一個力對物體不做功，說明該物體一定沒有位移D.某物體通過一段位移，作用在該物體上的力一定都做功B小試牛刀用水平恒力F作用于質(zhì)量為m的物體上，使之在光滑的水平面上沿力的方向移動距離l，恒力F做功為W1；再用該恒力作用在質(zhì)量為2m的物體上，使之在粗糙的水平面上沿力的方向移動同樣的距離l，恒力F做功為W2，則兩次恒力做功的關(guān)系是（）A.W1>W2B.W1<W2C.W1=W2D.無法判斷C小試牛刀一個物體在兩個力F1、F2的共同作用下發(fā)生了一段位移，做功分別為W1=8J、W2=-8J，下列說法正確的是()A.這兩個力大小相等 B.這兩個力做的總功為0JC.這兩個力的功率不相等 D.F1比F2做的功多B小試牛刀兩個相互垂直的共點力F1和F2作用在同一物體上，使物體運動一段位移．如果F1=4N，F(xiàn)2=3N，F(xiàn)1對物體做功16J，F(xiàn)2對物體做功9J，則F1和F2的合力大小以及這兩個力的合力對物體做功分別為()A.7N，7JB.7N，25JC.5N，25JD.5N，

C如何比較做功的快慢？同樣搬運50kg磚塊從1樓到10，哪個效率高？有什么區(qū)別？如何比較做功的快慢？FM乙起重機在30秒內(nèi)把1噸的貨物提到相同的高度FM甲起重機在60秒內(nèi)把1噸的貨物提到預(yù)定的高度1、這兩個起重機對貨物做的功有什么關(guān)系？相同2、這兩個起重機哪一個做功的快？乙比甲快3、你又是怎么比較它們做功快慢的？做功相同，時間越短，做功越快功率1、物理意義：是表示力對物體做功快慢的物理量。2、定義：功W跟完成這些功所用時間t的比值3、公式：4、功率是標(biāo)量：功率表示做功過程中能量轉(zhuǎn)化的快慢。5、功率的單位：瓦特（W）技術(shù)上常用單位：kW比值定義法此處算出來的是平均功率還是瞬時功率？瞬時功率如何求解汽車每個時刻的輸出功率？方法一：，此時功率越接近瞬時功率瞬時功率方法二：當(dāng)位移方向與力的方向相同若速度為瞬時速度，則對應(yīng)功率為瞬時功率若速度為平均速度，則對應(yīng)功率為平均功率議一議奧運長跑運動員能否用100m短跑的速度來完成5000m的賽跑路程呢？為什么？人力直接做功能否像起重機做功那樣快？人如果做功過快，會產(chǎn)生什么后果呢？汽車做功能否像飛機做功那樣快？汽車超負(fù)荷運轉(zhuǎn)會產(chǎn)生什么后果呢？人做功過快，會引起疲勞、甚至受傷、生病等，汽車超負(fù)荷工作會造成發(fā)動機熄火或燒毀。額定功率與實際功率額定功率：是指機器在額定轉(zhuǎn)速下可以長時間工作的最大輸出功率，也就是機器銘牌上的標(biāo)稱值。實際功率：是指機器在工作中實際輸出的功率。溫馨提醒：機器正常工作時實際功率總是小于或等于額定功率，機器只能在短暫時間內(nèi)實際功率略大于額定功率，但不允許長時間超過額定功率。汽車爬坡額定功率一定的情況下，如何增大輸出的力量？換擋，減小速度來獲得較大牽引力例題精講

發(fā)動機的額定功率是汽車長時間行駛時所能輸出的最大功率。某型號汽車發(fā)動機的額定功率為60kW，在水平路面上行駛時受到的阻力是1800N，求發(fā)動機在額定功率下汽車勻速行駛的速度。假定汽車行駛速度為54km/h時受到的阻力不變，此時發(fā)動機輸出的實際功率是多少？解汽車在水平路面上勻速行駛時，受到的牽引力F＝F阻＝1800N由于P＝Fv，所以額定功率下的速度當(dāng)汽車以速度v＝54km/h＝15m/s行駛時，有P＝Fv＝1800×15W＝27kW汽車以額定功率勻速行駛時的速度為120km/h。汽車以54km/h的速度行駛時，發(fā)動機輸出的實際功率為27kW小試牛刀一個質(zhì)量是1.0kg的物體，從地面上方20m高處開始做自由落體運動，(g取10m/s2)

①第1s內(nèi)下落的位移是多少？

②這1s內(nèi)重力對物體做多少功？

③第2s內(nèi)物體下落的位移是多少？

④這1s內(nèi)重力對物體做多少功？

⑤前1s和后1s重力對物體做功的功率各是多大？

⑥這2s時間內(nèi)重力對物體做功的功率是多大？h1=5mw1=50Jh2=15mw2=150JP1=50WP2=150W

P3=100W反思：通過以上的計算，說明了什么問題？課堂小結(jié)一、功率的定義：功跟完成這些功所用時間的比值叫做功率二、功率的公式：P=W/t（適用求平均功率）三、功率的物理意義：功率是表示做功快慢的物理量四、國際單位：瓦（w）功率

技術(shù)上常用單位：千瓦（kw）或焦/秒（J/s）

換算關(guān)系：1kw=1000w=1000J/s五、功率與力、速度的關(guān)系的推導(dǎo)六、公式：P=Fv（F與位移s或v同方向）當(dāng)v是平均速度，P是平均功率（F為恒力，且F與同向）；當(dāng)v是瞬時速度，P是瞬時功率七、據(jù)P=Fv可得a.F一定時，P∝vb.v一定時，P∝Fc.P一定時，F(xiàn)∝1/v小試牛刀關(guān)于功率，下列說法正確的是()A.功率是描述力對物體做功多少的物理量B.力做功時間越長，力的功率一定越小C.力對物體做功越快，力的功率一定越大D.力F越大，速度v越大，瞬時功率就越大C小試牛刀質(zhì)量m=2kg的物體，在F=12N水平方向力的作用下，物體與平面間的動摩擦因數(shù)μ=0.5。物體從靜止開始運動，運動時間t=4s。求：(1)力F在4s內(nèi)對物體所做的功(2)力F在4s