高中物理課件：功和功率

功和功率我們來一起學(xué)習(xí)物理中重要的概念：功和功率。這兩個(gè)概念在生活中無處不在，從簡單的舉重到復(fù)雜的機(jī)器運(yùn)行，都離不開它們。什么是功力的作用當(dāng)物體在力的作用下發(fā)生位移時(shí)，力對物體做了功。位移的發(fā)生功的大小取決于力的大小、位移的大小以及力與位移方向之間的夾角。力的方向功是一個(gè)標(biāo)量，它描述了力的作用對物體運(yùn)動(dòng)的影響程度。計(jì)算功的公式功的公式功等于力的大小乘以物體在力的方向上移動(dòng)的距離，即W=F*S。力與位移方向一致當(dāng)力與物體運(yùn)動(dòng)方向一致時(shí)，功為正值，表示力對物體做了正功。力與位移方向相反當(dāng)力與物體運(yùn)動(dòng)方向相反時(shí)，功為負(fù)值，表示力對物體做了負(fù)功。功的單位1焦耳1焦耳等于1牛頓的力使物體在力的方向上移動(dòng)1米所做的功。1000千焦耳1千焦耳等于1000焦耳。功率的定義做功快慢功率描述的是物體在單位時(shí)間內(nèi)所做的功，反映了做功的快慢程度。功率越大做功越快，物體在相同時(shí)間內(nèi)完成的工作量更大。功率的計(jì)算公式1定義功率是指物體在單位時(shí)間內(nèi)所做的功。它表示做功的快慢程度。2公式功率=做功/時(shí)間，即P=W/t3應(yīng)用功率的計(jì)算公式可以用來計(jì)算各種機(jī)械設(shè)備、發(fā)動(dòng)機(jī)等的功率，例如，汽車的功率、電動(dòng)機(jī)的功率等。功率的單位單位符號瓦特W千瓦kW兆瓦M(jìn)W做功的方式力沿位移方向做功力與位移呈銳角做功力垂直于位移方向做功力沿位移方向做功當(dāng)力的方向與物體運(yùn)動(dòng)方向一致時(shí)，力對物體做正功。例如，自行車向前行駛，騎車人對自行車施加的推力與自行車運(yùn)動(dòng)方向一致，推力對自行車做正功。力垂直于位移方向做功當(dāng)作用力方向與物體位移方向垂直時(shí)，力不做功。例如，物體在水平面上勻速運(yùn)動(dòng)，受到的重力垂直于位移方向，重力不做功。同樣地，物體在豎直方向勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，水平方向的拉力垂直于位移方向，水平方向的拉力也不做功。力與位移呈銳角做功力與位移的夾角力與位移方向之間的角度為銳角，即小于90度。力做正功力在這個(gè)情況下對物體做正功，因?yàn)榱Φ囊徊糠滞苿?dòng)物體運(yùn)動(dòng)。功的計(jì)算功的大小等于力的大小乘以位移的大小，再乘以力與位移方向夾角的余弦。力與位移呈鈍角做功當(dāng)力的方向與位移方向成鈍角時(shí)，力對物體做的功為負(fù)功。負(fù)功表示力對物體的運(yùn)動(dòng)起阻礙作用，導(dǎo)致物體的動(dòng)能減小或勢能增加。例如，當(dāng)物體沿斜面向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，重力方向向下，與位移方向成鈍角，重力對物體做負(fù)功，導(dǎo)致物體動(dòng)能減小，勢能增加。推力作用下的做功推力是使物體運(yùn)動(dòng)或改變運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的力。當(dāng)推力與物體運(yùn)動(dòng)方向一致時(shí)，推力對物體做正功。例如，用推車運(yùn)送貨物，推力方向與車運(yùn)動(dòng)方向一致，推力對車做正功。阻力作用下的做功向上運(yùn)動(dòng)當(dāng)物體向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，阻力做負(fù)功，減少物體的動(dòng)能。剎車運(yùn)動(dòng)當(dāng)物體剎車時(shí)，阻力做負(fù)功，將物體的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為熱能。功和能量的關(guān)系1做功改變能量做功是能量轉(zhuǎn)化的體現(xiàn)，功的大小代表能量轉(zhuǎn)化的多少。2功的正負(fù)正功意味著能量的增加，負(fù)功意味著能量的減少。3功和能量守恒能量既不會(huì)憑空產(chǎn)生，也不會(huì)憑空消失，只會(huì)從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式，或者從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體。動(dòng)能定理1動(dòng)能定理合外力做功等于物體動(dòng)能的變化量2動(dòng)能物體由于運(yùn)動(dòng)而具有的能量3功力對物體做的功，改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)功的正負(fù)與能量變化正功當(dāng)力對物體做正功時(shí)，物體的能量會(huì)增加。負(fù)功當(dāng)力對物體做負(fù)功時(shí)，物體的能量會(huì)減少。動(dòng)能的增加和降低增加物體運(yùn)動(dòng)速度增加，動(dòng)能增加。降低物體運(yùn)動(dòng)速度降低，動(dòng)能降低。勢能的增加和降低1升高勢能增加2降低勢能減少摩擦力做負(fù)功的例子當(dāng)物體在粗糙表面上滑動(dòng)時(shí)，摩擦力會(huì)阻礙物體的運(yùn)動(dòng)，做負(fù)功，使物體的動(dòng)能減小。例如，一輛汽車在剎車時(shí)，摩擦力會(huì)使汽車減速，動(dòng)能轉(zhuǎn)化為熱能，導(dǎo)致輪胎和路面發(fā)熱。彈簧勁力做正功的例子當(dāng)彈簧被拉伸或壓縮時(shí)，彈簧的勁力會(huì)對物體做功。如果彈簧勁力方向與物體位移方向一致，則彈簧勁力做正功。例如，當(dāng)我們用彈簧發(fā)射一個(gè)小球時(shí)，彈簧的勁力推動(dòng)小球向前運(yùn)動(dòng)，在這個(gè)過程中，彈簧的勁力對小球做正功。重力做正功的例子蘋果落地蘋果從樹上掉落，重力做正功，蘋果的重力勢能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能。瀑布水從瀑布上流下，重力做正功，水的重力勢能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能。重力做負(fù)功的例子當(dāng)物體向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，重力方向向下，與位移方向相反，所以重力做負(fù)功。例如，當(dāng)我們向上拋一個(gè)球時(shí)，球在上升過程中，重力做負(fù)功，導(dǎo)致球的動(dòng)能減小，速度減慢。電動(dòng)機(jī)的功率電動(dòng)機(jī)的功率是指電動(dòng)機(jī)在單位時(shí)間內(nèi)完成的功，一般用瓦特(W)表示。電燈泡的功率電燈泡的功率表示電燈泡消耗電能的快慢功率越大電燈泡消耗電能越快，亮度越高功率越小電燈泡消耗電能越慢，亮度越低日常生活中的功率電燈泡功率表示電燈泡消耗電能的快慢。汽車發(fā)動(dòng)機(jī)功率表示汽車發(fā)動(dòng)機(jī)做功的快慢。手機(jī)功率表示手機(jī)消耗電能的快慢。能效概念及重要性1節(jié)約能源能效是指設(shè)備在執(zhí)行特定任務(wù)時(shí)，消耗的能量與獲得的效益之間的比值。2降低成本提高能效可以減少能源消耗，降低生產(chǎn)和使用成本。3環(huán)境保護(hù)減少能源消耗，降低溫室氣體排放，保護(hù)環(huán)境。提高能效的措施節(jié)約用電使用節(jié)能燈泡，關(guān)閉待機(jī)設(shè)備，合理使用空調(diào)和電器。提高建筑能效采用保溫材料，優(yōu)化建筑設(shè)計(jì)，減少能源浪費(fèi)。發(fā)展清潔能源積極推廣太陽能、風(fēng)能、水能等可再生能源，減少化石燃料的依賴。提高工業(yè)能效采用先進(jìn)技術(shù)，優(yōu)化生產(chǎn)工藝，降低能源消耗。節(jié)約用電的重要性減少能源消耗節(jié)約用電是減少能源消耗的重要手段，有助于保護(hù)環(huán)境和資源。降低經(jīng)濟(jì)成本合理用電能夠降低家庭或企業(yè)的電費(fèi)支出，節(jié)省經(jīng)濟(jì)