还剩42页未读，
继续阅读
高中物理人教版 (2019)必修 第二册1 功与功率多媒体教学ppt课件
展开
这是一份高中物理人教版 (2019)必修 第二册1 功与功率多媒体教学ppt课件，共50页。PPT课件主要包含了WFl，温故知新，WF·0，l1lcosα，l2lsinα，W20，国际单位，辨认力与位移的夹角，夹角α，夹角π-α等内容，欢迎下载使用。
起重机竖直提升重物时，重物运动的方向与力的方向一致，则力对物体做的功为力的大小与重物移动距离的乘积。
功的定义：如果一个物体受到力的作用，并且在这个力的方向上通过一段位移 ，我们就说这个力对物体做了功。
（1）作用在物体上的力
（2）物体在力的方向上通过的位移
回顾初中时所学知识，功的定义和条件是什么？
1.当力F和位移 l 同向时：
2.当力F和位移 l 垂直时：
力与位移方向相同，力做功
力与位移方向垂直不做功
下图中叉车对圆柱形工件的力做功吗？
更普遍的情形是物体运动的方向与力的方向不一致，例如马拉雪橇时拉力方向和雪橇运动方向间有一个角度。这时应当怎样计算功呢？
一、用分解力的方法求功
当力F和位移 l 成α时：
WF1=F1·lWF2=F2·0
二、用分解位移的方法求功
W1= Fl 1= Flcs α
除了分解力以外还可以分解位移:
1.公式：W = Flcsα
力对物体所做的功，等于力的大小、位移的大小、力与位移夹角（ α取0～180°）的余弦这三者的乘积。
焦耳（简称：焦 ——符号：J）
１Ｊ＝１Ｎ×１m=1N·m
3.功是标量，没有方向，但有正负。
“lcsα”整体也可称为力方向上的位移
4.物理意义：功是能量转化的量度(过程量)。
（1） 功是过程量，对应一段时间或位移是力对空间的积累效果；故计算功时一定要指明是哪个力在哪个过程对物体做的功。
（2）公式W = Fl csα只适用于计算恒力的功，l是物体的位移，不是路程。
怎样找力与位移的夹角?
方法：将力、位移矢量的箭尾移到同一个作用点上。
寻找“夹角α”可以将力的方向向位移方向旋转，当力的方向与位移方向相同时，力的方向所转过的较小的角度就是力与位移方向的夹角。
1.物体在水平力Ｆ作用下沿光滑水平面加速运动L；2.物体在水平力Ｆ作用下沿粗糙水平面匀速移动L；3.物体在沿斜面向上的力Ｆ作用下减速上移L；
力做功只与F、L和α有关,与是否有受其它力，物体运动状态等其他因素无关。
下面三种不同的情况下的做功分别是多少？
F大小相同，l相同,角度也相同，哪种情况下拉力F做的功多?
★说明了一个力所做的功只由力和力的方向上发生的位移决定,跟物体是否还受到其它力作用,以及物体的运动情况均无关
★注意：① 做功只与F、l 、α三者有关，与物体的受力情况（是否受其它力、其它力是否做功及做功多少）和运动形式（匀速或变速）无关，即力对物体做功具有独立性。②计算功时，一定要明确是计算哪个力对物体所做的功，不能张冠李戴。③力F与位移l必须具有同时性，即l必须是力F作用过程中的位移。
【例题】一个质量m=150kg的物体，放在光滑水平面上，受到沿水平方向的拉力F =500N，在水平地面上移动的距离L=5m。求：(1)拉力对物体做的功。(2)重力和支持对物体做的功。
力的方向与位移方向一致，W=FL
解：（1）拉力F对物体所做的功为 WF = FL=500×5J= 2500J。
（2）WN=0， WG=0
力的方向与位移方向垂直，W=0
初速度为0，两物块完全相同，拉力F、位移l相同，动摩擦力大小为f求两物块末速度
力与位移夹角为锐角(0≤α＜π/2)
0≤α<π/2，csα>0，W=Flcsα>0 即力对物体做正功
力与位移夹角为钝角(π/2＜α≤π)
π/2 <α≤π，-1≤csα<0，W=Flcsα<0即力对物体做负功
或“物体克服某力做功(取绝对值)”
W = F l csα
若物体做直线运动，由力和位移夹角来判断
若物体做曲线运动，由力和速度夹角来判断
1. 正负不表示方向，也不表示大小。
如：－8J > 5J
2.某力做多少负功，也可说成“物体克服该力做多少功”（取绝对值）。
【例题】一个质量m＝150kg的雪橇，受到与水平方向成37°角的斜向上方的拉力F=500N，在水平地面上移动的距离为5m，物体与地面间的滑动摩擦力f＝100N，cs 37°＝ 0.8。求（1）各个力对物体所做的功（2）各个力对物体做功的代数和（3）物体所受的合力（4）合力对物体做的功
【解析】（1）拉力在水平方向的分力为 Fx ＝ Fcs 37°WF＝ Fx l ＝Fl cs 37°＝2 000J阻力与运动方向相反:Wf ＝ f l cs180°＝－500J, WN＝Wmg＝0（2）力对物体所做总的代数和， 即W ＝WF+Wf + WN+Wmg＝1500J（3）F合= Fx-f＝ 300N（4）W合＝ F合 l ＝300N×5m＝1500J
我们学习了一个力对物体所做的功的求解方法，而物体所受的力往往不止一个，那么如何求解这几个力对物体所做的功呢？
【例题】如图，一个物体在拉力F的作用下，水平向右移动位移为s，求各个力对物体做的功是多少；各个力对物体所做功的代数和如何 ；物体所受的合力是多少；合力所做的功是多少。
解：（法一）重力和支持力不做功（它们和位移的夹角为900）F所做的功为：Ｗ1＝Fscsα，
滑动摩擦力f所做的功为：Ｗ2＝fscs1800＝－fs
各个力对物体所做功的代数和为：Ｗ=Ｗ1+Ｗ2=(Ｆcsα－f）s
（法二）根据正交分解法求得物体所受的合力Ｆ合=Ｆcsα－f，合力方向向右，与位移同向；
合力所做的功为：Ｗ＝Ｆ合scs00＝（Ｆcsα－f）s
1.分别求出每个力所做的功，然后求出所有功的代数和。即：
2.先求出物体所受的合力，然后再求出合力的功，即：
注意： （1）应用F合 l cs α时各力必须同时作用在物体上，即发生位移l 的过程中，物体所受的各力均没有变化。（2 ）无论哪种方法都必须进行正确的受力分析！
一、作用力与反作用力做功
思考：作用力和反作用力做功一定是大小相等,正负相反吗?如果不是，那他们的做功情况有哪些？
作用力和反作用力做功，其大小不一定相等，正负也不一定相反。
3.作用力与反作用力等大反向，但是W=Flcsα，故作用力与反作用力做功不一定相等、也不一定一正一负．
2.作用力与反作用力可同时做正功或同时做负功。（例如磁铁间或者两车相撞时）
1、作用力与反作用力同时存在，作用力做功时，反作用力可能做功，也可能不做功，可能做正功，也可能做负功。反之亦然。
小结：作用力和反作用力做功的特点
【例题】一个木箱放置在匀加速上升的自动扶梯上，随自动扶梯一起上升，跟扶梯保持相对静止。木箱所受的重力对木箱做________功，木箱所受的弹力对木箱做_______功。木箱所受的摩擦力对木箱做_______功。
【例题】小木块置于旋转的水平转台上，随转台一起匀速转动，小木块受到的摩擦力对木块______功；若小木块随转台一起减速转动而没有相对滑动，则小木块受到的摩擦力对木块做————功。
【例题】AB两物体叠放在光滑水平面上，A物体用线系在墙上，B 物体在力 F作用下向右运动，则f1对A————功，f2对B做————功。
【例题】AB两物体叠放在光滑水平面上，在外力F作用下，保持相对静止一起向右做匀加速运动移动S， 则摩擦力f1对A做————功，f2对B做————功。
W1=f S W2= - f S W1 + W2= 0
静摩擦力可以做正功，也可以做负功，还可以不做功。但一对静摩擦力做功之和必定为零。
建筑工地上有两台起重机将重物吊起，下表是它们的工作情况记录：
问题1：哪台起重机做功多？问题2：哪台起重机做功快？
我们该如何描述这一做个做功的快慢呢？
做功相同，时间越短，做功越快
时间相同，做的功越多，做功越快
方法：物理上采用的是利用单位时间内做功的多少来度量做功的快慢
3.单位：在国际单位制中，功率的单位是瓦特，简称瓦，符号是W。 1W＝1J/s=1N•m/S，技术上常用千瓦（kW）1kW＝1000W=103W
1.定义：力对物体做的功W，跟完成这些功所用时间t的比值叫功率.
4.物理意义：反映力对物体做功的快慢。(表示做功过程中能量转化的快慢)
5.说明：功率是标量，计算功率时，一般不带正负号。
同时这个公式变形后给我们提供了一种求功的方法，即 W=pt．
(单位时间做功的多少)
二、平均功率和瞬时功率
即使是同一个力做功，做功的功率也可能是变化的，在一段时间内力对物体做功的功率，实际上是这段时间内力对物体做功的平均功率。
平均功率：描述在一段时间内做功的平均快慢
瞬时功率：表示在某一时刻做功的快慢
当 t 很短很短时，此式表示瞬时功率
当 t 表示一段时间时，此式表示平均功率
三、功率的另一种表达式
若v表示瞬时速度，则P 表示瞬时功率
若 v表示平均速度，则P 表示平均功率
当F 和 v 方向相同时(即α=0°时)，对于公式 P = F v1.当P 一定时，F 和 v 有什么关系？2.当F 一定时，P 和 v 有什么关系？3.当v 一定时，F 和 P 有什么关系？
式中Ｆ为对物体做功的力，若为发动机，则F指牵引力。
1、平均功率：表示在一段时间内力对物体做功的平均快慢
2.瞬时功率：表示在某一时刻力对物体做功的快慢
1.如图所示,人站在自动扶梯上不动,随扶梯向上匀速运动,下列说法中正确的是( )A.重力对人做负功B.摩擦力对人做正功C.支持力对人做正功D.合力对人做功为零
2.如图所示的四幅图是小新提包回家的情景,小新对提包的拉力没有做功的是( )A.人将包从地上提起来B.人提着包,站在匀速行驶的车上C.人提着包,乘升降电梯上楼D.人提着包上楼
3．在粗糙的水平面上放置一质量为m＝2 kg的滑块，现对该滑块施加一与水平方向成θ＝37°角斜向右上方的恒力，滑块在该力作用下沿水平方向向右做直线运动，某段时间内的位移大小为l＝2 m．已知滑块与水平面间的动摩擦因数为μ＝0.2，恒力的大小为F＝10 N，重力加速度g＝10 m/s2，sin 37°＝0.6，cs 37°＝0.8.求滑块受的拉力、摩擦力以及滑块受的合力做的功分别为多少？
起重机竖直提升重物时，重物运动的方向与力的方向一致，则力对物体做的功为力的大小与重物移动距离的乘积。
功的定义：如果一个物体受到力的作用，并且在这个力的方向上通过一段位移 ，我们就说这个力对物体做了功。
（1）作用在物体上的力
（2）物体在力的方向上通过的位移
回顾初中时所学知识，功的定义和条件是什么？
1.当力F和位移 l 同向时：
2.当力F和位移 l 垂直时：
力与位移方向相同，力做功
力与位移方向垂直不做功
下图中叉车对圆柱形工件的力做功吗？
更普遍的情形是物体运动的方向与力的方向不一致，例如马拉雪橇时拉力方向和雪橇运动方向间有一个角度。这时应当怎样计算功呢？
一、用分解力的方法求功
当力F和位移 l 成α时：
WF1=F1·lWF2=F2·0
二、用分解位移的方法求功
W1= Fl 1= Flcs α
除了分解力以外还可以分解位移:
1.公式：W = Flcsα
力对物体所做的功，等于力的大小、位移的大小、力与位移夹角（ α取0～180°）的余弦这三者的乘积。
焦耳（简称：焦 ——符号：J）
１Ｊ＝１Ｎ×１m=1N·m
3.功是标量，没有方向，但有正负。
“lcsα”整体也可称为力方向上的位移
4.物理意义：功是能量转化的量度(过程量)。
（1） 功是过程量，对应一段时间或位移是力对空间的积累效果；故计算功时一定要指明是哪个力在哪个过程对物体做的功。
（2）公式W = Fl csα只适用于计算恒力的功，l是物体的位移，不是路程。
怎样找力与位移的夹角?
方法：将力、位移矢量的箭尾移到同一个作用点上。
寻找“夹角α”可以将力的方向向位移方向旋转，当力的方向与位移方向相同时，力的方向所转过的较小的角度就是力与位移方向的夹角。
1.物体在水平力Ｆ作用下沿光滑水平面加速运动L；2.物体在水平力Ｆ作用下沿粗糙水平面匀速移动L；3.物体在沿斜面向上的力Ｆ作用下减速上移L；
力做功只与F、L和α有关,与是否有受其它力，物体运动状态等其他因素无关。
下面三种不同的情况下的做功分别是多少？
F大小相同，l相同,角度也相同，哪种情况下拉力F做的功多?
★说明了一个力所做的功只由力和力的方向上发生的位移决定,跟物体是否还受到其它力作用,以及物体的运动情况均无关
★注意：① 做功只与F、l 、α三者有关，与物体的受力情况（是否受其它力、其它力是否做功及做功多少）和运动形式（匀速或变速）无关，即力对物体做功具有独立性。②计算功时，一定要明确是计算哪个力对物体所做的功，不能张冠李戴。③力F与位移l必须具有同时性，即l必须是力F作用过程中的位移。
【例题】一个质量m=150kg的物体，放在光滑水平面上，受到沿水平方向的拉力F =500N，在水平地面上移动的距离L=5m。求：(1)拉力对物体做的功。(2)重力和支持对物体做的功。
力的方向与位移方向一致，W=FL
解：（1）拉力F对物体所做的功为 WF = FL=500×5J= 2500J。
（2）WN=0， WG=0
力的方向与位移方向垂直，W=0
初速度为0，两物块完全相同，拉力F、位移l相同，动摩擦力大小为f求两物块末速度
力与位移夹角为锐角(0≤α＜π/2)
0≤α<π/2，csα>0，W=Flcsα>0 即力对物体做正功
力与位移夹角为钝角(π/2＜α≤π)
π/2 <α≤π，-1≤csα<0，W=Flcsα<0即力对物体做负功
或“物体克服某力做功(取绝对值)”
W = F l csα
若物体做直线运动，由力和位移夹角来判断
若物体做曲线运动，由力和速度夹角来判断
1. 正负不表示方向，也不表示大小。
如：－8J > 5J
2.某力做多少负功，也可说成“物体克服该力做多少功”（取绝对值）。
【例题】一个质量m＝150kg的雪橇，受到与水平方向成37°角的斜向上方的拉力F=500N，在水平地面上移动的距离为5m，物体与地面间的滑动摩擦力f＝100N，cs 37°＝ 0.8。求（1）各个力对物体所做的功（2）各个力对物体做功的代数和（3）物体所受的合力（4）合力对物体做的功
【解析】（1）拉力在水平方向的分力为 Fx ＝ Fcs 37°WF＝ Fx l ＝Fl cs 37°＝2 000J阻力与运动方向相反:Wf ＝ f l cs180°＝－500J, WN＝Wmg＝0（2）力对物体所做总的代数和， 即W ＝WF+Wf + WN+Wmg＝1500J（3）F合= Fx-f＝ 300N（4）W合＝ F合 l ＝300N×5m＝1500J
我们学习了一个力对物体所做的功的求解方法，而物体所受的力往往不止一个，那么如何求解这几个力对物体所做的功呢？
【例题】如图，一个物体在拉力F的作用下，水平向右移动位移为s，求各个力对物体做的功是多少；各个力对物体所做功的代数和如何 ；物体所受的合力是多少；合力所做的功是多少。
解：（法一）重力和支持力不做功（它们和位移的夹角为900）F所做的功为：Ｗ1＝Fscsα，
滑动摩擦力f所做的功为：Ｗ2＝fscs1800＝－fs
各个力对物体所做功的代数和为：Ｗ=Ｗ1+Ｗ2=(Ｆcsα－f）s
（法二）根据正交分解法求得物体所受的合力Ｆ合=Ｆcsα－f，合力方向向右，与位移同向；
合力所做的功为：Ｗ＝Ｆ合scs00＝（Ｆcsα－f）s
1.分别求出每个力所做的功，然后求出所有功的代数和。即：
2.先求出物体所受的合力，然后再求出合力的功，即：
注意： （1）应用F合 l cs α时各力必须同时作用在物体上，即发生位移l 的过程中，物体所受的各力均没有变化。（2 ）无论哪种方法都必须进行正确的受力分析！
一、作用力与反作用力做功
思考：作用力和反作用力做功一定是大小相等,正负相反吗?如果不是，那他们的做功情况有哪些？
作用力和反作用力做功，其大小不一定相等，正负也不一定相反。
3.作用力与反作用力等大反向，但是W=Flcsα，故作用力与反作用力做功不一定相等、也不一定一正一负．
2.作用力与反作用力可同时做正功或同时做负功。（例如磁铁间或者两车相撞时）
1、作用力与反作用力同时存在，作用力做功时，反作用力可能做功，也可能不做功，可能做正功，也可能做负功。反之亦然。
小结：作用力和反作用力做功的特点
【例题】一个木箱放置在匀加速上升的自动扶梯上，随自动扶梯一起上升，跟扶梯保持相对静止。木箱所受的重力对木箱做________功，木箱所受的弹力对木箱做_______功。木箱所受的摩擦力对木箱做_______功。
【例题】小木块置于旋转的水平转台上，随转台一起匀速转动，小木块受到的摩擦力对木块______功；若小木块随转台一起减速转动而没有相对滑动，则小木块受到的摩擦力对木块做————功。
【例题】AB两物体叠放在光滑水平面上，A物体用线系在墙上，B 物体在力 F作用下向右运动，则f1对A————功，f2对B做————功。
【例题】AB两物体叠放在光滑水平面上，在外力F作用下，保持相对静止一起向右做匀加速运动移动S， 则摩擦力f1对A做————功，f2对B做————功。
W1=f S W2= - f S W1 + W2= 0
静摩擦力可以做正功，也可以做负功，还可以不做功。但一对静摩擦力做功之和必定为零。
建筑工地上有两台起重机将重物吊起，下表是它们的工作情况记录：
问题1：哪台起重机做功多？问题2：哪台起重机做功快？
我们该如何描述这一做个做功的快慢呢？
做功相同，时间越短，做功越快
时间相同，做的功越多，做功越快
方法：物理上采用的是利用单位时间内做功的多少来度量做功的快慢
3.单位：在国际单位制中，功率的单位是瓦特，简称瓦，符号是W。 1W＝1J/s=1N•m/S，技术上常用千瓦（kW）1kW＝1000W=103W
1.定义：力对物体做的功W，跟完成这些功所用时间t的比值叫功率.
4.物理意义：反映力对物体做功的快慢。(表示做功过程中能量转化的快慢)
5.说明：功率是标量，计算功率时，一般不带正负号。
同时这个公式变形后给我们提供了一种求功的方法，即 W=pt．
(单位时间做功的多少)
二、平均功率和瞬时功率
即使是同一个力做功，做功的功率也可能是变化的，在一段时间内力对物体做功的功率，实际上是这段时间内力对物体做功的平均功率。
平均功率：描述在一段时间内做功的平均快慢
瞬时功率：表示在某一时刻做功的快慢
当 t 很短很短时，此式表示瞬时功率
当 t 表示一段时间时，此式表示平均功率
三、功率的另一种表达式
若v表示瞬时速度，则P 表示瞬时功率
若 v表示平均速度，则P 表示平均功率
当F 和 v 方向相同时(即α=0°时)，对于公式 P = F v1.当P 一定时，F 和 v 有什么关系？2.当F 一定时，P 和 v 有什么关系？3.当v 一定时，F 和 P 有什么关系？
式中Ｆ为对物体做功的力，若为发动机，则F指牵引力。
1、平均功率：表示在一段时间内力对物体做功的平均快慢
2.瞬时功率：表示在某一时刻力对物体做功的快慢
1.如图所示,人站在自动扶梯上不动,随扶梯向上匀速运动,下列说法中正确的是( )A.重力对人做负功B.摩擦力对人做正功C.支持力对人做正功D.合力对人做功为零
2.如图所示的四幅图是小新提包回家的情景,小新对提包的拉力没有做功的是( )A.人将包从地上提起来B.人提着包,站在匀速行驶的车上C.人提着包,乘升降电梯上楼D.人提着包上楼
3．在粗糙的水平面上放置一质量为m＝2 kg的滑块，现对该滑块施加一与水平方向成θ＝37°角斜向右上方的恒力，滑块在该力作用下沿水平方向向右做直线运动，某段时间内的位移大小为l＝2 m．已知滑块与水平面间的动摩擦因数为μ＝0.2，恒力的大小为F＝10 N，重力加速度g＝10 m/s2，sin 37°＝0.6，cs 37°＝0.8.求滑块受的拉力、摩擦力以及滑块受的合力做的功分别为多少？
相关课件
人教版 (2019)必修 第二册第八章 机械能守恒定律1 功与功率课堂教学课件ppt： 这是一份人教版 (2019)必修 第二册<a href="/wl/tb_c163080_t3/?tag_id=26" target="_blank">第八章 机械能守恒定律1 功与功率课堂教学课件ppt</a>，共39页。PPT课件主要包含了问题2，正功和负功，例题1，思考与讨论，例题2，练习与应用等内容，欢迎下载使用。
高中物理1 功与功率授课ppt课件： 这是一份高中物理1 功与功率授课ppt课件，共60页。
高中人教版 (2019)第八章 机械能守恒定律1 功与功率图文课件ppt： 这是一份高中人教版 (2019)第八章 机械能守恒定律1 功与功率图文课件ppt，共23页。PPT课件主要包含了贴近生活寻找功率，WFlcosα，回顾复习引入新知，哪一个做功快呢，W＝1Js，功率是标量，W＝Fl，P＝Fv，W＝Flcosα，P＝Fvcosα等内容，欢迎下载使用。
