功与功率 【知识精讲架构+备课精研精梳】高一下学期物理人教版（2019）必修第二册

功与功率第一节知识清单功：功：1、功的定义与公式（做功三要素）2、正功和负功3、两种计算总功的方法4、恒力做功与变力做功功率：功率：1、功率的概念与公式2、平均功率和瞬时功率3、额定功率和实际功率4、机车启动的两种模式(难点）快做笔记！快做笔记！要点概述要点概述功的定义与公式在初中我们已经学过功的初步知识，如果力的方向与物体的运在初中我们已经学过功的初步知识，如果力的方向与物体的运动方向一致，该怎样计算功呢？动方向一致，该怎样计算功呢？sFW=FS力力F F对物体所做的功等于力的大小与物体移动距离的乘积。对物体所做的功等于力的大小与物体移动距离的乘积。如图甲所示物体如图甲所示物体mm在水平力在水平力F F的作用的作用下水平向前行驶的位移为下水平向前行驶的位移为s s，求力，求力F F对物体所做的功。对物体所做的功。新知导入新知导入思考：如果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思考：如果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。向和雪橇运动方向间有一个角度。s这时应当怎样计算功呢？F新知导入新知导入分析：把计算F做功的问题转化为分别求F1和F2做功的问题。LFF1F2W=WF1=F1L=F Lcos 则力F 对物体所做的功W 等于力F1做的功，而 F1 Fcos，所以分力 F2 的方向与位移的方向垂直，物体在 F2 的方向上没有发生位移，即：WF2=F20功的定义与公式力对物体所做的功等于力对物体所做的功等于力的大小、位移的大小、力与位移夹角的余弦值力的大小、位移的大小、力与位移夹角的余弦值这三者的这三者的乘积乘积。W FL cos 公式：练习：判断下面力与位移夹角为多少度？FL甲30FL乙30LF丙30=150=30=150功的定义与公式1 1、定义：、定义：力对物体所做的功，等于力对物体所做的功，等于力的大小、位移的大小、力与位移夹角余弦力的大小、位移的大小、力与位移夹角余弦这三者的这三者的乘积乘积3、单位：国际单位：焦耳（J）1 J=1 N1 m=1Nm2、公式：（适用于恒力做功）4、标量：遵从代数运算法则。功是标量只有大小，没有方向，但功有正负之分W=F l cosW=F l cos功的定义与公式例1如图所示，坐在雪橇上的人与雪橇的总质量为m，在与水平面成角的恒定拉力F作用下，沿水平地面向右移动了一段距离l.已知雪橇与地面间的动摩擦因数为，重力加速度为g，则雪橇受到的（）A.支持力做功为mglB.重力做功为mglC.拉力做功为Flcos D.滑动摩擦力做功为mgl新课入功的定义与公式C 例例2.2.一个质量为150kg的物体，受到与水平方向成=37角的斜向右上方的拉力F1=500N的作用，在水平地面上移动的距离为L=5m，物体与地面间的滑动摩擦力F2=100N，求拉力F1和滑动摩擦力F2做的功？F1 37F2v解析：拉力F1对物体所做的功为：W1=F1Lcos1=F1Lcos37=2000J摩擦力F2对物体所做的功为：W2=F2Lcos2=F2Lcos180=500J矢量的正、负表示的是方向.功是标量，它的正、负表示什么意思呢？新课入功的定义与公式正功和负功思考讨论：由wF L cos你能说出力与位移成不同的角度时，力的做功的情况吗？1、当 时，cos 0，W 0。力 F 的方向与位移 L 的方向垂直时，力 F 不做功。GFFNv甲物体在水平桌面上运动，重力 G 和支持力 FN 都与位移方向垂直，这两个力都不做功。正功和负功2、0 0，W 0。这表示力 F对物体做正功。Fv乙人用力拉车前进时，人的拉力 F 对车做正功。正功的意义是：力对物体做正功，表明此力的效果是促进物体的运动，是动力。正功和负功3、时，cos 0，w 0。这表示力 F对物体做负功。Fv丙要使运动的小车减速，人向后拉车的力 F 对车做负功。负功的意义是：力对物体做负功，表明此力的效果是阻碍了物体运动，是阻力。一个力对物体做负功，也可说成物体克服这个力做了功（正值）。正功和负功 一辆汽车以一定初速度在粗糙水平面做匀减速直线一辆汽车以一定初速度在粗糙水平面做匀减速直线运动，若阻力做运动，若阻力做20J20J功，功，也可以讲物体克服阻力做了也可以讲物体克服阻力做了20J20J功功。正功和负功 力对物体做正功或负功的条件 由WFlcos 可知(1)当 时，W ，力F对物体 (填“做正功”“做负功”或“不做功”).(2)当0 时，W 0，力F对物体做 功(填“做正功”“做负功”或“不做功”).(3)当时，W 0，力F对物体做 功(填“做正功”“做负功”或“不做功”).0不做功正负正功和负功 比较第一次此人做了比较第一次此人做了8J8J的功与第二次此人做的功与第二次此人做5J5J的功大小？的功大小？想一想想一想vv此人第一次比第二次此人第一次比第二次做功多做功多说明功的正负既不表示功说明功的正负既不表示功的方向也不表示功的大小的方向也不表示功的大小正功和负功正功和负功正功与负功的物理意义;功是能量转化的量度功是能量转化的量度、正、负功实际上表示能量转移的方向、正、负功实际上表示能量转移的方向 （十分重要！）（十分重要！）正功：力正功：力F F对运动起促进作用，外界对该物体输入能量对运动起促进作用，外界对该物体输入能量负功：力负功：力F F对运动起阻碍作用，该物体向外界输出能量对运动起阻碍作用，该物体向外界输出能量快做笔记！快做笔记！课堂总结课堂总结1、功的计算公式：W FL cos 做功三要素：做功三要素：力的大小力的大小位移的大小位移的大小力与位移夹角的余弦值力与位移夹角的余弦值2、正功和负功当 时，cos 0，W 0。0 0，W 0。时，cos 0，w m)分别在同样大小的恒力作用下，沿水平面由静止开始做直线运动，两力与水平面的夹角相同，两物块经过的位移相同.设此过程中F1对A做的功为W1，F2对B做的功为W2，则（)A.无论水平面光滑与否，都有W1W2B.若水平面光滑，则W1W2C.若水平面粗糙，则W1W2D.若水平面粗糙，则W1W2例题精析A如图甲为一女士站立在台阶式自动扶梯上正在匀速上楼，如图乙为一男士站立在履带式自动扶梯上正在匀速上楼。下列关于两人受到的力做功判断正确的是（）A甲图中支持力对人做正功B乙图中支持力对人做正功C甲图中摩擦力对人做负功D乙图中摩擦力对人做负功A甲图中，人不受摩擦力，支持力做正功。FNGfFNG乙图中，支持力不做功，摩擦力做正功。例题精析 例例.如图所示，粗糙的斜面在水平恒力的作用下向左匀速运动，一物块置于斜面上并与斜面保持相对静止，下列说法正确的是()A A.斜面对物块不做功 B B.斜面对地面的摩擦力做负功 C C.斜面对物块的支持力做正功 D D.斜面对物块的摩擦力做负功应用探究 解解析析：斜斜面面对对物物块块的的作作用用力力可可以以等等效效成成一一个个力力，根根据据平平衡衡条条件件，这这个个力力和和物物块块的的重重力力大大小小相相等等，方方向向相相反反，与与物物块块的的位位移移成成90，所所以以不不做做功功，A正正确确；地地面面在在受受到到斜斜面面摩摩擦擦力力时时并并没没有有产产生生位位移移，所所以以斜斜面面对对地地面面的的摩摩擦擦力力不不做做功功，B错错误误；斜斜面面对对物物块块的的支支持持力力与与位位移移方方向向夹夹角角小小于于90，所所以以做做正正功功，C正正确确；斜斜面面对对物物块块的的摩摩擦擦力力与与位位移移夹夹角角大于大于90，所以做负功，所以做负功，D正确。正确。ACDmmmm制作人：方朝阳