《【高中物理】功和功率课件【大单元教学】2022-2023学年高一物理（人教版2019必修第二册）》由会员分享，可在线阅读，更多相关《【高中物理】功和功率课件【大单元教学】2022-2023学年高一物理（人教版2019必修第二册）（21页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、1 功功 和和 功功 率率第八章机械能守恒定律思考与讨论：思考与讨论：起重机竖直提升重物时，重物运动的方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。更普遍的情形是大小与重物移动距离的乘积。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。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？这时应当怎样计算功呢？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功的定义：如果一个物体受到力的作用
2、，并且在这个力的方向上通过一段位移一段位移 ，我们就说这个力对物体做了功。，我们就说这个力对物体做了功。F Fl lF F（1 1）作用在物体上的力）作用在物体上的力（2 2）物体在力的方向上通）物体在力的方向上通过的位移过的位移 做功的两做功的两个条件：个条件：回顾初中时所学知识，功的定义和条件是什么？回顾初中时所学知识，功的定义和条件是什么？导入新课导入新课（缺一不可）（缺一不可）任务一任务一：狗拉爬犁前进狗拉爬犁前进，当力的方向与位移方向既不相同又不垂当力的方向与位移方向既不相同又不垂直时直时，如何求力如何求力F对物体做的功对物体做的功？做功有快慢之分做功有快慢之分，如何描述做功如何描述
3、做功的快慢的快慢？活动一：图片展示马拉雪橇前进的情境、船活动一：图片展示马拉雪橇前进的情境、船夫用纤绳拉船靠岸的情境。夫用纤绳拉船靠岸的情境。新课教学新课教学问题问题1：确定研究对象确定研究对象，受力分析受力分析。问题问题2：拉力与位移方向有什么关系拉力与位移方向有什么关系？马拉雪橇时拉力方向和雪橇位移方向之间有马拉雪橇时拉力方向和雪橇位移方向之间有一个角度。一个角度。根据力的合成与分解，将根据力的合成与分解，将F F分解为分解为沿位移方向和垂直位移方向。沿位移方向和垂直位移方向。沿位移方向沿位移方向垂直位移方向垂直位移方向拉力做的功W等于F1做的功功功分解力的方法分解力的方法问题问题3 3：
4、拉力和位移均为矢量，如何利用初中所学功的计算公式求解拉力的功？：拉力和位移均为矢量，如何利用初中所学功的计算公式求解拉力的功？F Fl ll l1 1l l2 2l l1 1=l lcoscosl l2 2=l lsinsinW W1 1=F=Fl l 1 1=F=Fl lcos cos W W2 2=0=0除了分解力以外还可以分解位移除了分解力以外还可以分解位移:W=FW=Fl lcoscos在力方向发生的位在力方向发生的位移移功功分解位移的方法分解位移的方法问题问题4 4：求解力对物体所做的功时要注意什么？：求解力对物体所做的功时要注意什么？活动二：功的正负。结合公式活动二：功的正负。结合
5、公式 coscosW W物理意义物理意义cos=0cos=0coscos0 0coscos0 0W=0W=0W W0 0W W0 0表示力表示力F F对物体不做功对物体不做功表示力表示力F F对物体做正功对物体做正功表示力表示力F F对物体做负功对物体做负功W=F l cosW=F l cos 若物体做直线运动，由力和位移夹角来判断若物体做直线运动，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若物体做曲线运动，由力和速度夹角来判断完成下列表格完成下列表格。即这即这表示表示力力F F的方向的方向与与位移位移l l的的方向垂直时，方向垂直时，力力F F不不做功做功。当当 时，时，这
6、表示力这表示力 F F对对物体做正功。物体做正功。当当 时，时，这表示力这表示力 F F对对物体做负物体做负功。功。当当 时，时，问题问题1 1：功有正有负，正负是表示功的方向吗？功是标量还是矢量：功有正有负，正负是表示功的方向吗？功是标量还是矢量？1.1.1.1.正负不表示方向，正负不表示方向，正负不表示方向，正负不表示方向，也不表示大小。也不表示大小。也不表示大小。也不表示大小。负功的物理意义负功的物理意义负功的物理意义负功的物理意义:正功的物理意义正功的物理意义正功的物理意义正功的物理意义:表示该力是动力；表示该力是动力；表示该力是动力；表示该力是动力；表示该力是阻力。表示该力是阻力。表
7、示该力是阻力。表示该力是阻力。F F1 1A AF F2 2B B如：如：8J 8J 5J 5J 2.2.2.2.某力做多少负功，某力做多少负功，某力做多少负功，某力做多少负功，也可说成也可说成“物体克服该力做物体克服该力做多少功多少功”（取绝对值）。（取绝对值）。v vf=5Nf=5Nl=2ml=2mA AB B问题问题2 2：功有正有负，负功一定比正功大吗？如何比较功的：功有正有负，负功一定比正功大吗？如何比较功的大小呢？大小呢？举例说明功的正负的含义。举例说明功的正负的含义。例题例题1 1：一：一个质量为个质量为150kg150kg的雪橇，受到与水平方向成的雪橇，受到与水平方向成3737
8、角斜向上方的拉力，大角斜向上方的拉力，大小为小为500N500N，在水平地面上移动的距离为，在水平地面上移动的距离为5m5m。地面对雪橇的阻力为。地面对雪橇的阻力为100N100N，cos 37=cos 37=0.80.8。求各力对雪橇做的总功。求各力对雪橇做的总功。F Fx x =F Fcos 37cos 37W Wf f =f f l l cos180 cos180=-500J500J W WF F =F Fx x l l =F Fl l cos 37 cos 37=2000J 2000JW WN N=W Wmg mg=0=0法二：法二：F F合合=F Fx x-f f 300N300N法
9、一：法一：W W合合W WF F+W Wf f +W WN N+W Wmgmg1500J1500JW W合合 F F合合 l l 300N5300N5m m151500J00J问题：还能想到用什么办法求解各力所做的总功？问题：还能想到用什么办法求解各力所做的总功？1.1.分别求出每个力所做的功，然后求出所有功的代数和。即：分别求出每个力所做的功，然后求出所有功的代数和。即：2.2.先求出物体所受的合力，然后再求出合力的功，即：先求出物体所受的合力，然后再求出合力的功，即：W W总总=F=F合合LcosLcos注意：注意：（1 1）应用）应用F F合合 l l cos cos 时各力必须同时作用
10、在物体上，即发生位移时各力必须同时作用在物体上，即发生位移l l 的过程中，的过程中，物体所受的各力均没有变化物体所受的各力均没有变化。（2 2）无论哪种方法都必须进行正确的受力分析！）无论哪种方法都必须进行正确的受力分析！活动三：功率活动三：功率例题例题1 1：有三台起重机，第一台用了：有三台起重机，第一台用了1min1min把把1t1t货物提到货物提到2m2m的高的高度，第一台用了度，第一台用了1min1min把把1t1t货物提到货物提到4m4m的高度，第一台用了的高度，第一台用了5min5min把把1t1t货物提到货物提到4m4m的高度。的高度。问题问题1 1：这三台机器各做了多少功？：
11、这三台机器各做了多少功？问题问题2 2：哪台起重机做功快？：哪台起重机做功快？问题问题3 3：如何表述物体做功的快慢？：如何表述物体做功的快慢？问题问题4 4：机械工作时，功率并不是一成不变，如何求解机械的：机械工作时，功率并不是一成不变，如何求解机械的瞬时功率呢？瞬时功率呢？建筑工地上有两台起重机将重物吊起，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下表是它们的工作情况记录起重机起重机编号编号被吊物体重力被吊物体重力匀速上匀速上升速度升速度上升的上升的高度高度所用时间所用时间做功做功A2.0103N4 m/s16 m4 sB4.0103N3 m/s6 m2 s问题问题1 1：
12、哪哪台台起重机起重机做功多做功多？问题问题2 2：哪台哪台起重机起重机做功快做功快？我们该如何描述这一做我们该如何描述这一做个做功的快慢呢？个做功的快慢呢？做功相同，时间越短，做功越快做功相同，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间内做功的多少来度量做功的快慢例题例题2 2例例：发发动动机机的的额额定定功功率率是是汽汽车车长长时时间间行行驶驶时时所所能能输输出出的的最最大大功功率率。某某型型号号汽汽车车发发动动机机的的额额定定功功率率为为60kw60kw，在在水水
13、平平路路面面上上行行驶驶时时受受到到的的阻阻力力是是1800N1800N，求求发发动动机机在在额额定定功功率率下下汽汽车车匀匀速速行行驶驶的的速速度度。假假定定汽汽车车行行驶驶速速度度为为54km/h54km/h时受到的阻力不变，此时发动机输出的实际功率是多少？时受到的阻力不变，此时发动机输出的实际功率是多少？以以 v vmaxmax匀速匀速F F =v vP Pa a =m mF F F F阻阻减到减到F F=F F阻阻，a a0 0 v v达到最大达到最大 v vmaxmaxF F阻阻P P加速度逐渐减小的 变加速直线运动匀速直线运动问题问题1 1：当汽车匀速行驶时，受力分析，牵引力与阻力
14、什么关系？：当汽车匀速行驶时，受力分析，牵引力与阻力什么关系？问题问题2 2：功率一定时，求解速度选用哪个公式？：功率一定时，求解速度选用哪个公式？问题问题1 1：学到的功的计算方法与初中所学有什么区别和联系？在运：学到的功的计算方法与初中所学有什么区别和联系？在运用定义式计算功时有哪些注意事项？用定义式计算功时有哪些注意事项？概念基本一样，只不过高中有位移了，功是力和位移的乘积。初中是力乘以沿力概念基本一样，只不过高中有位移了，功是力和位移的乘积。初中是力乘以沿力方向移动的距离。方向移动的距离。利用功的计算公式进行计算时的注意点：利用功的计算公式进行计算时的注意点：1 1、力与物体移动的距离
15、在方向上必须一致。、力与物体移动的距离在方向上必须一致。2 2、力与物体移动的距离必须对应于同一物体。、力与物体移动的距离必须对应于同一物体。3 3、力与物体移动的距离必须对应于同一段时间。、力与物体移动的距离必须对应于同一段时间。如果一个力作用在物体上，物体在这个力的方向上移动了一段距离，力学里就说如果一个力作用在物体上，物体在这个力的方向上移动了一段距离，力学里就说这个力做了功。这个力做了功。即使存在力，也可能没有做功。例如，在匀速圆周运动中，向即使存在力，也可能没有做功。例如，在匀速圆周运动中，向心力没有做功，因为做圆周运动的物体的动能没有发生变化。同样的，桌上的一心力没有做功，因为做圆
16、周运动的物体的动能没有发生变化。同样的，桌上的一本书，尽管桌对书有支持力，但因没有位移而没有做功。本书，尽管桌对书有支持力，但因没有位移而没有做功。活动四：课堂小结活动四：课堂小结问题问题2 2：现实中，只受一个力的物体非常少。当一个物体受到多个力作用时，如：现实中，只受一个力的物体非常少。当一个物体受到多个力作用时，如何求解总功？两种方法有什么区别？何求解总功？两种方法有什么区别？1.1.分别求出每个力所做的功，然后求出所有功的代数和。即：分别求出每个力所做的功，然后求出所有功的代数和。即：2.2.先求出物体所受的合力，然后再求出合力的功，即：先求出物体所受的合力，然后再求出合力的功，即：W W总总=F=F合合LcosLcos注意：注意：（1 1）应用）应用F F合合 l l cos cos 时各力必须同时作用在物体上，即发生位移时各力必须同时作用在物体上，即发生位移l l 的过程中，的过程中，物体所受的各力均没有变化物体所受的各力均没有变化。（2 2）无论哪种方法都必须进行正确的受力分析！）无论哪种方法都必须进行正确的受力分析！问题问题3 3：做功有快有慢，要描述做功的快慢我们定义
