8.1+功和功率+課件+-2024-2025學(xué)年高一下學(xué)期物理人教版（2019）必修第二冊

人教版高中物理必修第二冊

第八章

機(jī)械能守恒定律授課教師：xxx8.1

功與功率目錄正功與負(fù)功0201功功率03機(jī)車啟動兩類問題04①力

②在力的方向發(fā)生位移功的概念：如果一個物體受到力的作用，并且在這個力的方向上通過一段位移，我們就說這個力對物體做了功。lFW=Fl力F對物體所做的功等于力的大小與物體移動距離的乘積。舊知回顧如果物體運動的方向與力的方向不一致，例如馬拉雪橇?xí)r拉力方向和雪橇運動方向間有一個角度。l這時應(yīng)當(dāng)怎樣計算功呢？Fα思考與討論建立物理模型lFαF2F1WF1=F1·lWF2=F2·0位移方向上的力①分解力求功FαF2F1②分解位移求功Fαl2l1ll1=lcosαl2=lsinαW1=Fl

1=FlcosαW2=0W=Flcosα力方向上發(fā)生的位移01功（1）公式：W=FLcosα力對物體做的功，等于力的大小、位移的大小、力于位移夾角的余弦這三者的乘積。力F：為恒力；位移L：為對地位移；夾角α：為力與位移的夾角，0～1800范圍變化。一、功（2）功的單位：焦耳符號：J1J=1N×1m=1N·m；1N的力使物體產(chǎn)生1m的位移，做功為1J。（3）功是過程量：對應(yīng)一段時間或位移是力對空間的積累效果；

計算功時一定要指明是哪個力在哪個過程對物體做的功。αFl答案：ααFlαFl答案：

ααFS答案：

π-α

尋找“夾角α”方法：將力、位移矢量的箭尾移到同一個作用點上，可以將力的方向向位移方向旋轉(zhuǎn)，當(dāng)力的方向與位移方向相同時，力的方向所轉(zhuǎn)過的較小的角度就是力與位移方向的夾角。一、功（4）力與位移的夾角方法歸納：將力、位移矢量的箭尾移到同一個作用點上。（α為力和位移兩向量的夾角）甲乙丙丁答案：

π-α

正功與負(fù)功02α

cosαW的數(shù)值功的正負(fù)

GFNαvαFvvFαW=0W>0W<0cosα=0cosα>0cosα<0不做功正功負(fù)功1.根據(jù)W=Flcosα判斷功的正負(fù)二、正功與負(fù)功例

圖甲為一男士站立在傾斜履帶式扶梯上勻速上樓，圖乙為一女士站在臺階式自動扶梯上勻速上樓。關(guān)于兩人所受的力做功情況，下列說法正確的是()A.圖甲中支持力對男士不做功B.圖甲中摩擦力對男士做負(fù)功C.圖乙中支持力對女士不做功D.圖乙中摩擦力對女士做負(fù)功A1.根據(jù)W=Flcosα判斷功的正負(fù)二、正功與負(fù)功小組活動:感受正功和負(fù)功思考：在靠近過程中，彈力對物體做正功還是負(fù)功，此力是動力還是

阻力？在遠(yuǎn)離過程中呢？VFFvFv正功-動力負(fù)功-阻力2.功正負(fù)的物理意義二、正功與負(fù)功(1)功的正負(fù)既不表示方向，也不表示大小，

只表示動力做功還是阻力做功，功是一個有正負(fù)的標(biāo)量。(2)某力對物體做負(fù)功，往往說成“物體克服某力做功”（取絕對值）2.功正負(fù)的物理意義二、正功與負(fù)功正功的物理意義:表示該力是動力負(fù)功的物理意義:表示該力是阻力【例題1】一個質(zhì)量m=150kg的雪撬，受到與水平方向成θ=37°角斜向上方的拉力F=500N，在水平地面上移動的距離L=5m。物體與地面間的滑動摩擦力F阻=100N。求力對物體所做的總功。vFθFNGF阻W拉＝Flcosθ＝FLcos37°阻力F阻做的功：W阻＝F阻Lcos180°＝－F阻L代入數(shù)據(jù)，得：W合＝1500JW合＝W拉＋W阻＝FLcos37°－F阻L力做的總功：拉力F做的功：解：重力和支持力與運動方向垂直，對物體不做功3.典例解析二、正功與負(fù)功方法一解：vFθFNGF阻F1＝Fcosθ代入數(shù)據(jù)，得W合＝1500JW合＝F合Lcos0°＝（Fcosθ－F阻）L力對雪橇做的總功F1F2F2＝FsinθF合＝F1－F阻＝Fcosθ－F阻3.典例解析二、正功與負(fù)功【例題1】一個質(zhì)量m=150kg的雪撬，受到與水平方向成θ=37°角斜向上方的拉力F=500N，在水平地面上移動的距離L=5m。物體與地面間的滑動摩擦力F阻=100N。求力對物體所做的總功。方法二(1)求F合，再求W合：W總=F合Lcosα(2)先求每個力的功，再求和：

W總=W1+W2+……+Wn

=F1Lcosα1+F2Lcosα2+……FnLcosαn4.求總功的方法二、正功與負(fù)功vFθFNGF阻

我們學(xué)習(xí)了一個力對物體所做的功的求解方法，而物體所受的力往往不止一個，那么如何求解這幾個力對物體所做的功呢？功率03(1)定義：功跟完成這些功所用時間的比值，叫做功率。

(2)公式：(3)單位：瓦特，簡稱瓦，符號是W，1W＝1J/s，1kW＝1000W。(4)物理意義：反映力對物體做功的快慢。(5)功率是標(biāo)量，表示做功的過程中能量轉(zhuǎn)移或轉(zhuǎn)化的快慢三、功率1.功率的概念比值定義法（1）額定功率：是指機(jī)器正常工作時的最大輸出功率，機(jī)器銘牌上的標(biāo)稱值。（2）實際功率：是指機(jī)器在工作中實際輸出的功率。注意：機(jī)器不一定在額定功率下工作，機(jī)器正常工作時實際功率總是小于或等于額定功率，機(jī)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。三、功率2.幾種常見的功率（3）平均功率：描述在一段時間內(nèi)做功的平均快慢（4）瞬時功率：表示在某一時刻做功的快慢當(dāng)t表示一段時間時，表示平均功率當(dāng)t很短很短時，表示瞬時功率W＝Flcosα三、功率3.功率另一表達(dá)形式P＝Fvcosα若v表示平均速度，則P表示平均功若v表示瞬時速度，則P表示瞬時功率對于公式P=Fvcosα的幾點說明：(1)式中F為對物體做功的力，若為發(fā)動機(jī)，則F指牽引力。(2)若當(dāng)F與v同方向時（α＝0），P＝Fv①當(dāng)P

一定時，F(xiàn)和v

有反比關(guān)系；

②當(dāng)F

一定時，P

和v

有正比關(guān)系；

③當(dāng)v

一定時，F(xiàn)和P

有正比關(guān)系?！纠}2】發(fā)動機(jī)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(jī)的額定功率是60kW，在水平路面上的行駛時所受的阻力為1800N，①求發(fā)動機(jī)在額定功率下汽車勻速行駛的速度。②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(jī)輸出的實際功率是多少？解：勻速行使時，汽車的牽引力：F=F阻=1800N由P=Fv

，額定功率下的速度為：當(dāng)v實=54km/h=15m/s時，三、功率典例解析機(jī)車啟動兩類問題041.以恒定功率P額啟動;機(jī)車的啟動方式有兩種：2.在恒定的牽引力F作用下勻加速啟動。四、機(jī)車啟動兩類問題vtO當(dāng)F=F阻時，a＝0

，v達(dá)到最大

保持vm勻速vF＝vPa＝mF－F阻↑-↓↑--↓↓vm＝F阻PF阻F牽F阻F牽vmv-t圖象加速階段的圖象勻速階段的圖象a減小的變加速運動勻速運動v0=0，P恒=P額vm四、機(jī)車啟動兩類問題1.以恒定功率P額啟動靜止的列車在平直軌道上以恒定的功率起動，在開始的一小段時間內(nèi)，列車的運動狀態(tài)是（）A、列車做勻加速直線運動B、列車的速度和加速度均不斷增加C、列車的速度增大，加速度減小D、列車做勻速運動

√四、機(jī)車啟動兩類問題1.以恒定功率P額啟動1.速度達(dá)到最大之前，F(xiàn)為變力，發(fā)動機(jī)做的功只能用W=Pt

計算，不能用W=Fx計算。2.達(dá)到最大速度的本質(zhì)條件是：a=0vmvtO3.達(dá)到最大速度時，有

P額=F阻vm四、機(jī)車啟動兩類問題1.以恒定功率P額啟動當(dāng)F=F阻時，a＝0，v達(dá)到最大

保持vm勻速F=vP額a=mF－F阻↑-↓

v↑↓--↓vm=F阻P額加速度逐漸減小的變加速直線運動勻速直線運動a=mF－F阻----F-v↑P=Fv↑↑-當(dāng)P=P額時，保持P額繼續(xù)加速勻加速直線運動四、機(jī)車啟動兩類問題2.以恒定加速度啟動v0=0，F(xiàn)恒F阻F牽F牽=F阻，vm=P/F阻F阻F牽vmv↑，P=P額v-t圖像勻加速階段的圖像勻速階段的圖像勻加速運動勻速運動a減小的變加速直線運動變加速階段的圖像vtOvm四、機(jī)車啟動兩類問題2.以恒定加速度啟動1.機(jī)車做勻加速運動只能維持一段時間，當(dāng)功率增大到額定功率時，勻加速運動結(jié)束，此時速度為v1，勻加速時間為t1，則t1=P額(ma+F阻)a3.勻加速結(jié)束的條件是：P實=Pmax=P額2.達(dá)到最大速度的本質(zhì)條件：

a=04.達(dá)到最大速度時，有

P額=F阻vmP額=Fv1=(ma+F阻)v1=(ma+F阻)at1四、機(jī)車啟動兩類問題2.以恒定加速度啟動一輛小汽車在水平路面上由靜止啟動，在前5s內(nèi)做勻加速直線運動，5s末達(dá)到額定功率，之后保持額定功率運動，其v-t圖象如圖．已知汽車的質(zhì)量為m=2×103kg，汽車受到地面的阻力為車重的0.1倍，則(

)A．汽車在前5s內(nèi)的牽引力為4×103NB．汽車在前5s內(nèi)的牽引力為6×103NC．汽車的額定功率為60kWD．汽車的最大速度為30m/s

BCD四、機(jī)車啟動兩類問題2.以恒