8.1功和功率第1课时

人教版必修第二册什么是功？如果一个物体受到力的作用，并且在力的方向上发生了位移，物理学中就说这个力对物体做了功。a、作用在物体上的力b、物体在力的方向上发生的位移1.功的概念：3.做功的两个不可缺少的因素W=Fl2.公式:初中(1)如果力的方向与物体的运动方向一致，这个力所做的功是多少？l功的计算W=FlF支F支lF不做功即W=0(2)如果力的方向与物体的运动方向垂直，这个力所做的功是多少？WF1=F1·lWF2=F2·0又F1=Fcosα一物体在与水平方向成60°角斜向上的力F=10N的作用下，在光滑水平面上由静止开始移动l=5m,请你求出力F所做功。FFlααW=？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lFF2F1α即W=Fcosα·ll2l11、定义：W=Flcosα力对物体所做的功，等于力的大小、位移的大小、力与位移夹角余弦这三者的乘积功3、单位国际单位：焦耳（焦）单位符号：J１Ｊ＝１Ｎ×１m=1N·m2、公式W表示力对物体所做的功，F表示物体所受到得力，Ｌ是物体所发生的位移，α是力F和位移Ｌ之间的夹角，求功时一定明确要求的是哪一个力在哪一段位移上做的功。功的计算时，各量要求统一采用国际单位制适用于恒力做功4、功是标量5、物理意义:描述物体的运动过程的物理量,是力在空间上的积累效果。正功和负功：自学课本Ｐ75页正功和负功完成下列表格：αCOSαW物理意义α=π/2α＜π/2π/2＜α≤πCOSα=0COSα＞0COSα＜0W=0W＞0W＜0表示力F对物体不做功表示力F对物体做正功表示力F对物体做负功结合表格思考正功和负功的物理意义？结合表格思考不做功有哪几类情况？正负功的物理意义动力学角度能量角度正功表示这个力对物体来说是动力力对物体做正功，使物体获得能量负功表示这个力是阻力，对物体的运动起阻碍作用物体克服外力做功，使物体失去能量如：1、摩擦力对某物体做了-20J的功，也可说物体克服摩擦力做了20J的功。2、竖直上抛物体的上升过程：重力对物体做负功，或物体克服重力做了功某力对物体做负功，往往说成“物体克服某力做功”（取绝对值），两种说法的意义是等同的。1.F⊥l2.F=03.l=0不做功的情况2练习1.辨认力的方向与位移方向的夹角αFS甲答案：ααFS乙答案：π-ααFS丙答案：ααFS丁答案：π-α【例1】(多选)如图所示，某商场的电动扶梯坡面与水平面成θ角，质量为m的人站在电梯上，并始终随电梯一起从静止开始匀加速上升，达到规定的速度后匀速上升，最后匀减速上升直到停止．若用G表示人受到的重力，用FN表示人受到的支持力，用Ff表示人受到的摩擦力，则下列说法中正确的是()A．上升过程中，Ff一直做负功B．上升过程中，G一直做负功C．上升过程中，FN一直做正功D．上升过程中，Ff一直做正功A向上加速时摩擦力水平向右，与位移夹角为锐角，此时摩擦力做正功×B因为人的高度升高，故重力一直做负功√C上升过程中支持力竖直向上，与位移的夹角为锐角，故支持力一直做正功√D减速上升过程中，人受到的摩擦力水平向左，与位移夹角为钝角，故摩擦力做负功×【针对训练1】滑板运动是青少年喜爱的一项运动，一块滑板由板面滑板支架和四个轮子等部分组成。一位练习者踩着滑板在水平地面上向右匀速滑行，若练习者的脚受到的摩擦力为Ff1，脚对滑板的摩擦力为Ff2，下列说法正确的是()A．Ff1做正功，Ff2做负功B．Ff1做负功、Ff2做正功C．Ff1、Ff2均做正功D．因为是静摩擦力，Ff1、Ff2都不做功求总功的方法2.求各个力所做功的代数和1.求几个力的合力所做的功cosWFl121122coscos先求出合外力F，再由计算。先分别求出各个力所做的功：111cosWFl222cosWFl再对各个力做的功求代数和．【例2】如图所示，雪橇在与水平方向成α角的拉力F的作用下，在水平雪面上沿直线匀速前进了s的距离．(1)试求作用在雪橇上的各个力所做的功．(2)外力对雪橇做的总功是多少？[拓展]若雪橇(质量为m)在水平雪面上，以加速度a匀加速前进了s的距离，那么情况又如何？(用两种方法计算总功)变式训练2如图所示，一位质量m＝50kg的滑雪运动员从高度h＝30m的斜坡顶端自由滑下(初速度为零)．斜坡的倾角θ＝37°，滑雪板与雪面间动摩擦因数μ＝0.1.则运动员滑至坡底的过程中，求：(1)各个力所做的功分别是什么？(2)合力做了多少功？(不计空气阻力，g取10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)一台耕地机一天能耕地约20亩田地一头牛一天能耕地五亩田地谁做的功快?谁做的功快?老农挑水抽水机抽水2.功率的单位:瓦特（W）1.物理意义：表示力对物体做功快慢的物理量。(单位时间做功的多少)一、功率：力对物体做的功W跟完成这些功所用时间t的比值叫功率定义式：SJW11是标量1kW＝1000WtWP4.功率的另一表达式①v可以是瞬时速度,也可以是平均速度大小②α是F与v方向的夹角，当ɑ=00时P=Fv3.P=W/t求出来的是力在一段时间内做功的平均快慢程度，即平均功率。cosFLWtWPtLvtFLPcoscosFvP1.平均功率：描述在一段时间内做功的平均快慢2.瞬时功率：表示在某一时刻做功的快慢二、平均功率和瞬时功率求平均功率：求瞬时功率：（v是平均速度）（v是瞬时速度）tWPcosFvPcosFvP【例3】关于功率，P＝t(W)和P＝Fv以下说法中正确的是()A．由P＝t(W)知，只要知道W和t就可求出任意时刻的功率B．由P＝Fv只能求出某一时刻的瞬时功率C．由P＝Fv知，随着汽车速度的增大，它的功率也可以无限制增大D．由P＝Fv知，当汽车发动机功率一定时，牵引力与运动速度成反比例4、质量m=3kg的物体，在水平力F=6N的作用下，在光滑的水平面上从静止开始运动，运动时间t=3s，求：（1）力F在t=3s内对物体做的功；（2）力F在t=3s内对物体做功的平均功率;（3）力F在3s末对物体做功的瞬时功率。[针对训练3]质量为m=0.5kg的物体自由下落，重力加速度g=10m/s2．求：（1）从物体开始下落，前3s内重力对物体做功的平均功率P．（2）第3s末重力对物体做功的瞬时功率p’．三.额定功率和实际功率1.额定功率:2.实际功率:实际功率应小于或等于额定功率,不能长时间大于额定功率,否则会损坏机器,应尽量避免机械或用电器正常工作状态下所能输出的最大功率叫额定功率机器工作时实际输出的功率也就是机器铭牌上的标称值。说明：1.在日常生活中，我们经常说某台机器的功率，或某物体做功的功率，实际上是指某个力对物体做功的功率。例如：①汽车发动机的功率就是汽车牵引力的功率②起重机吊起货物的功率就是钢绳拉力的功率2.功率和机械效率区别①功率是描述物体做功快慢程度的物理量②机械效率是描述机械做功时有效利用率的物理量tWPcosFvP%100总有用WW