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1、8.1功与功率新人教版 高中物理 必修第二册学习目标理解功的概念掌握功的计算方法知道正功与负功的意义会计算总功理解功率的概念掌握功率的计算方法学会分析实际问题中的功和功率问题导入马拉雪橇的时候，拉力方向和雪橇运动方向间有一个角度，这时候，马拉雪橇的时候，拉力方向和雪橇运动方向间有一个角度，这时候，1 1）马对雪橇做功了吗？）马对雪橇做功了吗？2 2）如何计算这个这个功的大小？）如何计算这个这个功的大小？问题探讨物体做功的条件是什么？物体做功的条件是什么？作用在物体上的力;物体在力的方向上通过的距离知识回顾用水平拉力用水平拉力F F拉动雪橇，雪橇向前拉动雪橇，雪橇向前移动了一段位移移动了一段位移
2、l。这个这个拉力做功了吗拉力做功了吗?如何计算这个这个功的大小？如何计算这个这个功的大小？新知探索马拉雪橇的时候，拉力方向和雪橇运动方向间有一个角度马拉雪橇的时候，拉力方向和雪橇运动方向间有一个角度1 1）马对雪橇做功了吗？）马对雪橇做功了吗？2 2）如何计算这个这个功的大小？）如何计算这个这个功的大小？新知探索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拉力做的功W W等于等于F F1 1做的功做的功功1、定义：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这三者的乘积。2、公式：3、功的单位：在国际单位制中，功的单位是焦耳，符号是J，1J=1N/m4、功是标量功【
3、练习【练习1 1】分别判断出这三种情形下力与位移的夹角分别判断出这三种情形下力与位移的夹角为多少，为多少，并在图中标出。并在图中标出。=30=30=150=150=30=30L LL LL L议一议1 1、判断、判断如图所示的如图所示的 4 4 种情况中外力种情况中外力 F F 对对物体做功物体做功的正、的正、负负2 2、根据、根据对前面对前面 4 4 种情况的分析、比较种情况的分析、比较,归纳归纳为为:在在只有一个力做功的情况下只有一个力做功的情况下,如果如果这个力这个力对物体对物体做正功做正功,那么那么物体物体的的速度速度_;_;如果如果这个力对这个力对物体做物体做负功负功,那么那么物体物
4、体的的速度速度_。3 3、有些、有些同学认为同学认为,功有正、负功有正、负,应该应该是矢量是矢量;有些有些同学认为同学认为,功功的的正、负并不表示方向正、负并不表示方向,而是而是表示做功的效果。你怎样认为表示做功的效果。你怎样认为?与同学与同学讨论讨论这个问题。这个问题。正功与负功当 时，F与l垂直，不做功F与l夹角90，做负功，“阻力”当 时，当 时，功 【练习【练习2 2】用起重机把质量为用起重机把质量为2.0102.0102 2kgkg的物体以的物体以1m/s1m/s2 2的加速的加速度匀加速度匀加速地提高了地提高了3 3m m，重力做了多少功？钢绳的拉力做了多，重力做了多少功？钢绳的拉
5、力做了多少功？少功？g=10m/sg=10m/s2 2 外力对物体做的总功为多少？外力对物体做的总功为多少？合外力对物体做的功多少？合外力对物体做的功多少？解题思路小结解题思路小结:1.弄清是哪个力做功弄清是哪个力做功2.受力分析，明确力的大小和方向受力分析，明确力的大小和方向3.明确位移大小和方向明确位移大小和方向4.找出找出力和位移的夹角力和位移的夹角总功方法小结：求解物体在几个力的共同作用下发生一段位移时，这几个力对物体所做的总功可以用以下两种方法来求解。1 1、分别、分别求出每个力所做的功，然后求出所有功求出每个力所做的功，然后求出所有功的代数和。即的代数和。即：W W W W总总=W
6、 W W W1 1+W W W W2 2+W W W Wn n2 2、先、先求出物体所受的求出物体所受的合力合力(矢量和矢量和)，然后再求然后再求出合力的功，即：出合力的功，即：W W W W总总=F F F F合合S cosS cosS cosS cos课堂小结一、功的一般计算公式:W=Flcos三、功是标量，国际单位制中单位国际单位制中单位为为:J:J四、功的正负的物理意义：四、功的正负的物理意义：1 1.力力对物体做对物体做正正功，该力成为物体运动的功，该力成为物体运动的动动力力 2.2.力力对物体做对物体做负负功，该力功，该力成为成为物体运动的物体运动的阻阻力力五、总功的求法五、总功的
7、求法 1.1.先先求每一个力所做的功，在求它们的代数和；求每一个力所做的功，在求它们的代数和；2.2.先先求合力，再求合力所做的功。求合力，再求合力所做的功。即将被机器取代的职业麦客能割同样一片大小的麦地，能割同样一片大小的麦地，人们为什么喜欢用机器？人们为什么喜欢用机器？做功的快慢甲甲起起重重机机在在 60秒秒 内内把把1吨吨的的货货物物提提到到预预定定的的高高度度1、这两个起重机两个起重机对货物做的功有什么物做的功有什么关系？关系？相同相同2、这两个起重机哪一个做功的快？两个起重机哪一个做功的快？乙比甲快乙比甲快3、你又是怎么比、你又是怎么比较它它们做功快慢的？做功快慢的？做功相同，时间越
8、短，做功越快做功相同，时间越短，做功越快乙乙起起重重机机在在 30秒秒 内内把把1吨吨的的货货物物提提到到相相同同的的高高度度功率1、物理意义：是表示力对物体做功快慢的物理量。2、定义：功W跟完成这些功所用时间t的比值3、公式：4、功率的单位：瓦特（W）技术上常用单位：kW 5、功率是标量：平均功率和瞬时功率发动机的每个时刻输出功率一样吗发动机的每个时刻输出功率一样吗？如何描述每个时刻的输出功率？如何描述每个时刻的输出功率？平均功率和瞬时功率方法二：方法二：若速度为若速度为瞬时瞬时速度，则对应功率为速度，则对应功率为瞬时瞬时功率功率若速度若速度为为平均平均速度速度，则对应功率，则对应功率为为平
9、均平均功率功率实际功率和瞬时功率u奥运长跑运动员能否用100m短跑的速度来完成5000m的赛跑路程呢？为什么？u人力直接做功能否像起重机做功那样快？人如果做功过快，会产生什么后果呢？人做功过快，会引起疲劳、甚至受伤、生病等，汽车超负荷工作会造成发动机熄火或烧毁。实际功率和瞬时功率额定功率额定功率：是指机器在额定转速下可以长时间工作长时间工作的最大最大输出功率输出功率，也就是机器铭牌上的标称值铭牌上的标称值。实际功率：实际功率：是指机器在工作中实际实际输出的功率输出的功率。温馨提醒：机器正常工作时实际功率总是小于或等于总是小于或等于额定功率，机器只能在短暂时间内实际功率略大于略大于额定功率，但不
10、允许长时间不允许长时间超过额定功率。汽车爬坡在汽车额定功率一定的情况下，为了爬坡改如何做？在汽车额定功率一定的情况下，为了爬坡改如何做？汽车爬坡通过换挡，可以改变动力传动比，通过换挡，可以改变动力传动比，从而降低车速，提高牵引力从而降低车速，提高牵引力课堂小结1.功率的定义：功跟完成这些功所用时间的比值叫做功率功跟完成这些功所用时间的比值叫做功率2.功率的公式：P=W/tP=W/t（适用求平均功率（适用求平均功率）P=Fv P=Fv 3.功率的物理意义：功率是表示做功快慢的物理量功率是表示做功快慢的物理量4.国际单位：瓦（瓦（w w）功率功率 常用常用单位：千瓦（单位：千瓦（kwkw）或焦）或
11、焦/秒（秒（J/sJ/s）小试牛刀如图所示，运动员腰部系着轻绳拖着轮胎从静止开始沿着笔直的跑道匀如图所示，运动员腰部系着轻绳拖着轮胎从静止开始沿着笔直的跑道匀加速奔跑，加速奔跑，2s2s内轮胎的位移为内轮胎的位移为2m2m。已知绳与地面的。已知绳与地面的夹角夹角=37=37，绳对轮绳对轮胎的拉力大小为胎的拉力大小为70N70N，sin37=0.6sin37=0.6，cos37=0.8cos37=0.8。求：求：（1 1）2s2s内，绳子拉力对轮胎所做的功内，绳子拉力对轮胎所做的功W W；（2 2）2s2s内，绳子拉力的平均功率；内，绳子拉力的平均功率；（3 3）2s2s末，绳子拉力的瞬时功率末
12、，绳子拉力的瞬时功率P P。学科教学指导意见基本要求基本要求 1初步认识做功与能量变化的关系。初步认识做功与能量变化的关系。2理理解解功功的的概概念念，知知道道做做功功的的两两个个要要素素，知知道道功功的的计算公式和单位。计算公式和单位。3知道功是标量，知道负功的两种等价说法。知道功是标量，知道负功的两种等价说法。4会根据公式计算多个力的总功。会根据公式计算多个力的总功。发展要求发展要求 1知道知道 W=FLcosa 的适用范围。的适用范围。2初步理解正功、负功的物理意义。初步理解正功、负功的物理意义。说明说明不要求用功的定义式计算变力的功。不要求用功的定义式计算变力的功。学科教学指导意见基本
13、要求基本要求 1理解功率的意义，知道功率的公式及其单位。理解功率的意义，知道功率的公式及其单位。2知道额定功率的意义。知道额定功率的意义。3会根据功率的定义式和运动学公式，导出辟而。会根据功率的定义式和运动学公式，导出辟而。4会运用功率公式解决简单的实际问题。会运用功率公式解决简单的实际问题。发展要求发展要求 1能在实际情景中区分平均功率与瞬时功率。能在实际情景中区分平均功率与瞬时功率。2理解理解t很短时，很短时，表示的是瞬时功率。表示的是瞬时功率。3能能分分析析汽汽车车发发动动机机功功率率一一定定时时，牵牵引引力力与与汽汽车车速速度度之之间间的的关系。关系。说明说明 1不不要要求求用用功功率率、力力和和速速度度的的关关系系式式解解决决力力与与速速度度不不在在一一条条直线上的问题。直线上的问题。2不要求定量讨论机车以恒定功率起动和匀加速起动的问题。不要求定量讨论机车以恒定功率起动和匀加速起动的问题。