人教版物理必修二《功与功率》课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,二级,三级,四级,五级,#,人教版物理必修二,功与功率,人教版物理必修二功与功率课件,1,学习目标,学习目标,2,力的方向上,位移,力的方向,力的方向上位移力的方向,3,力的大小,位移的大小,力与位移夹角的余弦,F,l,Nm,J,力的大小位移的大小力与位移夹角的余弦FlNmJ,4,功,W,时间,t,瓦特,快慢,功W时间t瓦特快慢,5,反比,减小,反比减小,6,4.,功率两个公式的理解,4.功率两个公式的理解,7,相关性,由公式,W=Fl,cos,可以看出力对物体做功，只与,F,、,l,、,有关，与物体的运动状态及物体是否还受其他作用力等因素均无关,同时性,计算时应注意,F,与,l,必须具有同时性，即,l,必须是力,F,作用过程中物体发生的位移,同一性,同,一,客观运动，相对于不同的参考系，位移,l,是不同的，在中学物理中规定，计算功都以地面为参考系，即,l,应理解为“受力质点的对地位移”,适用性,明确公式,W=Fl,cos,适用于计算恒力做功，若是变力做功，要视具体情况而定,四、,功的公式,W,=,Fl,cos,的理解,相关性由公式W=Flcos 可以看出力对物体做功，只与F、,8,负功,正功,不做功,负功正功不做功,9,疑问,释疑,实,例,正功、负功方向相反？,功是标量,，,但有正功、负功之分，功的正、负既不表示大小，也不表示方向，只表示两种相反的做功效果,（,1,）,-10 J,的功和,+1 J,的功哪个大？,答：,-10 J,的功大于,+1 J,的功。,（,2,）,-10 J,的功和,+1 J,的功中“,+”“-”,的含义是什么？,答：“,+”,表示动力对物体做功，“,-”,表示阻力对物体做功，“,+”“-”,与功的大小无关,正功大于负功？,功的正（,+,）、负（,-,），不表示大小，而表示做功的性质，即为动力功还是阻力功，与大小无关,六、关于正、负功的两个疑问,疑问释疑实例正功、负功方向相反？功是标量，但有正功、负功之分,10,人教版物理必修二功与功率课件,11,人教版物理必修二功与功率课件,12,八、总功的求法,八、总功的求法,13,九、变力功求解,1.,图象法：如图所示,，,当力,F,和位移,l,的方向在一条直线上时，变力的功,W,可用,F-l,图线与,l,轴所包围的面积表示。,l,轴上方的面积表示力对物体做正功的多少，,l,轴下方的面积表示力对物体做负功的多少。,2.,平均值法：当力的方向不变,，大小随位移按线性规律变化时,，可先求出力对位移的平均值,F=,，再用W=Flcos 计算功，如弹簧弹力做功。,3.,变力功求解主要应用动能定理（后学习）。,九、变力功求解2.平均值法：当力的方向不变，大小随位移按线性,14,在图甲,中，,光滑水平地面上放着一辆平板车B，车上放一物体A。用力F拉动车上的物体A，B与A一起以相同的加速度前进，且A与B间无相对滑动，则静摩擦力f对A做负功，f的反作用力f 对B做正功（如图乙所示）。,十、,摩擦力的功,1.,静摩擦力做功,又如放在匀速转动的圆盘,上,随同圆盘M一起转动的物体A，它所需的向心力由静摩擦力f提供，静摩擦力f的方向在任一时刻都与速度方向垂直，所以静摩擦力f不做功，如图所示。,结论：,静摩擦力可以做正功，也可以做负功，还可以不做功,。,在图甲中，光滑水平地面上放着一辆平板车B，车上放一物体A。用,15,2.,滑动摩擦力做功,如图所示，光滑水平地面上放一木板A，其上放一物体B，物体B用细绳固定在竖直墙壁上。现用力F将A从B下面拉出，则B、A间的滑动摩擦力对B不做功，对A做负功。,如图所示，水平传送带以速度v向右运动，把木块A轻放在传送带上，木块A相对传送带向左滑动（相对地面向右运动），木块A受滑动摩擦力向右，传送带对木块A的滑动摩擦力对木块做正功。,结论：滑动摩擦力可以做正功,，,也可以做负功，还可以不做功。,2.滑动摩擦力做功结论：滑动摩擦力可以做正功，也可以做,16,十一、,一对相互作用力做功的特点,1.,作用力与反作用力的特点：大小相等，方向相反，作用在同一条直线上。作用力与反作用力作用在不同物体上。,2.,作用力、反作用力作用下的物体运动的特点：可能向相反方向运动，也可能向同一方向运动，也可能一个运动，而另一个静止，还可能两物体都静止。,3.,由,W=Flcos,不难判断，作用力做的功与反作用力做的功，没有必然的关系，可能相等，也可能不等；可能同为正功或负功，也可能一正一负，还可能一个为零，另一个不为零。,十一、一对相互作用力做功的特点1.作用力与反作用力的特点：,17,汽车在行驶的过程中，发动机的最大功率等于额定功率。,P=F,v,汽车功率,汽车的牵引力,汽车的瞬时速度,汽车加速运动的情况有,两种,：,1,、以,额定功率,P,额,启动,;,2,、在,恒定的牵引力,F,作用下匀加速启动。,十二、汽车的启动,汽车在行驶的过程中，发动机的最大功率等于额定功率。P=F,18,瞬时速度,V,牵引力,F,加速度,a,结论：,在额定功率下，当汽车做匀速运动时，速度最大。,以额定功率,P,额启动,瞬时速度 V牵引力 F加速度 a,19,加速度,a,一定,速度,v,v=at,牵引力不变,达到最大速度,v,m,功率,P,Pf,以恒定的牵引力,F,启动,2,、,当,F=f,时,速度最大,1,、,先,匀加速,再,变加速,最后,匀速,变加速直线运动,匀速直线运动,加速度a一定速度vv=at牵引力不变达到最大速度vm功率PP,20,0,t,1,阶段，机车匀加速,v,增大,P,增大,t,1,时刻，机车达额定功率,t,1,t,2,阶段，机车以额定功率继续加速，同情况,1,v,增大，,F,减小，一直到,a,=,0,0t1阶段，机车匀加速v 增大P 增大t1时刻，机车达额定,21,当汽车发动机的功率一定时，根据,P=Fv,知，牵引力与速度成反比，所以通过减小速度来增大牵引力，使汽车能顺利上坡。,1,、汽车上坡时，司机一般要“换挡”减小车速，使汽车以较小的速度爬坡，为什么呢？请用今天所学的知识加以解释。,2,、汽车上坡时，若不减小车速，司机应采取什么措施？为什么？,加大油门，增大输出功率，来获得较大的牵引力。,联系实际 学以致用,当汽车发动机的功率一定时，根据P=Fv知，牵引力,22,常考题型,题,1,多选下列说法,中,正确的是（）,A.功是矢量，正、负表示方向,B.功是标量，正、负表示外力对物体做功还是物体克服外力做功,C.功和能的单位都是焦耳，功和能可以相互转化,D.力做功总是在某过程中完成的，所以功是一个过程量,题组,一,对功的理解,【解析】,A,错，B对：功有正、负之分，但功是标量，功的正、负表示动力做功还是阻力做功；,C错：通过做功可以使一种形式的能转化为另一种形式的能，但不能说功转化为能或能转化为功；,D对：力做功过程与时间或位移对应，所以功是一个过程量。,BD,【解题依据】,（,1）功是过程量,，力做功时，必定跟一段时间或一段位移对应。,（2）功是标量，功的正、负不表示功有方向，也不表示功的大小。正功和负功只表示力对物体的两种不同的作用效果。,（3）功是能量转化的量度，力对物体做正功，物体能量增加；力对物体做负功，物体能量减少。,常考题型题1多选下列说法中正确的是（）题组一对功的,23,题,2,关于功的概念，下列说法中正确的是（）,A.力对物体做功多，说明物体的位移一定大,B.力对物体做功少，说明物体的受力一定小,C.力对物体不做功，说明物体一定无位移,D.功的多少是由力的大小和物体在力的方向上的位移的大小确定的,D,题2 关于功的概念，下列说法中正确的是（）D,24,题,3,多选如图7-2-1所示，质量为m的物体置于倾角为的斜面上，物体与斜面间的动摩擦因数为，在外力作用下，斜面体以加速度a沿水平方向向左做匀加速运动，运动中物体与斜面体相对静止。则关于物体，下列说法中正确的是（）,A.,支持力一定做正功,B.,重力一定不做功,C.,摩擦力可能不做功,D.,摩擦力一定做负功,【,解析,】,A,、,B,对：由,W=Flcos,可知，支持力方向垂直斜面向上，与位移方向的夹角小于,90,，支持力一定做正功；重力与位移方向的夹角等于,90,，重力一定不做功。,C,对，,D,错：摩擦力的大小、方向不确定，当加速度,agtan,时，摩擦力,Ff,沿斜面向下，摩擦力做正功；当加速度,a=gtan,时，摩擦力不存在，不做功。,题组二是否做功及做功正负的判断,ABC,题3多选如图7-2-1所示，质量为m的物体置于倾角为的,25,题,4,2019,山东临沂高一期末如图所示，用轻绳拴一物体，以加速度,a,向下做减速运动。关于物体所受力的做功情况，下列说法正确的是（）,A.重力做正功，拉力做负功，合力做正功,B.重力做正功，拉力做负功，合力做负功,C.重力做正功，拉力做正功，合力做正功,D.重力做负功，拉力做负功，合力做负功,B,【注意】,（1）公式W=Flcos 只适用于计算恒力的功。,（2）公式中的W、F、l各量具有同时性、对应性，l是物体相对地面的位移，力对哪个物体做功，l就是哪个物体的对地位移。,题42019山东临沂高一期末如图所示，用轻绳拴一物体，,26,题组三恒力的功、合力的功,D,题组三恒力的功、合力的功D,27,D,合力的功（总功）的求法,方法,一：先求各力的合力,，然后计算合力所做的功，该方法适用于合力不变的情况，各力作用于同一过程。,方法二：先分别计算每个力做的功，再求各力做功的代数和，该方法应用范围更广，适用于多过程。用此法时注意判断各个力做功的正、负，求和时不能丢掉正负号。,D合力的功（总功）的求法,28,提示：根据,W=Fl,cos,可知，,两种情况下,F,、,l,、均相同，故,W,相同。,易误警示：此题容易受摩擦力做功的干扰，错误地认为有摩擦力时做的功多。,C,提示：根据W=Flcos 可知，两种情况下F、l、均相,29,题组四变力做功,题8,用铁锤将,一,铁钉击入墙壁，设墙壁对铁钉的阻力与铁钉进入墙壁内的深度成正比。在铁锤第一次击打铁钉时，能把铁钉击入墙壁内1 cm。问铁锤第二次击打铁钉时，能将铁钉击入的深度为多少？（设铁锤每次做功相等）,题组四变力做功题8 用铁锤将一铁钉击入墙壁，设墙壁对铁钉的,30,人教版物理必修二功与功率课件,31,【注意】,（,1,）本题,中空气阻力大小不变、方向变化，但空气阻力的方向始终与速度方向相反，适用微元法求解。,（2）大小不变、方向时刻与速度方向相同（或相反）的力做的功，等于力与路程的乘积，即W=fs（方向相同时）或W=-fs（方向相反时）。,【注意】,32,【点拨】,人对绳拉力是变力，但绳对物体的拉力是恒力，人拉绳所做的功等于绳拉物体所做的功，于是可转换研究对象，用绳拉物体做的功求人拉绳所做的功。,【点拨】,33,题组五摩擦力做功,ACD,【注意】,不需考虑弧形轨道是否光滑；传送带不能光滑；传送带足够长。,题组五摩擦力做功ACD【注意】不需考虑弧形轨道是否光滑,34,易误警示：此题,中,两物体间的摩擦力是一对作用力与反作用力，虽然大小相等、方向相反，但两个物体间有相对运动，两个物体的位移不等，所以这一对摩擦力做功的总和不为零。,易误警示：此题中两物体间的摩擦力是一对作用力与反作用力，虽然,35,A,题组,六,对功率概念的理解,A题组六对功率概念的理解,36,D,D,37,题组,七,平均功率和瞬时功率的计算,【注意】公式,P=Fv,cos,中的,是力F与速度v方向间的夹角，在本题中=53。,题组七平均功率和瞬时功率的计算【注意】公式P=Fvco,38,BC,【点拨】,（,1,）利用P=Fvcos 计算平均功率时，F必须是恒力，v是该段时间内的平均速度。,（2）利用P=Fvcos 计算瞬时功率时，F可以是恒力，也可以是变力，但F和v必须对应于同一时刻。,BC【点拨】,39,D,D,40,A,A,41,【解析】设人和车的总质量约为,60,kg,，假若匀速运动,，,则人做功时的动力约为