《功和功率》解析课件.ppt

1、山东水浒书业有限公司山东水浒书业有限公司 第第5章机械能及其守恒定律章机械能及其守恒定律基基础础知知识识梳梳理理经经典典题题型型探探究究知知能能优优化化演演练练课课堂堂互互动动讲讲练练第一单元第一单元 功和功率功和功率山东水浒书业有限公司山东水浒书业有限公司 第第5章机械能及其守恒定律章机械能及其守恒定律基基础础知知识识梳梳理理经经典典题题型型探探究究知知能能优优化化演演练练课课堂堂互互动动讲讲练练经典题型探究知能优化演练知能优化演练第第一一单单元元功功和和功功率率基础知识梳理基础知识梳理山东水浒书业有限公司山东水浒书业有限公司 第第5章机械能及其守恒定律章机械能及其守恒定律基基础础知知识识梳

2、梳理理经经典典题题型型探探究究知知能能优优化化演演练练课课堂堂互互动动讲讲练练基础知识梳理基础知识梳理一、功一、功1做功的两个必要条件：做功的两个必要条件：_和物体在力的方向上发生和物体在力的方向上发生的的_2公式：公式：W_.适用于适用于_做功其中做功其中为为F、l方向间正向夹角，方向间正向夹角，l为物体在力的作用下发生的为物体在力的作用下发生的对地位对地位移移3功的正负判断功的正负判断力力位移位移Flcos恒力恒力夹角夹角功的正负功的正负090力对物体做正功力对物体做正功90180力对物体做负功，或者说力对物体做负功，或者说物体克服这个力做了功物体克服这个力做了功90力对物体不做功力对物体

3、不做功特别提示：特别提示：功是标量，功的正负不表功是标量，功的正负不表示功的大小只表示能转移的方向示功的大小只表示能转移的方向山东水浒书业有限公司山东水浒书业有限公司 第第5章机械能及其守恒定律章机械能及其守恒定律基基础础知知识识梳梳理理经经典典题题型型探探究究知知能能优优化化演演练练课课堂堂互互动动讲讲练练二、功率二、功率1定义：功与完成这些功所用时间的定义：功与完成这些功所用时间的_2物理意义：描述力对物体做功的物理意义：描述力对物体做功的_3公式公式:(1)P ，P为时间为时间t内的内的_功率功率(2)PFvcos(为为F与与v的夹角的夹角)v为平均速度，则为平均速度，则P为为_功率；功

4、率；v为瞬时速度，则为瞬时速度，则P为为_功率功率比值比值快慢快慢平均平均平均平均瞬时瞬时山东水浒书业有限公司山东水浒书业有限公司 第第5章机械能及其守恒定律章机械能及其守恒定律基基础础知知识识梳梳理理经经典典题题型型探探究究知知能能优优化化演演练练课课堂堂互互动动讲讲练练4额定功率：机械额定功率：机械_时输出的最大时输出的最大功率功率5实际功率：机械实际功率：机械_时输出的功率，时输出的功率，要求要求_额定功率额定功率特别提示：特别提示：发动机的功率是指发动机的牵引发动机的功率是指发动机的牵引力的功率，而不是机车所受合力的功率力的功率，而不是机车所受合力的功率正常工作正常工作实际工作实际工作

5、小于或等于小于或等于山东水浒书业有限公司山东水浒书业有限公司 第第5章机械能及其守恒定律章机械能及其守恒定律基基础础知知识识梳梳理理经经典典题题型型探探究究知知能能优优化化演演练练课课堂堂互互动动讲讲练练三、判断功正、负的方法三、判断功正、负的方法1若物体做直线运动，若物体做直线运动，依据力与位移的夹角来依据力与位移的夹角来判断判断此法常用于恒力做功的判断此法常用于恒力做功的判断2若物体做曲线运动，若物体做曲线运动，依据依据F与与v的方向夹角来的方向夹角来判断判断.此法常用于判断质点做曲线运动时变力做此法常用于判断质点做曲线运动时变力做的功的功.3从能量的转化角度来进行判断从能量的转化角度来进

6、行判断.若有能量转化若有能量转化,则应有力做功则应有力做功.此法常用于判断两个相联系的物此法常用于判断两个相联系的物体之间内力做功的情况体之间内力做功的情况山东水浒书业有限公司山东水浒书业有限公司 第第5章机械能及其守恒定律章机械能及其守恒定律基基础础知知识识梳梳理理经经典典题题型型探探究究知知能能优优化化演演练练课课堂堂互互动动讲讲练练四、求功的几种方法四、求功的几种方法1.恒力及合力做功的计算恒力及合力做功的计算(1)恒力的功：直接用恒力的功：直接用WFlcos计算计算.(2)合外力的功合外力的功先求合外力先求合外力F合合,再应用公式再应用公式W合合F合合lcos求功求功,其其中中为合力为

7、合力F合合与位移的夹角与位移的夹角.一般适用于整个过程中一般适用于整个过程中合力恒定不变的情况合力恒定不变的情况.分别求出每个力的功分别求出每个力的功W1、W2、W3,再应用再应用W合合W1W2W3求合外力的功求合外力的功.这种方法一般适用这种方法一般适用于在整个过程中，某些力分阶段作用的情况于在整个过程中，某些力分阶段作用的情况.利用动能定理或功能关系求解利用动能定理或功能关系求解.山东水浒书业有限公司山东水浒书业有限公司 第第5章机械能及其守恒定律章机械能及其守恒定律基基础础知知识识梳梳理理经经典典题题型型探探究究知知能能优优化化演演练练课课堂堂互互动动讲讲练练2.变力做功的计算变力做功的

8、计算(1)用动能定理用动能定理WEk或功能关系或功能关系WE,即用能即用能量的增量等效代换变力所做的功量的增量等效代换变力所做的功.(当然也可计算当然也可计算恒力做功恒力做功)(2)当变力的功率当变力的功率P一定时一定时,可用可用WPt求功求功,如机车如机车恒定功率启动时恒定功率启动时.(3)将变力做功转化为恒力做功将变力做功转化为恒力做功当力的大小不变当力的大小不变,而方向始终与运动方向相同或而方向始终与运动方向相同或相反时相反时,这类力的功等于力和路程这类力的功等于力和路程(不是位移不是位移)的乘的乘积积.如滑动摩擦力做功、空气阻力做功等如滑动摩擦力做功、空气阻力做功等.山东水浒书业有限公

9、司山东水浒书业有限公司 第第5章机械能及其守恒定律章机械能及其守恒定律基基础础知知识识梳梳理理经经典典题题型型探探究究知知能能优优化化演演练练课课堂堂互互动动讲讲练练山东水浒书业有限公司山东水浒书业有限公司 第第5章机械能及其守恒定律章机械能及其守恒定律基基础础知知识识梳梳理理经经典典题题型型探探究究知知能能优优化化演演练练课课堂堂互互动动讲讲练练图图511中甲图表示恒力中甲图表示恒力F做的功做的功W，乙图表，乙图表示变力示变力F做的功做的功W，丙图中横轴上方的面积表，丙图中横轴上方的面积表示正功，横轴下方的面积表示负功，其总功等示正功，横轴下方的面积表示负功，其总功等于正、负功的代数和于正、

10、负功的代数和图图511山东水浒书业有限公司山东水浒书业有限公司 第第5章机械能及其守恒定律章机械能及其守恒定律基基础础知知识识梳梳理理经经典典题题型型探探究究知知能能优优化化演演练练课课堂堂互互动动讲讲练练五、机车两种启动方式的比较五、机车两种启动方式的比较对机动车等交通工具，在启动的时候，通常有对机动车等交通工具，在启动的时候，通常有两种启动方式，即以恒定功率启动和以恒定加两种启动方式，即以恒定功率启动和以恒定加速度启动现比较如下：速度启动现比较如下：山东水浒书业有限公司山东水浒书业有限公司 第第5章机械能及其守恒定律章机械能及其守恒定律基基础础知知识识梳梳理理经经典典题题型型探探究究知知能

11、能优优化化演演练练课课堂堂互互动动讲讲练练山东水浒书业有限公司山东水浒书业有限公司 第第5章机械能及其守恒定律章机械能及其守恒定律基基础础知知识识梳梳理理经经典典题题型型探探究究知知能能优优化化演演练练课课堂堂互互动动讲讲练练经典题型探究经典题型探究做功的分析与计算做功的分析与计算 如下图所示如下图所示,质量为质量为m的小球用长的小球用长L的细线悬挂而静止在的细线悬挂而静止在竖竖直位置直位置.在下列三种情况下在下列三种情况下,分别用水平拉力分别用水平拉力F将小球拉到细线与将小球拉到细线与竖直方向成竖直方向成角的位置角的位置.在此过程中在此过程中,拉力拉力F做的功各是多少？做的功各是多少？(1)

12、用用F缓慢地拉缓慢地拉;()(2)F为恒力为恒力;()(3)若若F为恒力，而且拉到该位置时小球的速度刚好为零为恒力，而且拉到该位置时小球的速度刚好为零.()可供选择的答案有可供选择的答案有A.FLcos B.FLsinC.FL(1-cos)D.mgL(1-cos)解析解析:若用F缓慢地拉，则F显然为变力，只能用动能定理求解，F做的功等于该过程克服重力做的功。选D若F为恒力，则可以直接按定义求功。选B若F为恒力，而且拉到该位置时小球的速度刚好为零,那么按定义直接求功和按动能定理求功都是正确的。选B、D在第三种情况下，由FLsin=mgL(1-cos)，可以得到 可见在摆角为/2时小球的速度最大,

13、实际上，因为F与mg的合力也是恒力,而绳的拉力始终不做功,所以其效果相当于一个摆,我们可以把这样的装置叫做“歪摆”。2tansincos1mgF山东水浒书业有限公司山东水浒书业有限公司 第第5章机械能及其守恒定律章机械能及其守恒定律基基础础知知识识梳梳理理经经典典题题型型探探究究知知能能优优化化演演练练课课堂堂互互动动讲讲练练 一根质量为一根质量为M的直木棒，悬挂在的直木棒，悬挂在O点点,有一只质量为有一只质量为m的猴子的猴子抓着木棒抓着木棒,如图如图512所示所示.剪断悬挂木棒的细绳剪断悬挂木棒的细绳,木棒开始下落木棒开始下落,同时同时猴子开始沿木棒向上爬猴子开始沿木棒向上爬,设在一段时间内

14、木棒沿竖直方向下落设在一段时间内木棒沿竖直方向下落,猴子对地猴子对地的高度保持不变的高度保持不变,忽略空气阻力忽略空气阻力,则图则图513所示的四个图象中能正确所示的四个图象中能正确反映在这段时间内猴子做功的功率随时间变化的关系是反映在这段时间内猴子做功的功率随时间变化的关系是()功率的分析和计算功率的分析和计算图图512图图513山东水浒书业有限公司山东水浒书业有限公司 第第5章机械能及其守恒定律章机械能及其守恒定律基基础础知知识识梳梳理理经经典典题题型型探探究究知知能能优优化化演演练练课课堂堂互互动动讲讲练练解析：解析：选选B,猴子对地的高度不变猴子对地的高度不变,所以猴子受力所以猴子受力

15、平衡平衡.设猴子的质量为设猴子的质量为m,木棒对猴子的作用力为木棒对猴子的作用力为F,则有则有Fmg;对木棒对木棒,设木棒的重力为设木棒的重力为Mg,则木则木棒所受合力为棒所受合力为FMgmgMg,根据力作用的根据力作用的相互性相互性FF,根据牛顿第二定律根据牛顿第二定律,MgmgMa,可见可见a是恒量是恒量,t时刻木棒速度时刻木棒速度vtat，猴子做功的，猴子做功的功率功率Pmgvtmgat，P与与t为正比例关系为正比例关系,故故B正正确确.汽车发动机的功率为汽车发动机的功率为60 kw,汽车的质量为汽车的质量为4 t,当它行驶当它行驶在坡度为在坡度为0.02(sin0.02)的长直公路上时

16、的长直公路上时,如图所示如图所示,所受摩所受摩擦阻力为车重的擦阻力为车重的0.1倍倍(g10 m/s2)，求：，求：(1)汽车所能达到的最大速度汽车所能达到的最大速度vm.(2)若汽车从静止开始以若汽车从静止开始以0.6 m/s2的加的加速度做匀加速直线运动，则此过程速度做匀加速直线运动，则此过程能维持多长时间？能维持多长时间？机车启动问题的计算机车启动问题的计算【答案答案】(1)12.5 m/s(2)13.9 s【规律总结规律总结】不管对哪种启动方式，机动车的功率不管对哪种启动方式，机动车的功率均是指牵引力的功率，对启动过程的分析也都是均是指牵引力的功率，对启动过程的分析也都是用分段分析法用

17、分段分析法,并且将牛顿第二定律和运动学公式并且将牛顿第二定律和运动学公式相结合进行综合分析相结合进行综合分析.有时也应用动能定理求解有时也应用动能定理求解.物理探究探究 一对相互作用力做功的情况一对相互作用力做功的情况1、滑动摩擦力做功、滑动摩擦力做功如图所示，如图所示，A、B相对运动，存在滑动摩擦力。相对运动，存在滑动摩擦力。（1）A静止静止,B运动，滑动摩擦力对运动，滑动摩擦力对A不做功，对不做功，对B做负功；做负功；（2）A、B向相反方向滑动，滑动摩擦力对向相反方向滑动，滑动摩擦力对A、B均做负功；均做负功；（3）A、B同向运动，同向运动，VAVB滑动摩擦力对滑动摩擦力对A做负功，对做负

18、功，对B做正功，且做正功，且负功大于正功。负功大于正功。总结：滑动摩擦力可以做正功，负功，不做功，一对滑动摩擦力的总功总结：滑动摩擦力可以做正功，负功，不做功，一对滑动摩擦力的总功一定为负。一定为负。知能优化演练知能优化演练BA2、静摩擦力做功、静摩擦力做功如图所示，如图所示，A、B相对静止，存在静摩擦力。相对静止，存在静摩擦力。（1）A、B均不动，均不动，A、B之间的静摩擦力对之间的静摩擦力对A、B均不做均不做功；功；（2）外力推）外力推A，B与与A一起运动，静摩擦力对一起运动，静摩擦力对A做负功，对做负功，对B做正功，且正功等于负功。做正功，且正功等于负功。总结：静摩擦力可以做正功，负功，

19、不做功，一对静摩擦力总结：静摩擦力可以做正功，负功，不做功，一对静摩擦力的总功为零。的总功为零。BA3、一对相互作用力做功的特征：一对相互作用力做功的特征：（1）两个力均不做功）两个力均不做功（2）其中一个力做功，另一个力不做功）其中一个力做功，另一个力不做功（3）其中一个力做正功，另一个做负功）其中一个力做正功，另一个做负功（4）两个力均做正功或负功）两个力均做正功或负功结论：结论：一对作用力和反作用力在同一段时间内做的总功可能为正、一对作用力和反作用力在同一段时间内做的总功可能为正、可能为负、也可能为零。可能为负、也可能为零。一对互为作用反作用的摩擦力做的总功可能为零（静摩擦一对互为作用反作用的摩擦力做的总功可能为零（静摩擦力）、可能为负（滑动摩擦力），但不可能为正。力）、可能为负（滑动摩擦力），但不可能为正。知识小结知识小结1、功、功率概念的深刻理解、功、功率概念的深刻理解 2、功的正负判断方法的熟练掌握、功的正负判断方法的熟练掌握3、功的求法：、功的求法：恒力及合力做功；恒力及合力做功；变力做功变力做功4、机车的两种启动方式、机车的两种启动方式5、一对作用与反作用力做功情况的全面探究、一对作用与反作用力做功情况的全面探究6、功、能综合题的解题思路和技巧、功、能综合题的解题思路和技巧谢谢！谢谢！