功—人教版高中物理必修二课件
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高中物理(新人教版)必修第二册：功与功率【精品课件】
功的正负 不表示方向，也不表示大小。
4.总功等于各个力对物体所做功的代数和。
1.物理意义：表示做功快慢的物理量
功
2.定义式：
PW t
一般用于求平均功率
率
3.计算式：P = F v cosα
一般用于求瞬时功率
4.单位：国际单位—— 瓦特 （W）
当堂小练
1.于功的概念，下列说法正确的是( C ) A．物体受力越大，位移越大，力对物体做功越关多 B．合力做的功等于各分力做功的矢量和 C．摩擦力可以对物体做正功 D．功有正负，但正负不表示方向，而表示大小
h
一、变力做功
【典例1】如图，用恒力F通过跨过光滑定滑轮的轻绳，将静止于水平 面上的物体从位置A拉到位置B，物体和滑轮的大小均忽略，定滑轮 距水平面高为h，物体在位置A、B时，细绳与水平面的夹角分别为α 和β，求绳的拉力F对物体做的功．
【分析】功是能量转化的量度，轻绳不存储能量，恒力F做功通 过绳子将能量转移到物体上，故此恒力F做功应该等于绳子对物 体做的功。
一、功
01 功的定义 （5）说明 ① 功是过程量，对应一段时间或位移是力对空间的积累效果；故计 算功时一定要指明是哪个力在哪个过程对物体做的功。 ②公式W = Fl cosα只适用于计算恒力的功，l是物体的位移，不是路 程。
mＦ M l
一、功
02 正功与负功 （1）力对物体做正功和负功的条件 根据公式：W = F l cosα 完成下表：
小
F
F1
2
F，2 其中F1为物体初状态时受到的力，
F2为物体末状态时受到的力．
一、变力做功 02 平均值法
【典例2】如图所示，放在水平地面上的木块与一劲度系数k＝200 N/m的轻质弹簧相 连，现用手水平拉弹簧，拉力的作用点移动x1＝0.2 m，木块开始运动，继续拉弹簧， 木块缓慢移动了x2＝0.4 m，求上述过程中拉力所做的功．
8-1 功与功率 (教学课件)——高中物理人教版(2019 ) 必修第二册
FN
F
f
θ
= F l cos37° - fl
=2000-500=1500J
G
(3)、(4)略
结论：
几个力对一个物体做功的代数和，等 于这几个力的合力对这个物体所做的功。
三、总功的求法：
•法一:先求每个力做的功，再求代数和 W总=W1+W2+W3+······
注意：需要把各个功的正负号代入运算。
•法二：先求合力，再求总功
注： P=Fv ·········(1)
• (1)式中F指的是v方向上的力。 • 若F与v互成角度α ，
则有： PF=PF/=F/V, 而 F/ =Fcos α 则，公式变为: P=Fvcosα (α为F、v夹角)
(2)公式给出P、F、v三者相互制约的关系。
<三>平均功率和瞬时功率 ：
• 1 、 平 均 功 率 ：表示在一段时间内力对物体做功的平均快慢.
F
F
α
α
l
当力的方向与位移方向成一角度α时
分析：
F2
F
α F1
根据力的等效性原理,可以把计 算F做功的问题转化为分别求F1 和F2做功的问题
∵
W1= F1l = F COSαl
W2 = 0
∴
W = W1 + W2 = F l COSα
F、 l 是大小，α是F、 l 正向间的夹角
若将位移l分解,结果如何?
• =17.3J
F θv
θ=150° F v
θ
θ=30° F θv
θ=30°
α
α=π/2
COSα
COSα= 0
W
W=0
物理意义
表示力F对 物体不做功
新人教版高中物理必修2课件第七章机械能守恒定律1追寻守恒量--能量7.2功
【补偿训练】 1.用50 N的力拉一个质量为10 kg 的物体在水平地面 上前进,如图所示若物体前进了10 m,如果物体与水平 面间动摩擦因数μ=0.1,物体克服阻力做了多少功 (sin37°=0.6,cos37°=0.8,g取10 m/s2) ( )
A.
(1)小孩与雪橇整体的合力所做的功。 (2)对小孩与雪橇整体的拉力所做的功与摩擦力所做的 功。
【思维·建模】
【解析】(1)2 s内雪橇的位移为:
l= 1 at2= 1×0.5×22 m=1 m,
2
2
小孩与雪橇整体所受合力为:F合=ma=40×0.5 N=20 N
合外力对雪橇做的功为:W合=F合l=20×1 J=20 J
(2)拉力F做功为:WF=Flcos α=60×1×0.8 J=48 J 摩擦力做的功为: W=Ff W合-WF=20 J-48 J=-28 J。 答案:(1)20 J (2)48 J -28 J
任务2 计算变力做功的四种方法
方法 转换法
以例说法
用力F把小球从A处缓慢拉到B
处,F做功为WF,则有: WF-mgl(1-cos θ)=0, 得WF=mgl(1-cos θ)
功,C错误;轮胎受到地面的支持力竖直向上,而轮胎的 位移水平向右,则轮胎在竖直方向上没有发生位移,支 持力不做功,D错误。
【规律方法】判断力做正、负功的方法 (1)根据力F和物体位移l方向的夹角α判断——常用于 恒力做功的情形。 (2)根据力与物体瞬时速度方向的夹角θ判断——常用 于曲线运动的情形。
1.动能:物体由于_运__动__而具有的能量。 2.势能:相互作用的物体凭借其_位__置__而具有的能量。 3.能的转化:在伽利略的理想斜面实验中,小球的_势__ _能__和__动__能__可以相互转化。
8.1功与功率_(新教材)人教版高中物理必修二ppt课件[1]
![8.1功与功率_(新教材)人教版高中物理必修二ppt课件[1]](https://img.taocdn.com/s3/m/92b818ebfc4ffe473268abcd.png)
F=F阻+ma
t1＝
V1 a
＝（F阻+Pm额a)a
0 t1
t
P = F v=Fat
P额
v1＝ F阻+ma
一、机车启动问题
汽车的两种运动状态
1.没有达到最大速度时，有瞬时加速度。
F f ma
P F
v
2.达到最大速度时，a=0 F牵=f
P vm F
P f
注意：发动机的功率是指牵引力的功率而不是指合外力或阻力的功率。
思考：汽车启动过程中加速度如何变化？如何判断？
FN
F G
F 减小
由牛顿第二定律 F- F阻= ma F阻不变
a减小
思考：汽车启动过程中做什么运动？ 加速度减小的加速直线运动
一、机车启动问题
类型1：机车以恒定功率 P 启动
思考：汽车加速度减到0之后做什么运动？
匀速直线运动
F阻
思考：汽车匀速时速度如何求解？
最大
vm＝
P额 F阻
保持
vm
匀速
加速度逐渐减小的
匀速直
加速直线运动
线运动
一、机车启动问题 类型2：机车以恒定加速度 a 启动
v－ t 图像
P－ t 图像
F－ t 图像
一、机车启动问题 类型2：机车以恒定加速度 a 启动
v－ t 图像
v
vm v1
0 t1
t2
vm＝
P额 F阻
F－ t 图像
F
F阻
t
0 t1 t2 t
P额：额定功率 P:实际功率 F：牵引力 v：瞬时速度 F阻：阻力
一、机车启动问题
类型1：机车以恒定功率 P 启动（P不变，F阻不变）
求解变力做功的几种方法—人教版高中物理必修二课件(共15张ppt)
2
12
变式训练 2
如图所示，一质量为 m＝2.0 kg 的物体从半径为 R＝5.0 m 的 圆弧的 A 端，在拉力作用下沿圆弧缓慢运动到 B 端(圆弧 AB 在 竖直平面内)．拉力 F 大小不变始终为 15 N，方向始终与物体在 该点的切线成 37°角，圆弧所对应的圆心角为 60°，BO 边为竖直 方向，g 取 10 m/s2.求这一过程中：
2
15
2
11
解析：木块刚要滑动时，拉力的大小 F＝kx1＝200×0.2 N＝ 40 N，从开始到木块刚要滑动的过程，拉力做的功 W1＝0＋2 Fx1
＝420×0.2 J＝4 J；木块缓慢移动的过程，拉力做的功 W2＝Fx2 ＝40×0.4 J＝16 J．故拉力所做的总功 W＝W1＋W2＝20 J.
答案：20 J
力 F 对质点做的功等于它在每一小段上做功的代数和，即 W＝ W1＋W2＋…＋Wn＝F(Δl1＋Δl2＋…＋Δln)＝2πRF.
【答案】 2πRF
2
10
变式训练 1 如图所示，放在水平地面上的木块与一劲度系 数 k＝200 N/m 的轻质弹簧相连，现用手水平拉弹簧，拉力的作 用点移动 x1＝0.2 m，木块开始运动，继续拉弹簧，木块缓慢移 动了 x2＝0.4 m，求上述过程中拉力所做的功．
2
8
【典例 3】
如图所示，质量为 m 的质点在力 F 的作用下，沿水平面上 半径为 R 的光滑圆槽运动一周．若 F 的大小不变，方向始终与 圆槽相切(与速度的方向相同)，求力 F 对质点做的功．
2
9
【解析】 质点在运动的过程中，F 的方向始终与速度的方 向相同，若将圆周分成许多极短的小圆弧 Δl1、Δl2、Δl3、…、Δln， 则每段小圆弧都可以看成一段极短的直线，所以质点运动一周，
人教版高一物理必修二第八章第一节功和功率PPT
l1
α
F
WF1=F1·l
WF2=F2·0
l
F1
又 F1=F cos α
即W=Fcosα·l
W表示力对物体所做的功；
高中物理
一、功
F表示物体所受到得力；
Ｌ是物体所发生的位移；
1、定义：
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 力对物体所做的功，上等做于的力功的。大小、位移的大小、力与位移夹角余弦 这三者的乘积
(2)摩擦力对木箱所做的功； (3)外力对木箱所做的总功．
W1＝Fxcos 60°＝40×8×0.5 J＝160 J (2)摩擦力对木箱做负功 f=Fcos 60°
W2＝﹣fx=﹣Fxcos 60°＝﹣160J
(3)外力对木箱所做的总功:
W＝W1＋W2＝0
典例精析
二、功的计算
针对训练 如图所示，两个互相垂
锐角 钝角 锐角 钝角
典例精析
一、正、负功的判断
例2 质量为m的小物块在倾角为α的
斜面上处于静止状态，如图所示．若
N
f
x
斜面体和小物块一起以速度v沿水平方
向向右做匀速直线运动，通过一段位
移x.斜面体对物块的摩擦力和支持力
mg
的做功情况是( B )
A．摩擦力做正功，支持力做正功 B．摩擦力做正功，支持力做负功 C．摩擦力做负功，支持力做正功
直的力F1与F2作用在同一物体上， 使物体通过一段位移的过程中，力
F1对物体做功4 J，力F2对物体做功3 W1 4J J，则力F1与F2的合力对物体做功为 W2 3J
(A)
A．7 J
B．1 J
功为标量，合力做功等于F1与 F2做功的代数和
功的计算(课件)-高中物理同步备课(人教版2019必修第二册)
6、7种方法学了后面知识，再讲解。
06 绳子绕过滑轮做功
【例题】如图所示 ，A为静止在水平桌面上的物体, 其右有一个动滑轮O, 跨过动滑轮 的细绳的P端固定在墙壁上,于细绳的另一端Q用水平力F向右拉,物体向右滑动s的过程 中, 力F对物体做多少功? (上、下两段绳均保持水平)
法一：如果着眼于受力物体，它受到水平 向右的力为两条绳的拉力，合力为2F。因 而合力对物体所做的功为W=2Fs； 法二：如果着眼于绳子的Q端，即力F的作 用点，则可知物体向右滑动s位移过程中， Q点的位移为2s，因而力F拉绳所做的功 W=F·2s=2Fs
02
功率法
【典例】一台抽水机每秒能把30kg的水抽到10m高的水塔上，这台抽水机输出的功 率至少多大？如果保持这一输出功率，半小时内能做多少功？
解： 这台抽水机的输出功率：
P W mgh 301010 3103W
tt
1
它半小时能够做功：
W Pt 3103 30 60 5.4106 J
S合=2S cosα/2
W=F S合cosα/2 =FS(1+cosα)
解二：外力对物体所做的总功等效于水平绳和斜绳上的两个力做功的代数和
∴W=FS+FS cosα =FS（1+cosα)
s F
S合
α
A
s
F αF
【例题】质量为m的物块放在光滑的水平面上,绳的一端固定，在绳的另一端经动滑 轮用与水平方向成α角、大小为F的力拉物块，如图示，将物块由A点拉至B点，前 进S，求外力对物体所做的总功有多大？
F
Aα B
s
解一：注意W=FS cosα中的S应是力的作用点的位移,当物体向右移动s 时，力F 的作用点既有水平位移S，又有沿绳向的位移S，合位移为S合
06 绳子绕过滑轮做功
【例题】如图所示 ，A为静止在水平桌面上的物体, 其右有一个动滑轮O, 跨过动滑轮 的细绳的P端固定在墙壁上,于细绳的另一端Q用水平力F向右拉,物体向右滑动s的过程 中, 力F对物体做多少功? (上、下两段绳均保持水平)
法一：如果着眼于受力物体，它受到水平 向右的力为两条绳的拉力，合力为2F。因 而合力对物体所做的功为W=2Fs； 法二：如果着眼于绳子的Q端，即力F的作 用点，则可知物体向右滑动s位移过程中， Q点的位移为2s，因而力F拉绳所做的功 W=F·2s=2Fs
02
功率法
【典例】一台抽水机每秒能把30kg的水抽到10m高的水塔上，这台抽水机输出的功 率至少多大？如果保持这一输出功率，半小时内能做多少功？
解： 这台抽水机的输出功率：
P W mgh 301010 3103W
tt
1
它半小时能够做功：
W Pt 3103 30 60 5.4106 J
S合=2S cosα/2
W=F S合cosα/2 =FS(1+cosα)
解二：外力对物体所做的总功等效于水平绳和斜绳上的两个力做功的代数和
∴W=FS+FS cosα =FS（1+cosα)
s F
S合
α
A
s
F αF
【例题】质量为m的物块放在光滑的水平面上,绳的一端固定，在绳的另一端经动滑 轮用与水平方向成α角、大小为F的力拉物块，如图示，将物块由A点拉至B点，前 进S，求外力对物体所做的总功有多大？
F
Aα B
s
解一：注意W=FS cosα中的S应是力的作用点的位移,当物体向右移动s 时，力F 的作用点既有水平位移S，又有沿绳向的位移S，合位移为S合
人教版高中物理必修二第七章—7.9功能关系 (共25张PPT)
11.6%),全省把握旅游业发展的规律和阶段性 特征的 能力明 显提
⑶小滑块机械能增量为__W_1_-_W_2__
例题2：质量为m的物体，在距地面h高处以g /3的 加速度由静止竖直下落到地面时，下列说法中正 确的是 （ BCD）
A. 物体的重力势能减少 1/3 mgh B. 物体的机械能减少 2/3 mgh C. 物体的动能增加 1/3 mgh D. 重力做功 mgh
例题3. 如图所示，木块A放在木块B的左端，用恒力
F将A拉至B的右端，第一次将B固定在地面上，F做
功为W1，生热为Q1，第二次让B可以在光滑地面上
自由滑动，仍将A拉至B的右端， 这次F做功为W2，
生热为Q2；则应有: ( ) A、W1<W2 , Q1=Q2
A
B、W1=W2 , Q1=Q2
C、W1<W2 , Q1<Q2
A、逐渐升高。
B、逐渐降低。
C、先降低后升高。 D、始终不变。
例题7：如图所示，质量为m的物体，轻轻放在水
平传送带左端，传送带在电动机的带动下，始终
以速度v匀速运动，物体与传送带之间的动摩擦
因数为μ，经过一段时间后，物体与传送带相对
静止。从释放到与传送带相对静止这一过程中，
下列说法正确的是：（ ）
B、因F1、F2分别对A、B做正功，故系统的机械能不断 增大。
C、当弹簧弹力大小与F1、F2的大小相等时，系统的机 械能最大。
D、当弹簧弹力大小与F1、F2的 大小相等时，系统动能最大。
例题6：一质量均匀不可伸长的粗绳，粗绳的A、 B两端固定在水平天花板上。如图所示，现在 绳的最低点C施加一竖直向下的拉力，将C点 缓慢拉至D点。则在此过程中粗绳AB的重心位 置将：（ A ）
⑶小滑块机械能增量为__W_1_-_W_2__
例题2：质量为m的物体，在距地面h高处以g /3的 加速度由静止竖直下落到地面时，下列说法中正 确的是 （ BCD）
A. 物体的重力势能减少 1/3 mgh B. 物体的机械能减少 2/3 mgh C. 物体的动能增加 1/3 mgh D. 重力做功 mgh
例题3. 如图所示，木块A放在木块B的左端，用恒力
F将A拉至B的右端，第一次将B固定在地面上，F做
功为W1，生热为Q1，第二次让B可以在光滑地面上
自由滑动，仍将A拉至B的右端， 这次F做功为W2，
生热为Q2；则应有: ( ) A、W1<W2 , Q1=Q2
A
B、W1=W2 , Q1=Q2
C、W1<W2 , Q1<Q2
A、逐渐升高。
B、逐渐降低。
C、先降低后升高。 D、始终不变。
例题7：如图所示，质量为m的物体，轻轻放在水
平传送带左端，传送带在电动机的带动下，始终
以速度v匀速运动，物体与传送带之间的动摩擦
因数为μ，经过一段时间后，物体与传送带相对
静止。从释放到与传送带相对静止这一过程中，
下列说法正确的是：（ ）
B、因F1、F2分别对A、B做正功，故系统的机械能不断 增大。
C、当弹簧弹力大小与F1、F2的大小相等时，系统的机 械能最大。
D、当弹簧弹力大小与F1、F2的 大小相等时，系统动能最大。
例题6：一质量均匀不可伸长的粗绳，粗绳的A、 B两端固定在水平天花板上。如图所示，现在 绳的最低点C施加一竖直向下的拉力，将C点 缓慢拉至D点。则在此过程中粗绳AB的重心位 置将：（ A ）