第1节　功与功率 教学课件.ppt

探究二恒力做功的分析与计算【情景导入】如图所示，坐在雪橇上的人与雪橇的总质量为m，在与水平面成θ角的恒定拉力F作用下，沿水平地面向右移动了一段距离l.?雪橇做匀加速运动，合力做什么功？雪橇做匀减速运动，合力做什么功？怎样求合力的功？提示：雪橇做匀加速运动，合力做正功．雪橇做匀减速运动，合力做负功．合力的功等于拉力F做的功与摩擦力做的功的代数和，或者等于拉力和摩擦力的合力做的功．1．恒力做功的求法一个恒力F对物体做功W＝Flcosα有两种处理方法：(1)W等于力F乘以物体在力F方向上的分位移lcosα，即物体的位移分解为沿F方向上和垂直于F方向上的两个分位移l1和l2，则F做的功W＝Fl1＝Flcosα.(2)W等于力F在位移l方向上的分力Fcosα乘以物体的位移l，即将力F分解为沿l方向上和垂直于l方向上的两个分力F1和F2，则F做的功W＝F1l＝Flcosα.2．计算恒力做功的基本步骤(1)找出该力的大小；(2)找出物体相对于地面的位移；(3)找出该力与位移间的夹角；(4)代入功的公式W＝Flcosα.3．总功的计算：当物体在多个力的共同作用下发生一段位移时，合力对物体所做的功等于各分力对物体做功的代数和．故计算合力做的功有以下两种方法：(1)先由W＝Flcosα计算各个力对物体所做的功W1、W2、W3、…然后求所有力做功的代数和，即W合＝W1＋W2＋W3＋….(2)先由力的合成或根据牛顿第二定律求出合力F合，然后由W合＝F合lcosα计算总功，此时α为F合的方向与l的方向间的夹角．注意：当在一个过程中，几个力作用的位移不相同时，只能用方法(1)．【例3】如图所示，物体在力F的作用下在水平面上发生一段位移l，试分别计算这四种情况下力F对物体所做的功．设在这四种情况下力F和位移l的大小都相同：F＝10N，l＝1m，角θ的大小如图所示，分别说明每种情况下力F做功的正负，并求出做功的大小．[答案]见解析【例4】如图所示，一个质量为m＝2kg的物体，受到与水平方向成37°角斜向上方F＝10N的力的作用，在水平地面上从静止开始向右移动的距离为l＝2m，已知物体和地面间的动摩擦因数为0.3，g取10m/s2，求外力对物体所做的总功．(cos37°＝0.8，sin37°＝0.6)[解析]物体受到的摩擦力为：Ff＝μFN＝μ(mg－Fsin37°)＝0.3×(2×10－10×0.6)N＝4.2N法一：先求各力的功，再求总功．拉力F对物体所做的功为：W1＝Flcos37°＝10×2×0.8J＝16J摩擦力Ff对物体所做的功为：W2＝Fflcos180°＝－4.2×2J＝－8.4J由于重力、支持力对物体不做功，故外力对物体所做的总功W等于W1和W2的代数和，即W＝W1＋W2＝7.6J.法二：先求合力，再求总功．物体受到的合力为：F合＝Fcos37°－Ff＝3.8N，所以W＝F合l＝3.8×2J＝7.6J.[答案]7.6J[针对训练3]如图所示，平行于斜面向上的拉力F使质量为m的物体匀加速沿着长为L、倾角为α的固定斜面的一端向上滑到另一端，物体与斜面间的动摩擦因数为μ.求作用在物体上的各力对物体所做的总功．解析：选物体为研究对象，其受力如图所示：?法一：拉力F对物体所做的功为：WF＝FL重力mg对物体所做的功为：WG＝－mgLsinα摩擦力对物体所做的功为：Wf＝FfLcos180°＝－FfL＝－μmgLcosα弹力FN对物体所做的功为：WN＝FNLcos90°＝0故各力的总功为：W＝WF＋WG＋Wf＋WN＝FL－mgLsinα－μmgLcosα.法二：物体受到的合力为：F合＝F－mgsinα－Ff＝F－mgsinα－μmgcosα所以合力做的功为：W＝F合L＝FL－mgLsinα－μmgLcosα.答案：FL－mgLsinα－μmgLcosα探究三对功率的理解和计算【情景导入】建筑工地上有三台起重机将重物吊起，下表是它们的工作情况记录：起重机编号被吊物体重力匀速上升速度上升的高度所用时间做功A2.0×103N4m/s16m4s?B4.0×103N3m/s6m2s?C1.6×103N2m/s20m10s?提示：(1)三台起重机分别做功3.2×104J、2.4×104J、3.2×104J，所以A、C做功最多．(2)B做功最快，可以用功与所用时间的比值表示做功的快慢．(3)不一定．通过对比可以看出