高中教育功和功率
高中物理专题-必修二-功和功率
专题一．功：1．物理意义，功是能量转化的量度。
一个物体受到力的作用，如果在力的方向上发生一段位移，我们就说这个力对物体做了功。
2.公式：W=FScosα,α为F与S的夹角。
单位：焦耳(J) 1焦耳=1牛·米即：1J=１N·m,功是标量。
关于功应注意以下几点：①做功的两个要素：有力作用在物体上，且物体在力的方向上发生位移，因此，讲功时明确哪个力做功或明确哪个物体对哪个物体做功。
②公式：w=FScosα公式中F为恒力；α为F与位移S的夹角；位移s为受力质点的位移。
③功的正负：功是标量，但有正负，当O≤α<900时，力对物体做正功：900<α≤1800时，力对物体做负功(物体克服某力做功，取正值)。
④做功过程总是伴随着能量的转化，从这点上讲，功是能量转化的量度，但“功转化为能量”，“做功产生热量”等说法都是不完备的。
⑤功具有相对性，一般取地面参照系，即力作用的那个质点的位移一般指相对地面的位移。
⑥摩擦力的功，无论是静摩擦力，还是动摩擦力都可以做正功、负功还可以不做功，一对静摩擦力做功的代数和为零。
⑦摩擦力做功与产生势能之间的关系如何?因两个接触面的相对滑动而产生热能的关系：Q=fs，其中，f必须是滑动摩擦力，S必须是两接触面的相对滑动距离(或相对路程)。
由此可见，静摩擦力虽然对物体做功．但由于相对位移为零而没有热能产生。
【例1】在光滑水平面上有一静止的物体．现以水平恒力甲推这一物体，作用一段时间后，换成相反方向的水平恒力乙推这一物体．当恒力乙作用时间与恒力甲作用时间相同时，物体恰好回到原处，此时物体的动能为32J．则在整个过程中，恒力甲做的功和恒力乙做的功各等于多少？专题二．动能、势能1．动能：物体由于运动而具有的能叫动能。
(1)动能的定义式： E K=mV2/2，标量(2)动能的单位：1千克·米2/秒2=1牛1米=1焦。
(3)动能具有相对性：因为物体运动速度的大小，与选定的参照物有关，一般选地面为参照物。
高中物理：功和功率知识点总结
高中物理：功和功率知识点总结一、功的概念1、功（1）定义：物体受到力的作用，并在力的方向上发生一段位移，就说该力对物体做了功.（2）两个必要条件：做功的两个必要条件是力和物体在力的方向上的位移，两者缺一不可，功是过程量，即做功必定对应一个过程（位移），应明确是哪个力在哪个过程中的功.（3）公式：（适用于恒力做功）.（4）对公式的理解：①力F和s、的乘积（其中α是F和s两矢量的正向夹角）.②力F和scosα（位移在力的方向上的分量）的乘积.③Fcosα（力在位移方向上的分量）和s的乘积.其中α为F、s正方向之间的夹角，s为物体对地的位移.（5）功是标量，但有正负之分.①当时，W>0，力对物体做正功.②当90°α≤180°时，W<>，力对物体做负功，也可说物体克服该力做了功.③当α＝90°时，W＝0，力对物体不做功，典型的实例有向心力不做功，洛仑兹力不做功.（6）判断一个力做正功还是负功的方法①根据力和位移方向的夹角判断，此法常用于判断恒力做的功. 由于功，当α＝90°，即力和作用点的位移方向垂直时，力做的功为零.②根据力和瞬时速度方向的夹角判断，此法常用于判断质点做曲线运动时变力做的功，当力的方向和瞬时速度方向垂直时，力不做功.③根据物体或系统能量是否变化，彼此是否有能量的转移或转化进行判断，若有能量的变化，或系统内各物体间彼此有能量的转移或转化，则必定有力做功.④以正负功的物理意义为依据，从阻碍运动还是推动运动入手分析，阻碍运动是阻力，阻力对物体做负功；推动物体运动是动力，动力做正功；对物体运动既不起阻碍作用，也不起推动作用，不做功. 此法关键是分析出某力是动力还是阻力.（7）功是能量转化的量度，做功过程一定伴随能量转化，并且做多少功就有多少能量发生转化.问题1、功的概念的理解、正负功的判断问题：如图所示，光滑的斜劈放在水平面上，斜面上用固定的竖直板挡住一个光滑球。
高中物理功和功率知识点
高中物理功和功率知识点在高中物理的学习中，功和功率是非常重要的概念，它们不仅是解决力学问题的基础，也是理解能量转化和守恒定律的关键。
下面咱们就来详细探讨一下这两个重要的知识点。
一、功1、功的定义如果一个力作用在物体上，物体在这个力的方向上移动了一段距离，我们就说这个力对物体做了功。
简单来说，功等于力与在力的方向上移动的距离的乘积。
用公式表示就是：W ＝ Fs （其中 W 表示功，F 表示力，s 表示在力的方向上移动的距离）要注意的是，如果力和移动的距离方向相互垂直，那么这个力就不做功。
2、功的正负功是有正负之分的。
当力对物体做正功时，意味着力促使物体的运动，物体的能量增加。
比如，一个水平向右的力推动一个物体向右移动，这个力做的就是正功。
当力对物体做负功时，相当于力阻碍物体的运动，物体的能量减少。
比如，一个水平向左的力阻碍一个向右运动的物体，这个力做的就是负功。
正功和负功的判断，主要看力和位移的夹角。
当夹角在 0°到 90°之间时，力做正功；当夹角在 90°到 180°之间时，力做负功；当夹角等于90°时，力不做功。
3、常见的力做功情况（1）重力做功重力做功只与物体的初末位置的高度差有关，与物体运动的路径无关。
比如，一个物体从高处自由下落，不管它是直线下落还是曲线下落，重力做的功都只取决于下落的高度差。
（2）摩擦力做功摩擦力做功的情况比较复杂。
静摩擦力做功的情况相对较少，而动摩擦力做功与路径有关。
例如，一个物体在粗糙水平面上滑动，摩擦力做负功，会使物体的动能减少。
（3）弹力做功对于弹簧的弹力，当弹簧从伸长或压缩状态恢复到原长时，弹力做功。
4、合力做功合力做的功等于各个分力做功的代数和。
如果一个物体同时受到多个力的作用，可以分别计算每个力做的功，然后相加得到合力做的功。
二、功率1、功率的定义功率是表示做功快慢的物理量。
单位时间内所做的功叫做功率。
用公式表示为：P ＝ W ／ t （其中 P 表示功率，W 表示功，t 表示做功所用的时间）功率的单位是瓦特（W），1 瓦特＝ 1 焦耳/秒。
高中物理功与功率教案
高中物理功与功率教案
一、教学目标
1. 知识目标：了解功和功率的概念，掌握计算功和功率的方法。
2. 能力目标：能够运用所学知识解决相关问题。
3. 情感目标：培养学生对物理学的兴趣，激发学生学习物理的热情。
二、教学重点
1. 掌握功和功率的基本概念。
2. 理解功和功率的计算方法。
三、教学内容
1. 功的定义和计算方法。
2. 功率的定义和计算方法。
3. 运用功和功率的概念解决实际问题。
四、教学过程
1. 探究：通过实验或例题引出功和功率的概念。
2. 讲解：讲解功和功率的定义，说明其计算方法。
3. 练习：组织学生进行练习，加深对功和功率的理解。
4. 拓展：引导学生进一步了解功和功率在生活中的应用。
五、课堂小结
1. 复习功和功率的定义和计算方法。
2. 强调功和功率在物理学中的重要性。
六、课后作业
1. 完成练习题。
2. 思考功和功率在日常生活中的应用。
七、教学反思
1. 本节课的教学设计是否能够有效帮助学生理解功和功率的概念。
2. 学生是否能够熟练掌握功和功率的计算方法。
3. 如何进一步激发学生对物理学的兴趣和热情。
高中物理人教版必修第二册教学课件《-功和功率》
【练7】 如图，质量为m=2 kg的木块在倾角θ=37°的斜面 上由静止开始下滑，木块与斜面间的动摩擦因数为μ=0.5， 已知sin 37°=0.6，cos 37°=0.8，g取10 m/s2，求:
(1)前2 s内重力的平均功率; (2)2 s末重力的瞬时功率。
【练8】发动机的额定功率是汽车长时间行驶时所能输出的 最大功率。某型号汽车发动机的额定功率是60kW，在水平 路面上的行驶时所受的阻力为1800N，求：
【练5】(多选)如图，一个质量为m=2.0 kg的物体放在倾角为α=37°的 固定斜面上，现用F=30 N、平行于斜面的力拉物体使其由静止开始 沿斜面向上运动。已知物体与斜面之间的动摩擦因数μ=0.50，斜面足 够长，g取10 m/s2，sin 37°=0.60，cos 37°=0.80。物体运动2 s后，关
a.国际单位:焦耳（简称：焦 ——符号：J） １Ｊ＝１Ｎ×１m=1N·m
b.功是标量：没有方向，但有正负。 c.物理意义：功是能量转化的量度(过程量)。 d.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。 e.只适用于大小方向都不变的恒力做功
第八章机械能守恒定律
8.1功和功率
一、功
1.功的定义：如果一个物体受到力的作用，并且在这个力 的方向上通过一段位移 ，我们就说这个力对物体做了功。
2.两个必要条件：（1）作用在物体上的力；（2）物体在 这个力的方向上发生了位移。（缺一不可）
知识运用：判断左图 中人对物体是否做功。
一、功
3.功的表达式
t
t
（二）额定功率和实际功率
1.额定功率：是指机器正常工作时的最大输出功率，也就是机器 铭牌上的标称值。 2.实际功率：是指机器在工作中实际输出的功率。
高中物理课件功和功率
物体在某一时刻的功率，反映物体在该时刻做功的快慢程度。瞬时功 率可以理解为平均功率在时间间隔趋近于零时的极限值。
机械效率与热机效率
机械效率
有用功与总功的比值，反映机械在给定条件下做功的能力。 机械效率总是小于1，表示机械在做功过程中总有一部分能量 损失。
热机效率
热机转变为有用功的热量与燃料完全燃烧释放的热量的比值 。热机效率反映了热机将热能转化为机械能的能力，同样受 到能量损失的限制，热机效率也总是小于1。
05
典型例题分析与解题思路
求解恒力作用下物体做功问题
恒力做功的基本公式：$W = Fscostheta$，其中$F$ 为恒力，$s$为物体在力的方向上通过的位移， $theta$为力与位移之间的夹角。 恒力做功与路径无关，只与初末位置有关。
注意事项 当力与位移垂直时，该力不做功。
例题分析：一物体在水平恒力作用下沿水平面做匀速直 线运动，已知力和位移，求该力对物体所做的功。
算功，而需要采用其他方法。
02 03
微元法
将物体的运动过程划分为无数个极短的瞬间，每个瞬间内物体受到的力 可近似看作恒力，然后根据恒力做功的计算方法求出每个瞬间内的功， 最后将这些功相加即可得到整个过程的总功。
图像法
如果已知物体受到的力随时间或位移变化的图像，则可以通过图像的面 积来计算变力对物体所做的功。面积的大小表示功的多少，面积的正负 表示功的正负。
高中物理课件功和功率
目录
• 功的基本概念与性质 • 恒力作用下物体做功 • 功率的基本概念与性质 • 动能定理与机械能守恒定律
目录
• 典型例题分析与解题思路 • 实验：验证动能定理和机械能守恒定
律 • 总结回顾与拓展延伸
01
2025新课改-高中物理-必修第2册(16讲)12 A功与功率 基础版
2025新课改-高中物理-必修第2册（16讲）12 A功与功率 基础版功与功率知识点：功与功率一、功1.功的公式：W ＝Fl cos α，其中F 、l 、α分别为力的大小、位移的大小、力与位移的夹角.2.功是标(填“矢”或“标”)量.在国际单位制中，功的单位是焦耳，符号是J.二、正功和负功1.力对物体做正功或负功的条件由W ＝Fl cos α可知(1)当α＝π2时，W ＝0，力F 对物体不做功. (2)当0≤α＜π2时，W ＞0，力F 对物体做正功. (3)当π2＜α≤π时，W ＜0，力F 对物体做负功. 2.总功的计算当一个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等于：(1)各个分力分别对物体所做功的代数和.(2)几个力的合力对物体所做的功.三、功率1.意义：功率是表示物体做功快慢的物理量.2.定义：功W 与完成这些功所用时间t 之比.3.定义式：P ＝W t.单位：瓦特，简称瓦，符号W. 4.功率与速度的关系式：P ＝F v (F 与v 方向相同).应用：由功率速度关系知，汽车、火车等交通工具和各种起重机械，当发动机的功率P 一定时，牵引力F 与速度v 成反(填“正”或“反”)比，要增大牵引力，就要减小速度.5.功率是标(填“标”或“矢”)量.技巧点拨一、对功的理解对公式W ＝Fl cos α的理解1.某一恒力F 对物体做的功，只与l 、α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无关.2.功是标量，没有方向，但是有正负.3.公式W ＝Fl cos α适用于计算恒力做功，若是变力，此公式不再适用.二、正、负功的理解 功的计算1.正、负功的理解和判断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.故计算合力的功有以下两种方法：(1)先由W ＝Fl cos α计算各个力对物体所做的功W 1、W 2、W 3…然后求所有力做功的代数和，即W 合＝W 1＋W 2＋W 3＋….(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l cos α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).三、功率1.功率表示的是物体做功的快慢，而不是做功的多少，功率大，做功不一定多，反之亦然.2.区分平均功率和瞬时功率(1)平均功率：与一段时间相对应①P ＝W t； ②P ＝F v ，其中v 为平均速度.(2)瞬时功率：与某一瞬时相对应①当F 与v 方向相同时，P ＝F v ，其中v 为瞬时速度；②当F 与v 夹角为α时，P ＝F v cos α，其中v 为瞬时速度.3.P ＝F v 中三个量的制约关系特别提醒“某秒末”或“到某位置时”的功率是指瞬时功率，只能用P＝F v cos α求解；“某段时间求解，也可以用P＝F v 内”或“某个过程中”的功率，则是指平均功率，此时可用P＝Wtcos α求解.例题精练1．（2020秋•仓山区校级期末）用恒力F使质量为10kg的物体以1m/s2的加速度沿竖直方向从静止开始匀加速上升，不计空气阻力，那么4s内恒力F做功为（g取10m/s2）（）A．960J B．880J C．800J D．720J 2．（2021春•仓山区校级期中）质量为m的汽车在平直路面上启动，启动过程的速度图象如图所示，0～t1段为直线，从t1时刻起汽车保持额定功率不变，整个运动过程中汽车所受阻力恒为f，则（）A．0～t1时间内，汽车的牵引力等于mB．t1时刻，汽车的牵引力大小为fC．t1～t2时间内，汽车的功率等于fv1D．t1～t2时间内，汽车的功率等于fv2随堂练习3．（2021•广东二模）高铁在高速行驶时，受到的阻力f与速度v的关系为f＝kv2（k为常量）．若某高铁以160km/h的速度匀速行驶时机车的输出功率为P，则该高铁以320km/h的速度匀速行驶时机车的输出功率为（）A．8P B．4P C．2P D．P 4．（2021•义乌市模拟）油烟烟气能影响人体的细胞免疫、巨噬细胞功能，造成人体免疫功能下降；烟气中存在的有害物质还能引起基因突变、DNA损伤、具有潜在的致癌性。
高中物理功和功率知识点
高中物理功和功率知识点一、引言在物理学中，功和功率是研究力学的两个重要概念，它们与物体的运动有着密不可分的关系。
没有功和功率的概念，我们就无法解释物体运动的原理以及描述力学过程的发生，学习高中物理功和功率知识点，对于理解力学学科有重要的意义。
二、什么是功？实际上，我们生活中的很多运动都涉及到功，比如说推车、爬楼梯、举重等。
物理学中对于功的定义为：当一个力作用在物体上产生了位移时，力对物体所作的功即为力和物体之间的能量转换。
这个转化的过程包括了两部分的能量表现：动能和势能。
这里，我们要注意的是，只有当力的方向和物体的运动方向相同，物体才会发生位移，并且力只在物体位移的方向上才会对物体产生功。
我们用数学的方式将功表示为：$W = F s \cos\theta$，其中 $W$ 表示功，$F$ 表示力的大小，$s$ 表示位移的大小，$\theta$ 是力的方向与位移方向之间的夹角。
三、什么是功率？功率的定义可以从两个角度出发：1.功率的定义1是指做功的大小与时间的比值。
$P=\frac{W}{t}$这个定义意味着，如果在时间 $\Delta t$ 内做了功 $\Delta W$，那么功率就是 $\frac{\Delta W}{\Delta t}$，在极限情况下，这个比值就是导数 $\frac{\text{d}W}{\text{d}t}$，所以用微积分的方法就可以证明这个公式。
2.功率的定义2是指物体所拥有的能量转化率，即动能或势能转化为另一种形式的能量时，所涉及的时间比值。
$P=\frac{\Delta E}{\Delta t}$这个定义意味着，如果我们将物体的势能或动能转化为其它形式的能量，如电能或热能等，所涉及的时间比值就是物体的功率。
四、功和功率的应用段落内容：1.计算稳定工作的耗电器的功率功率是电器的重要参数之一，电器的名称牌上通常会标注功率值。
对于稳定工作的耗电器，我们可以使用万用表测量他们的电阻值，然后使用 $P=I^2R$ 公式计算电器的功率，这个公式是由欧姆定理得出的。
(完整版)高中物理功和功率
学习重点：1、功的概念2、功的两个不可缺少的要素3、机械功的计算公式4、功率的概念及其物理意义知识要点：（一）功的概念1、定义：如果一个物体受到力的作用，并且在力的方向上发生了一段位移，物理学中就说力对物体做了功。
2、做功的两个不可缺少的要素：力和物体在力的方向上发生的位移。
（分析一个力是否做功，关键是要看物体在力的方向上是否有位移）（二）功的公式和单位1、公式：W=F·Scosα即：力对物体所做的功，等于力的大小、位移的大小、力和位移夹角的余弦三者的乘积。
2、功的单位：在国际单位制中功的单位是“焦耳”，简称“焦”，符号“J”1J=1N·m（1焦耳=1牛·米）3、公式的适用条件：F可以是某一个力，也可以是几个力的合力，但F必须为恒力，即大小和方向都不变的力。
4、两种特殊情况：（从A运动到B）（1）力与位移方向相同，即α=0°W=F·S·cos0°=F·S（2）力与位移方向相反，即α=180°W=F·S·cos180°=-F·S5、公式中各字母的正负取值限制：F和S分别指“力的大小”和“位移的大小”即公式中的F和S恒取正值，α指力和位移之间的夹角，也就是力的方向和位移的方向之间的夹角，α的取值范围是：0°≤α≤180°。
6、参考系的选择：位移与参考系的选取有关，所以功也与参考系的选取有关。
在中学范围内，计算时一律取地面或相对于地面静止的物体作为参考系。
（三）正功与负功1、功的正负完全取决于α的大小：（1）当0°≤α<90°时，cosα>0，W>0，此时力F对物体做正功，该力称为物体的“动力”。
（2）当α=90°时，cosα=0，w=0，此时力F对物体做零功，或称力对物体不做功。
（3）当90°<α≤180°时，cosα<0，W<0，此时力F对物体做负功，或称物体克服力F做功，该力称为物体的“阻力”。
高中物理必修二功和功率课件
目录
• 功的基本概念与性质 • 功率的基本概念与计算 • 动能定理及其应用 • 机械能守恒定律及其应用 • 功能关系与能量转化 • 实验：验证机械能守恒定律
01
功的基本概念与性质
Chapter
功的定义及物理意义
功是描述力对物体做功多少的物理量，即力在空间上的 积累效应。
不做功
当力和位移的夹角为90度 时，力对物体不做功，表 示力在物体运动方向上没 有分力。
恒力做功与变力做功
恒力做功
当物体在恒力的作用下发生位移时，恒力对物体做功。恒 力做功的大小等于恒力与物体在力的方向上发生的位移的 乘积。
变力做功
当物体在变力的作用下发生位移时，变力对物体做功。变 力做功的大小等于变力与物体在力的方向上发生的位移的 乘积的积分。
02
能量守恒定律
能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只会从一种形式转化为另一
种形式，或者从一个物体转移到其他物体，而能量的总量保持不变。
03
能量守恒定律的意义
是自然界最普遍、最重要的基本定律之一，它揭示了各种自然现象之间
的相互联系和制约关系。
功能关系在解决实际问题中的应用
应用功能关系解题的一般步骤 明确研究对象和研究过程；
恒力与变力的区别
恒力的大小和方向都不随时间变化，而变力的大小或方向 可能随时间变化。在处理变力做功问题时，通常需要将变 力转化为恒力或利用动能定理等方法求解。
02
功率的基本概念与计算
Chapter
功率的定义及物理意义
功率是描述做功快慢 的物理量，定义为单 位时间内完成的功。
功率的大小反映了物 体做功的能力，功率 越大，做功越快。
的。
人教版高中物理必修第二册：功与功率【精品课件】
（3）汽车做匀加速运动时，牵引力恒定，随着车速的增大，汽车的
输出功率增大，输出功率等于额定功率时的速度是汽车做匀加速运动
的最大速度，设为v1，
P
则有v1= F =10 m/s，
1
根据运动学公式知，汽车维持匀加速运动的时间为t= 1 =5 s。
雪橇在水平地面上移动，受力情况如图所示
此时的合力为水平方向，即
F合= Fcos37°— F阻= 300N
物体所受的合力F合对它做的功为
W= F合l = 1500J
即：力对雪橇做的总功为1500J
三、功率
1.定义：力对物体做的功W跟完成这些功所用时间t的比值叫功率
W
P
2.定义式：
(单位时间做功的多少)
引入
起重机竖直提升重物时，重物运动的方向与力的方向
一致，则力对物体做的功为力的大小与重物移动距离
的乘积。
公式: =
更普遍的情形是物体运动的方向与力的方向不一致，
例如马拉雪橇时拉力方向和雪橇运动方向间有一个角
度。这时应当怎样计算功呢？
一、功
F⊥
F
方案1：分解力
F∥
F
l
F F cos
在同样的阻力下,如果以54km/h的速度匀速行驶,则发动机输出的实际功率是多少?
解： 匀速行使时, 汽车的牵引力F =F阻= 1800N
由P =Fv 得 v =
60000
P
=
m/s=33.3m/s=120km/h
F
1800
以较低的速度行使时,
v′=54km/h=15m/s
∴ P′=Fv′ =1800×15W=27kW
高中物理必修2功和功率汇总
一、功的概念1.功的定义(1)一个物体受到力的作用，如果在力的方向上发生一段位移，这个力就对物体做了功(2)做功的两个条件：力和在力的方向上发生位移2.功的计算(1)功的表达式：W = F·scosα。
其中s是物体位移的大小，α是力与物体位移的夹角。
这个公式可以理解为力投影到位移方向上，或位移投影到力的方向上注意：①W = F·scosα只能用来计算恒力做功，变力做功则不适合②公式力的F与S应具有同时性：计算力F做功时所发生的位移，必须是在同一个力F持续作用下发生的；③某个力F对物体做的功，与物体是否还受到其他力或其他力是否做功以与物体的运动状态都无关。
（比如上图求F做功时，物体还受到重力、重力不过功，但这些与所求W无关。
同上图，不管物体匀速运动，加速运动或减速运动，W都应该为F·scosα）④位移s在计算时必须选择同一参考系，一般选地面(2)功的单位：焦耳，简称焦，符号J。
1J等于1N的力使物体在力的方向上发生1m 的位移时所做的功例1.下面距离的情况中所做的功不为零的是（）A.举重运动员，举着杠铃在头上停留3s，运动员对杠铃做的功B.木块在粗糙水平面上滑动，支持力对木块做的功C.一个人用力推一个笨重的物体，但没推动，人的推力对物体做的功D.自由落体运动中，重力对物体做的功二、正功和负功1.功的正负功是标量，只有大小没有方向，力对物体做正功还是负功，由F和s方向间的夹角大小来决定。
根据W=F·scosα知(1)正功：当0≤α＜90°时，cosα＞0，则W＞0，此时力F对物体做正功。
(2)不做功：当α= 90°时，cosα= 0，则W = 0，即力对物体不做功(3)负功：当90°＜α≤180°时，cosα＜0，则W＜0，此时力F对物体做负功，也叫物体克服力F做功2.功的正负的物理意义因为功是描述力在空间位移上累积作用的物理量，是能量转化的量度，能量是标量，相应的功也是标量。
高中物理(人教版)必修第二册讲义—功与功率
高中物理（人教版）必修第二册讲义—功与功率【学习目标】1．正确理解功和功率的概念。
2．会利用功和功率的公式解释有关现象和进行计算。
【学习重点】1．理解功的概念及正负功的意义。
2．理解功率的概念。
【学习难点】理解功率与力、速度的关系，瞬时功率和平均功率的计算。
知识梳理知识点一、功的概念和公式1.功的基础(1)概念一个物体受到力的作用，并在力的方向上发生了一段位移，这个力就对物体做了功。
(2)力做功的两个因素物体受到力物体在力的方向上发生了位移(3)功的公式力F与位移l有夹角α时：αcosFsW=①公式只适用于恒力做功的计算。
②公式中l一般是选取地面为参考系时物体的位移。
2.正功和负功α范围cosα范围W正、负动力学角度能量角度0≤α＜π2cosα>0W>0，正功表示这个力对物体来说是动力力对物体做正功，使物体获得能量α＝π2cosα＝0W＝0，不做功π2<α≤πcosα<0W<0，负功表示这个力是阻力，对物体的运动起阻碍作用物体克服外力做功，使物体失去能量(1)功是标量，只有正、负，没有方向，功的正负不表示大小。
(2)一个力对物体做负功，往往说成物体克服这个力做功。
3.总功的计算当一个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等于：(1)各个分力分别对物体所做功的代数和，即W＝W1＋W2＋……(2)几个力的合力对物体所做的功，即W＝F合l cosα。
4.恒力做功的求法（1）一个恒力F 对物体做功W ＝Flcos α有两种处理方法：①W 等于力F 乘以物体在力F 方向上的分位移lcos α，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＝Flcos α；②W 等于力F 在位移l 方向上的分力Fcos α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 ＝Fcos α·l 。
人教版高中物理必修二 《功与功率》机械能守恒定律课件
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牵 f ma
F牵
P额 v
2、达到最大速度时，a=0 F牵=f
vm
P额 F牵
P额 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。
F
300
l
甲
F l
300
乙
l 450
F 丙
600
l
F 丁
对比：做功的快慢
功率：
力对物体做的功W跟完成这些功所用时间t的比值叫功率
定义式： P W (单位时间做功的多少) t
物理意义：表示力对物体做功快慢的物理量。 功率的单位: 瓦特（W） 1kW＝1000W 功率是标量
常见的功率公式
P W
②汽车所能达到的最大速度是多大？
质量m=2×10³kg的物体静止在水平地面上，在起重机钢绳的拉力下， 物体以加速度a=0.2m/s²被匀加速提升，求： （1）10s内，钢绳拉力提升重物所做的功？物体克服重力所做的功？ （2）10s内，钢绳拉力做功的功率？ （3）10s末钢绳拉力做功的功率？（g=10m/s²）
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。
汽车发动机的额定功率为60KW，汽车的质量为5t，汽车在水平路 面上行驶时，阻力是车重的0.1倍，g=10m/s2。
①若汽车从静止开始，保持以0.5m/s2的加速度做匀加速直线运动， 这一过程能维持多长时间？
（v是瞬时速度）
额定功率vs实际功率
1.额定功率: 机械或用电器正常工作状态下所能输出的最大功率叫
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解析：v＝72 km/h＝20 m/s，由P＝Fv得 P1＝F1v＝Ff1v P2＝F2v＝Ff2v 故ΔP＝P1－P2＝(Ff1－Ff2)v＝1×103 W. 答案： 1×103 W
判断正负功的方法
[师 之 说]
1．根据力和位移方向之间的夹角判断：此法常用于恒力做 功的判断．
2．根据力和瞬时速度方向的夹角判断：此法常用于判断质 点做曲线运动时变力的功，夹角为锐角时做正功，夹角 为钝角时做负功，夹角为直角时不做功．
3．关于作用力与反作用力做功的关系，下列说法正确的
是
()
A．当作用力做正功时，反作用力可能做负功
B．当作用力不做功时，反作用力也不做功
C．作用力与反作用力所做的功一定是大小相等、正负
相反
D．作用力做正功时，反作用力也可以做正功
解析：作用力与反作用力等大反向，但二者对地位移无此关 系．例如静止于水面上的小船，人水平跳离船时，作用力与 反作用力都做正功．又如在水平地面上滑行的物体，相互作 用的摩擦力，一个做功，另一个不做功． 答案： AD
率． (2)实际功率：机械实际工作时的输出功率，实际功率可以
小于或等于额定功率．
(1)功和功率都是标量，其中功的正负仅说明能量的转化 方向．
(2)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．
1．如图5－1－1所示水平地面上有三个底 面相同、倾角分别为30°、45°、60°的固 定斜面，三个斜面与物体间的动摩擦因
数相同，同一物体沿三个斜面从顶端开
图5－1－1
始由静止下滑到底部的过程中，克服摩擦力做功最多的斜面是
A．倾角为30°的斜面 B．倾角为45°的斜面 C．倾角为60°的斜面 D．一样多
()
解析：设斜面体底边长为 x，斜面倾角为 θ，则物体下滑 过程中克服摩擦力做的功为：WFf＝μmgcosθcoxsθ＝μmgx， 与 θ 无关，选项 D 正确． 答案：D
如图5－1－3所示，物体
沿弧形轨道滑下后进入足够长的水平
传送带ห้องสมุดไป่ตู้传送带以图示方向匀速运转， 图5－1－3
则传送带对物体做功情况可能是
()
A．始终不做功
B．先做负功后做正功
C．先做正功后不做功
D．先做负功后不做功
[思路点拨] 首先根据物体和传送带的速度关系确定摩 擦力的方向，再根据摩擦力和速度方向间的关系判断做 功情况．
一、功 1．做功的两个必要条件：力和物体在力的方向上发生的
位移 ． 2．公式：W＝ Flcosα .适用于恒力做功．其中α为F、l方向
间夹角，l为物体对地的位移．
3．功的正负判断
夹角
功的正负
α＜90° 力对物体做 正功 力对物体做 负功 ，或者说物体克服
α＞90° 这个力做了功
α＝90° 力对物体 不做功
5．为了响应国家的“节能减排”号召，某同学采用了一个 家用汽车的节能方法．在符合安全行驶的要求的情况 下，通过减少汽车后备箱中放置的不常用物品和控制 加油量等措施，使汽车负载减少．假设汽车以72 km/h的速度行驶时，负载改变前、后汽车受到的阻力 分别为2000 N和1950 N，请计算该方法使汽车发动机 输出功率减少了多少？
4．物体在合外力作用下做直线运动的
v－t图象如图5－1－2所示．下列
表述正确的是
()
A．在0～1 s内，合外力做正功
B．在0～2 s内，合外力总是做负功
C．在1 s～2 s内，合外力不做功
D．在0～3 s内，合外力总是做正功
图5－1－2
解析：根据动能定理，合外力做的功等于物体动能的变化， 0～1 s内，动能增加，所以合外力做正功，A正确；0～2 s 内动能先增加后减少，合外力先做正功后做负功，B错误； 1 s～2 s内，动能减少，合外力做负功，C错误；0～3 s内， 动能变化量为零，合外力做功为零，D错误． 答案：A
3．依据能量变化来判断：根据功是能量转化的量度，若有 能量转化，则必有力对物体做功．比如系统的机械能增 加，说明力对系统做正功，如果系统的机械能减少，则 说明力对系统做负功，此法常用于相关联的两个物体之 间的相互作用力做功的判断．
[关键一点] 作用力和反作用力虽然等大反向，但由于其分别作用
在两个物体上，产生的位移效果无必然联系，故作用力和 反作用力的功不一定一正一负、大小相等．
2．一质量为 m 的木块静止在光滑的水平面上．从 t＝0 开
始，将一个大小为 F 的水平恒力作用在该木块上，在
t＝t1 时刻，力 F 的功率是
A.F2m2t1
B.F22mt12
C.Fm2t1
D.Fm2t12
()
解析：根据牛顿第二定律，F＝ma， 再根据 v＝at1，P＝Fv 得 P＝Fm2t1，故 C 正确． 答案：C
[解析] 设传送带速度大小为v1，物体刚滑上传送带时的速度 大小为v2. ①当v1＝v2时，物体随传送带一起匀速运动，故传送带与物体 之间不存在摩擦力，即传送带对物体始终不做功，A正确． ②当v1＜v2时，物体相对传送带向右运动，物体受到的滑动摩 擦力方向向左，则物体先做匀减速运动直到速度减为v1，再做 匀速运动，故传送带对物体先做负功后不做功，D正确．
二、功率
1．定义：功跟完成这些功所用时间的比值． 2．功率的物理意义：描述力对物体 做功的快慢 ．
3．公式 W (1)P＝ t ，P 为时间 t 内的平均功率．
(2)P＝Fvcosα ，α为F与v的夹角． ①若v为平均速度，则P为 平均功率 ． ②若v为瞬时速度，则P为瞬时功率 ．
4．额定功率与实际功率 (1)额定功率：长时间正常工作而不损坏机械的最大输出功
【考纲下载】
1．功和功率
(Ⅱ)
2．动能和动能定理
(Ⅱ)
3．重力做功与重力 势能
(Ⅱ)
4．功能关系、机械能守恒定律及其应用
(Ⅱ)
实验五：探究动能定理
实验六：验证机械能守恒定律
【考情上线】 1．从近几年的高考看，对基本概念的考查主要是针对功和功
率的计算，对基本规律的考查主要针对动能定理、功能关 系及机械能守恒定律的应用． 2．高考对本章考查的题型较全面，难度从易到难几乎都有， 而且本章内容可以结合牛顿运动定律、曲线运动、电磁学 等内容考查综合性较强、难度较大的题目． 3．本章知识常与生产、生活、科技相结合进行考查．