功和功率的概念和计算共29页
《功和功率》课件
步骤2：使用速度计测量 小车的速度，记录数据 。
步骤3：改变小车上砝码 的质量，重复步骤1和步 骤2，至少进行5组实验 。
步骤4：将实验数据输入 数据采集器，分析数据 ，绘制功与速度变化的 图像，验证动能定理。
结果分析：通过实验数 据和图像分析，可以得 出功与速度变化的关系 ，验证动能定理的正确 性。同时，通过实验操 作和数据采集，培养学 生的实验技能和观察能 力，加深对功、功率和 动能的理解。
若求瞬时功率，需考虑力的冲量，公式为
$P = Fv$，其中$F$表示力的大小，$v$表示瞬时速度。
功率的单位
01 国际单位制中，功率的单位是瓦特（W），简称 瓦。
02 其他常用单位还有千瓦（kW）、马力等。
02 换算关系为：1千瓦=1000瓦，1马力=735.5瓦。
03
功和功率的关系
功和功率的联系
功的计算公式
总结词
功的计算公式是 W = Fscostheta，其中 F 是作用在物体上的力，s 是物体在力的方向上的位移 ，theta 是力和位移之间的夹角。
详细描述
功的计算公式是物理学中用于计算力对物体所做功的公式。公式中的 F 表示作用在物体上的力 ，s 表示物体在力的方向上的位移，theta 表示力和位移之间的夹角。该公式适用于恒力做功的 情况，当力的大小和方向不变时，可以直接代入公式进行计算。
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02 自行车
骑自行车时需要克服阻力和重力，这需要消耗体 能并产生功和功率。自行车的功率取决于骑行者 的体重、踏频和速度。
03 飞机
飞机在飞行过程中需要消耗燃油，从而产生功和 功率。飞机的功率取决于发动机的推力和速度， 推力越大，速度越高，功率越大。
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一、功的理解和正判断1.做功的两个要素：力和物体在力的方向上生的位移。
2．公式： W＝ Fl cos α(1) α是力与位移方向之的角，l 是物体地的位移。
(2)公式只适用于恒力做功。
3．功的正 (曲运中α是力与速度方向之的角)角功的正α＜ 90°力物体做正功α＝ 90°力物体不做功α＞ 90°力物体做功或成物体克服个力做了功二、功的算[ 方法 1：利用定式算恒力的功](1) 恒力做的功：直接用W＝ Fl cos α 算。
(2)合力做的功方法一：先求合力 F 合，再用 W 合＝ F 合 lcos α求功。
方法二：先求各力做的功W 1、 W2、 W3、⋯再用W 合＝ W1＋ W2＋ W3＋⋯求合力做的功 (代数和 )。
[ 方法 2：利用微元法求力做功]将物体的位移分割成多小段，因小段很小，每一小段上作用在物体上的力可以恒力，就将力做功化在无数多个无小的位移上的恒力所做元功的代数和。
此法在中学段，常用于求解大小不、方向改的力做功。
[ 方法 3：化力恒力求力做功]力做功直接求解，通常都比复，但若通研究的象，有可化恒力做功，用W＝ Fl cos α求解。
此法常常用于通定滑拉物体的中。
[ 方法 4：利用平均力求力做功]在求解力做功，若物体受到的力方向不，而大小随位移呈性化，即力均匀化，可以物体受到一大小 F ＝F1＋F2的恒力作用， F1、 F 2分物体初、 2末所受到的力，然后用公式W＝ F l cos α求此力所做的功。
[ 方法 5：利用能定理求力做功]动能定理既适用于直线运动，也适用于曲线运动，既适用于求恒力做功，也适用于求变力做功。
因使用动能定理可由动能的变化来求功，所以动能定理是求变力做功的首选。
[ 方法 6：利用 F-x 图像求变力做功]在 F -x 图像中，图线与x 轴所围“面积”的代数和就表示力 F 在这段位移所做的功，且位于x 轴上方的“面积”为正，位于x 轴下方的“面积”为负，但此方法只适用于便于求图线所围面积的情况(如三角形、矩形、圆等规则的几何图形)。
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表达式
W1=-W2
总结词
适用于作用力和反作用力做功的计算，遵循能量守恒定律
说明
作用力和反作用力大小相等，方向相反，作用在不同的物体上，可以运用该公式计算做功
作用力和反作用力做功的计算方法
功率的计算方法
03
瞬时功率的计算方法
瞬时功率的表达式：P=Fvcosθ
θ为力F与速度v之间的夹角
瞬时功率的特点：反映了某一时刻运动的功率
节约能源可以减少对自然资源的依赖，减少环境污染，降低经济成本，提高生活质量。
节能的方法
采用高效节能设备，优化能源使用管理，提高能源利用效率，加强节能宣传和教育等。
节能的意义和方法
功率与环境的关系
功率越大，能量消耗就越大，排放的污染物也会越多，对环境的影响也就越大。
环保措施
采用高效节能设备，推广可再生能源，加强环境监测和治理，提高环境意识等。
家电分类
根据调查统计，常用家用电器的功率一般在几十瓦到几百瓦之间。
常用家电的功率
为了降低能耗，现在市场上有许多节能家电，如节能冰箱、节能空调等，其功率相对较低。
节能家电
家用电器的功率估算
节能与环保
06
能量的来源和消耗
不可再生能源
煤、石油、天然气等矿物能源以及水能、风能、太阳能等可再生能源。
节能的意义
动力学的功和功率
在热力学中，功和功率是能量转换的重要物理量。热力学中的功与物质性质有关，而功率则与物质的流量、温度和压力等有关。
热力学中的功和功率
在电学中，电能可以通过电路中的电流转换成其他形式的能量。电功等于电流与电压的乘积，而电功率等于电流与电压的乘积除以电阻。
电学中的功和功率
能量转换中的功和功率
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W总 W合 F合 • L
例2： 用水平恒力F作用于质量为M的物体，使之 在光滑的水平面上沿力的方向移动距离l，恒力做 功为W1，再用该恒力作用于质量为m(m<M)的物 体上，使之在粗糙的水平面上移动l，恒力做功为 W2，则两次恒力做功的关系是 ( C ) A w1>w2 B w1<w2 C w1=w2 D 无和功率
复习： 1.功的概念： W Fs
单位 焦耳（J）
2.功率的概念： p W t
瓦特（w）
3.手提重物上楼，拉力F和重力G是否对重物做功？
4.手提重物在水平路面运动，拉力F和重力G是否对重
物做功？
5.汽车在平直公路上行驶时牵引力对汽车做功吗？路
面的支持力和汽车重力做功吗？汽车上坡呢？
(1)额定功率P额：电动机、内燃机等动力机械 在正常条件下可以长时间工作 的最大功率．
(2)实际功率P实：电动机、内燃机等动力机械 工作时实际消耗的功率．
说明： P实一般情况下小于P额，但在特殊情况
下，如汽车越过障碍时，可以使P实在短时间内 大于P额．
例3、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 额定功率为 60kW，在水平路面上行驶时受 到的阻力是 1800 N，求发动机在额定功率下 汽车匀速行驶的速度。假定汽车行驶速度为 54 km/h 时受到的阻力不变，此时发动机输 出的实际功率是多少？
运动情况有何不同？
本题说明了一个力所做的功只由力和力的方 向上发生的位移决定,跟物体是否还受到其它 力作用,以及物体的运动情况均无关
四、功 率
1.物理意义：表示做功快慢的物理量
2.大小： p W Fvcos
t
3.标量：
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机械能守恒定律的适用范围 适用于各种宏观物体的运动，包括质点和刚体等。
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动能定理和机械能守恒定律的应用
应用动能定理求解变力做功问题
通过动能定理可以方便地求解变力做功问题，避免了复杂的积分运算。
应用机械能守恒定律分析物体运动过程中的能量转化问题
物理意义
02
揭示了物体动能变化与合外力做功之间的定量关系，是力学中
的重要定理之一。
动能定理的适用范围
03
适用于恒力和变力做功，既适用于直线运动，也适用于曲线运
动。
16
机械能守恒定律及其条件
1 2
机械能守恒定律的表述 在只有重力或弹力做功的物体系统内，动能与势 能可以相互转化，而总的机械能保持不变。
腾空阶段功率维持
评估运动员在腾空过程中 如何维持身体姿态和速度， 以保持较高的功率输出。
着地阶段功率吸收
探讨运动员在着地瞬间如 何有效吸收冲击力，减少 能量损失，提高跳远成绩。
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滑动摩擦力方向与物体相对运 动方向相反，因此滑动摩擦力 总是做负功。
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滑动摩擦力做功会使物体动能 减少，同时摩擦生热将部分机 械能转化为内能。
滑动摩擦力做功的大小与物体 间的正压力及相对位移有关。
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滚动摩擦力做功特点
滚动摩擦力方向与物体运动方向 相反，因此滚动摩擦力也做负功。
滚动摩擦力做功会使物体动能减 少，但相比于滑动摩擦力，滚动
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功与功率的概念及计算
功与功率的概念及计算功和功率是物理学中两个重要的概念，用于描述物体或系统在运动过程中的能量变化和能量转化效率。
本文将介绍功和功率的概念，并说明如何进行计算。
一、功的概念功（Work）是指力在物体上做功而使物体的能量发生改变。
当一个恒力作用在物体上并使其沿着力的方向移动时，这个力所做的功可以通过以下公式计算得出：功 = 力 ×距离× cosθ其中，力是施加的力，距离是物体在力的方向上移动的距离，θ是力和物体运动方向之间的夹角。
二、功率的概念功率（Power）是指功对时间的衡量，表示单位时间内所做的功。
功率可以通过以下公式计算得出：功率 = 功 / 时间三、功和功率的计算1. 单个力做功的计算当只有一个力作用在物体上时，可以将力的大小和物体的位移方向相乘，再乘以夹角的余弦，即可得到该力所做的功。
例如，一个力为10N的物体，在作用力的方向上移动了5m的距离，并且力和物体运动方向之间的夹角为30度，则该力所做的功为：功 = 10N × 5m × cos30° = 43.3J2. 多个力做功的计算当多个力同时作用在物体上时，可以将每个力的功相加，得到总功。
例如，一个物体同时受到2个力的作用，力1为8N，物体在力1方向上移动了3m，力和物体运动方向之间的夹角为0度；力2为5N，物体在力2方向上移动了4m，力和物体运动方向之间的夹角为60度。
则总功为：总功 = 力1做功 + 力2做功= 8N × 3m × cos0° + 5N × 4m × cos60°= 24J + 20J = 44J3. 功率的计算功率可以通过将功除以所花费的时间来计算。
例如，一个物体在10s内做了40J的功，则功率为：功率 = 功 / 时间= 40J / 10s= 4W四、总结本文介绍了功和功率的概念及计算方法。
功表示力对物体能量的转化，可以通过力、距离和夹角的公式计算得到。
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DATE
ANALYSIS
SUMMAR Y
01
功的基本概念与性质
功的定义及物理意义
功是描述力对物体作用效果的物理量，其定义式为$W = Fscostheta$，其中$F$为 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。
功是标量，只有大小，没有方向。功的大小等于力与物体在力的方向上通过的位移 的乘积。
速等。
REPORT
CATALOG
DATE
ANALYSIS
SUMMAR Y
03
动能定理及其应用
动能定理的表述及物理意义
动能定理的表述
合外力对物体所做的功等于物体动能的变化。
物理意义
揭示了物体动能变化与合外力做功之间的定量关系，是力学中的重要定理之一。
动能定理在力学中的应用
求解变力做功问题
通过动能定理可以将变力做功问题转 化为求解物体动能变化的问题。
计算热量传递
在热量传递过程中，物体的内能发生 变化，同时伴随着动能的变化。通过 动能定理可以计算热量传递的多少。
案例分析：火箭发射过程中的动能变化
火箭发射前的准备
火箭点火升空
火箭发射前需要进行充分的准备工作，包括 加注燃料、检查设备等。在这个过程中，火 箭的动能没有发生变化。
当火箭点火后，高温高压的燃气从尾部喷出， 产生巨大的推力使火箭加速升空。在这个过 程中，火箭的动能不断增加。
功率的物理意义
01
表示做功快慢的物理量。
功率的定义
02
单位时间内所做的功。
功率的分类
03
平均功率和瞬时功率。
平均功率与瞬时功率
平均功率
某段时间内做功与时间的比值，反映 该段时间内做功的平均快慢。
功与功率的概念与计算
功与功率的概念与计算一、功的概念与计算1.1 概念：功是描述物体由于外力作用而做功的能力，是标量，单位为焦耳（J）。
1.2 分类：（1）静功：物体在力的作用下保持静止时所做的功。
（2）动能功：物体在力的作用下从一个位置移动到另一个位置时所做的功。
（3）势能功：物体在力的作用下从一个势能状态转移到另一个势能状态时所做的功。
1.3 计算公式：（1）静功：W = F * s * cosθ，其中F为作用力，s为力的作用位移，θ为力的作用方向与位移方向之间的夹角。
（2）动能功：W = ΔK，其中ΔK为物体动能的变化量。
（3）势能功：W = ΔU，其中ΔU为物体势能的变化量。
二、功率的概念与计算2.1 概念：功率是描述做功快慢的物理量，是标量，单位为瓦特（W）。
2.2 分类：（1）瞬时功率：物体在某一瞬间所做的功与时间的比值。
（2）平均功率：物体在一段时间内所做的功与时间的比值。
2.3 计算公式：（1）瞬时功率：P = F * v * cosθ，其中F为作用力，v为物体的瞬时速度，θ为力的作用方向与速度方向之间的夹角。
（2）平均功率：P = W / t，其中W为物体在一段时间内所做的功，t为时间。
三、功与功率的关系3.1 功是功率与时间的乘积。
3.2 功率是单位时间内所做的功。
四、注意事项4.1 在计算功和功率时，要区分作用力和反作用力。
4.2 在计算功时，要注意力的作用方向与位移方向之间的夹角。
4.3 在计算功率时，要选择正确的时间间隔。
功与功率是物理学中的重要概念，掌握它们的定义、分类、计算公式及其关系对于深入学习物理学具有重要意义。
通过本题的解答，希望您对功与功率有了更加深入的了解。
习题及方法：1.习题：一个质量为2kg的物体受到一个力为10N的作用力，物体在力的方向上移动了5m，求物体的功。
方法：使用功的计算公式W = F * s * cosθ。
由于题目中没有给出力的作用方向与位移方向之间的夹角，我们可以默认它们是相同的，因此cosθ = 1。
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国际单位：焦耳（J） 常用单位：千瓦小时（kWh） 换算关系：1焦耳（J）=1瓦特秒（W·s） 功的单位换算：1千瓦小时（kWh）=3.6兆焦耳（MJ）
功的定义：力在物体上作用， 使物体在力的方向上移动了 一段距离，这个力对物体做 的功等于力乘以物体在力的
方向上移动的距离。
功的单位：在国际单位制中，功 的单位是焦耳（J）。
定义：功是力在物体上作用一段时 间的效果，功率是单位时间内完成 的功
单位：功的单位是焦耳（J），功 率的单位是瓦特（W）
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计算公式：功=力×距离，功率= 力×速度
关系：功率是功与时间的比值，即 功率=功/时间
举重：通过做功将物体举起
跑步：通过做功使身体向前移动
骑自行车：通过做功使自行车前 进
功率的单位：瓦特 （W）
功率的应用：在工 程、科技、生活中 都有广泛应用，如 电器设备的功率、 汽车的功率等。
国际单位：瓦特（W）
换算关系：1kW=1000W， 1MW=1000kW， 1GW=1000MW
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常用单位：千瓦（kW）、兆瓦 （MW）、千兆瓦（GW）
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功率的单位也可以表示为马力 （hp），1hp=745.7W
功和功率的概念还可以应用于日常 生活，如计算汽车的油耗、电风扇 的耗电量等。
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功和功率在力学、电磁学、热力学 等领域都有广泛的应用，是理解和 解决实际问题的重要工具。
功和功率的概念对于理解能量守恒 定律、热力学定律等基本物理定律 具有重要意义。
汇报人：XX
开车：通过做功使汽车行驶
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探索功和功率的概念和应用。从定义、计算公式和单位到相关的物理意义和 实际应用。涵盖电功率、热功率、机械功率以及光功率和声功率的测量和控 制技术。
什么是功和功率？
功是力对物体进行位移或变形所做的工作，功率则是功的速率，即单位时间内完成的工作量。功和功率是描述 能量转化和能量传递的基本概念。
功的定义和计算公式
功的定义是力与位移的乘积，计算公式为功=力 × 位移 × cosΘ。这个公式考虑了力和位移之间的夹角。
功率的定义和计算公式
功率的定义是单位时间内完成的工作量，计算公式为功率=功/时间。功率可以直接表示能量转化和传递的速率。
功和功率的单位
国际单位制中，功的单位是焦耳（J），功率的单位是瓦特（W）。常见的子 单位有千瓦（kW）和兆瓦（MW）。
平均功率是在一段时间内完成的平均工作量，计算公式为平均功率=总功/总时间。瞬时功率是瞬时的工作量， 即一刹那的功率。
功率和效率
功率和效率是密切相关的概念。效率是输出功率与输入功率之比，通常用百 分比表示。功率的合理利用可以提高系统的效率。
功率的性质
功率具有以下性质：1. 功率可以是正值、负值或零值；2. 功率大小与工作时间的选择有关；3. 功率可以相互 转换和传递。
功率对应的物理意义
功率是描述能量转化和能量传递速率的物理量。它在各个领域中有着重要的物理意义，如电子器件中的能量变 换和机械系统中的动力学。
功率的相关概念：平均功率和瞬时功率
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汽车启动过程中的功和功率变化
01
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牵引力做功
汽车启动时，牵引力对汽 车做功，使汽车获得动能 。
功率变化
随着汽车速度的增加，牵 引力的功率也逐渐增大。
能量转化
牵引力做功将燃料的化学 能转化为汽车的动能和热 能。
电梯运行过程中的功和功率分析
重力做功
电梯上升时，重力对电梯 做负功，电梯下降时，重 力对电梯做正功。
3. 根据实验结果，加 深对功和功率概念的 理解，掌握测量做功 与功率关系的方法。
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应。
功等于力与物体在力的方向上发 生位移的乘积，即$W =
Fscostheta$，其中$theta$为 力与位移之间的夹角。
功是标量，只有大小，没有方向 ，其正负表示动力或阻力做功。
正功与负功的判别
当力与物体位移方向相同时，力对物 体做正功，此时力是动力，将其他形 式的能量转化为物体的动能或势能。
功率变化
电梯上升或下降过程中， 重力的功率随着速度的变 化而变化。
能量转化
电梯运行时，电能转化为 机械能和热能。
火箭发射过程中的功和功率计算
推力做功
火箭发射时，发动机的推力对火 箭做功，使火箭获得动能和势能
。
功率变化
随着火箭速度的增加和高度的升 高，推力的功率也逐渐增大。
能量转化
火箭发射过程中，燃料的化学能 转化为火箭的动能、势能和热能
功率的单位是瓦特（ W），表示每秒钟完 成1焦耳的功。
功率反映了物体做功 的效率和能力，是评 价机械性能的重要指 标。
平均功率与瞬时功率的区分
平均功率
表示在一段时间内物体做功的平 均快慢程度，计算公式为总功除
功和功率的概念与计算29页PPT
功和功率的概念与计算
26、机遇对于有准备的头脑有特别的 亲和力 。 27、自信是人格的核心。
28、目标的坚定是性格中最必要的力 量泉源 之一， 也是成 功的利 器之一 。没有 它，天 才也会 在矛盾 无定的 迷径中 ，徒劳 无功。- -查士 德斐尔 爵士。 29、困难就是机遇。--温斯顿．丘吉 尔。 30、我奋斗，所以我快乐。--格林斯 潘。