恒力做功和变力做功专题(课堂PPT)
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
• 1.功率是反映力对物体作功快慢的物理量。
• 2.功与完成这些功所用时间的比叫做功率。
• 3.定义式：P=W/t • 4.单位：瓦特(w) • 5.换算关系： 1w=1 J/S
13
功率的另一种计算
• P=W/t=F·s·cosθ/t =Fvcosθ
当F、v同向时，P=Fv 注意瞬时功率中夹角的问题
对相互作用的静摩擦力做功之和恒为零， 而一对相互作用的滑动摩擦力做功之和恒
4
例.如图，在匀加速向左运动的车厢中，
一人用力向前推车厢。若人与车厢始终保持相
对静止，则下列说法正确的是：
A.人对车厢做正功
(B)
B.人对车厢做负功
C.人对车厢不做功 D.无法确定
a
5
三、功的计算方法
• 1.恒力的功： WFcsos
析与解：设血管的横截面积为S，心脏跳动一次使血液流过的距 离为d = V/S（血管直径很小，S 可视为均匀不变的），
则心跳一次做的功大约为：W = Fd = pSd = pV 心脏每分钟跳动70次，故心脏工作的平均功率为：
P = 70 W/t = 70 pV/t =70×1.5×104×8×10-5/60W=1.4W
不变，为什么必须加大油门 呢？ • 分析：当速度v一定时，P、F成正比。 • （3）起重机吊同一物体匀速上升，速度
越大，起重机输出功率越大。 • 分析：当力F一定时，P、v成正比。
17
8
四、多个力功的计算方法
求解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 可以用以下两种方法来求解。
(1) 分别求出每个力所做的功，然后求出所有功 的代数和。即：
W总=W1+W2+……+Wn
(2) 先求出物体所受的合力，然后再求出合力的 功，即：W总=F合S cosα
9
例：如图，一个物体在拉力F的作用下，水平向右 移动位移为s，求各个力对物体做的功是多少；各 个力对物体所做功的代数和如何 ；物体所受的合 力是多少；合力所做的功是多少。
各个根力据正对交分物解体法求所得做物体功所的受的代合数力 和为： Ｗ=ＦＷ=Ｆ1+coＷsα－2=f，(Ｆ合力co方s向α向－右f，）与s位移同向；
根据正交分解法求得物体所受的合力 Ｆ合=Ｆcosα－f，合力方向向右，与位移同向；
合力所做合的力所功做为的功：为：ＷＷ＝＝ＦＦsc合oss0c0o＝s（0Ｆ0＝cos（α－Ｆf）scosα－f）s
FN F
f
α
Байду номын сангаас
s
G
10
解：重力和支持力不做功∵它们和位移的夹角为900
解：F所做重的力功为和：支Ｗ1持＝F力scos不α，做功∵它们和位移的夹角为900 F所做滑动的摩功擦力为f所：做的Ｗ功1为＝：FＷs2c＝ofssαco，s1800＝－fs
滑动各Ｗ摩个=Ｗ力擦1对+Ｗ物力2体=(fＦ所所c做o做s功α－的的f代）功数s 和为为：： Ｗ2＝fscos1800＝－fs
F
• 5.正负功的含义：正功使能量增加，负功使
能量减少
S
2
正功和负功
对功的公式：W=FSCOSα的讨论
(1)当α=0时，COS α=1，W =F S 和我们在初中学过的 功的公式相同。
(2)当α=π/2 时，COS α=0，W =0 , 这时我们就说力对
讨 物体没做功。举例。
(3)当α<π/2时，COS α>0，W>0,这时我们就说力对物
11
思考题:质量为m的物体A置于粗糙的斜面上,斜面位于水
平面上,用力推斜面向左匀速移动位移x时,斜面对物体A
的弹力做功是
mgx sinθcosθ ，斜面对物体A的摩擦
力做功是
- mgx sinθcosθ ，重力对物体A做的功是
，合力对0 物体做的功是
。0
N
f
x
A
Gx
mg Gy
F
θ
x 12
五、功 率
由动能定理Ｗ＝ΔＥＫ可知，将变力的功转换为物 体动能的变化量，可将问题轻易解决。 7.用功能关系进行求解。
8.重力、电场力做功与路径无关。
9.压力功：W=Fd=PSd=PV(输送血液)。
7
举例：人的心脏每跳一次大约输送8×10-5m3的血液，正常人血 压(可看作压送血液的压强)的平均值约为1.5×104Pa，心跳约每分钟 70次，据此估测心脏工作的平均功率约为多少?
14
例：在空中某点将三个相同小球以相同
的速率v水平抛出、竖直上抛、竖直下抛， 则从抛出到落地，下列说法正确的是
• A重力做功相同
（AC）
• B重力的平均功率相同
• C竖直下抛的小球的重力平均功率最大
• D落地时重力的瞬时功率相同
15
功率的几种表示
• 平均功率：P=F·v （ 是表示在某一段时 间内输出的功率） 即 P=W/t=F·s/t 表示平 均功率。
§5.1功、功率
2020/5/29
1
一、功
• 1.定义： 在科学上，如果物体受到力的作 用，并且在这个力的方向上通过一段距离， 我们就说这个力对物体做了功。
• 2.功的两个不可缺少的因素： （1）作用在 物体上的力（2）物体在力的方向上通过的 位移
• 3.计算公式： W = F x COSα
• 4.功是标量
• 2.平均力法：若变力大小随位移是线性变化， 且方向不变时，可将变力的平均值求出后 用公式计算。如弹簧的弹力做功就可以用 此法计算。
WFscosF1F2scos
2
• 3. 微元法：无限分小法来求, 过程无限分小 后， 可认为每小段是恒力做功。
6
4.利用Ｆ－Ｓ图像，Ｆ－Ｓ图线与坐标轴所包围的面 积即是力Ｆ做功的数值。 5.已知变力做功的平均功率Ｐ，则功Ｗ＝Ｐｔ。 6.用动能定理进行求解：
瞬时功率：P=F·v （ 是表示在某一时刻 所输出的功率）v表示瞬时速度。
额定功率：是机器在正常工作情况下 的最大输出功率。
16
关于P=F牵v的讨论
• （1）为什么同样一辆机动车，在满载时 的行驶速度一般比空载时小得多？
• 分析：当功率P一定时，F、v成反比。 • （2）汽车从平路到上坡，若要保持速度
论 体做正功。举例。
(4)当π/2 <α≤ π时，COS α<0，W <0，这时我们就说
力对物体做负功。举例。
3
二、补充
• 1.功是描述力对空间累积效果的物理量。 • 2.作用力与反作用力做功的关系： • 没有必然联系 • 3.摩擦力做功的特点： • （1）静摩擦力 • （2）滑动摩擦力 • 两种摩擦力可以做正功也可以做负功。一
• 2.功与完成这些功所用时间的比叫做功率。
• 3.定义式：P=W/t • 4.单位：瓦特(w) • 5.换算关系： 1w=1 J/S
13
功率的另一种计算
• P=W/t=F·s·cosθ/t =Fvcosθ
当F、v同向时，P=Fv 注意瞬时功率中夹角的问题
对相互作用的静摩擦力做功之和恒为零， 而一对相互作用的滑动摩擦力做功之和恒
4
例.如图，在匀加速向左运动的车厢中，
一人用力向前推车厢。若人与车厢始终保持相
对静止，则下列说法正确的是：
A.人对车厢做正功
(B)
B.人对车厢做负功
C.人对车厢不做功 D.无法确定
a
5
三、功的计算方法
• 1.恒力的功： WFcsos
析与解：设血管的横截面积为S，心脏跳动一次使血液流过的距 离为d = V/S（血管直径很小，S 可视为均匀不变的），
则心跳一次做的功大约为：W = Fd = pSd = pV 心脏每分钟跳动70次，故心脏工作的平均功率为：
P = 70 W/t = 70 pV/t =70×1.5×104×8×10-5/60W=1.4W
不变，为什么必须加大油门 呢？ • 分析：当速度v一定时，P、F成正比。 • （3）起重机吊同一物体匀速上升，速度
越大，起重机输出功率越大。 • 分析：当力F一定时，P、v成正比。
17
8
四、多个力功的计算方法
求解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 可以用以下两种方法来求解。
(1) 分别求出每个力所做的功，然后求出所有功 的代数和。即：
W总=W1+W2+……+Wn
(2) 先求出物体所受的合力，然后再求出合力的 功，即：W总=F合S cosα
9
例：如图，一个物体在拉力F的作用下，水平向右 移动位移为s，求各个力对物体做的功是多少；各 个力对物体所做功的代数和如何 ；物体所受的合 力是多少；合力所做的功是多少。
各个根力据正对交分物解体法求所得做物体功所的受的代合数力 和为： Ｗ=ＦＷ=Ｆ1+coＷsα－2=f，(Ｆ合力co方s向α向－右f，）与s位移同向；
根据正交分解法求得物体所受的合力 Ｆ合=Ｆcosα－f，合力方向向右，与位移同向；
合力所做合的力所功做为的功：为：ＷＷ＝＝ＦＦsc合oss0c0o＝s（0Ｆ0＝cos（α－Ｆf）scosα－f）s
FN F
f
α
Байду номын сангаас
s
G
10
解：重力和支持力不做功∵它们和位移的夹角为900
解：F所做重的力功为和：支Ｗ1持＝F力scos不α，做功∵它们和位移的夹角为900 F所做滑动的摩功擦力为f所：做的Ｗ功1为＝：FＷs2c＝ofssαco，s1800＝－fs
滑动各Ｗ摩个=Ｗ力擦1对+Ｗ物力2体=(fＦ所所c做o做s功α－的的f代）功数s 和为为：： Ｗ2＝fscos1800＝－fs
F
• 5.正负功的含义：正功使能量增加，负功使
能量减少
S
2
正功和负功
对功的公式：W=FSCOSα的讨论
(1)当α=0时，COS α=1，W =F S 和我们在初中学过的 功的公式相同。
(2)当α=π/2 时，COS α=0，W =0 , 这时我们就说力对
讨 物体没做功。举例。
(3)当α<π/2时，COS α>0，W>0,这时我们就说力对物
11
思考题:质量为m的物体A置于粗糙的斜面上,斜面位于水
平面上,用力推斜面向左匀速移动位移x时,斜面对物体A
的弹力做功是
mgx sinθcosθ ，斜面对物体A的摩擦
力做功是
- mgx sinθcosθ ，重力对物体A做的功是
，合力对0 物体做的功是
。0
N
f
x
A
Gx
mg Gy
F
θ
x 12
五、功 率
由动能定理Ｗ＝ΔＥＫ可知，将变力的功转换为物 体动能的变化量，可将问题轻易解决。 7.用功能关系进行求解。
8.重力、电场力做功与路径无关。
9.压力功：W=Fd=PSd=PV(输送血液)。
7
举例：人的心脏每跳一次大约输送8×10-5m3的血液，正常人血 压(可看作压送血液的压强)的平均值约为1.5×104Pa，心跳约每分钟 70次，据此估测心脏工作的平均功率约为多少?
14
例：在空中某点将三个相同小球以相同
的速率v水平抛出、竖直上抛、竖直下抛， 则从抛出到落地，下列说法正确的是
• A重力做功相同
（AC）
• B重力的平均功率相同
• C竖直下抛的小球的重力平均功率最大
• D落地时重力的瞬时功率相同
15
功率的几种表示
• 平均功率：P=F·v （ 是表示在某一段时 间内输出的功率） 即 P=W/t=F·s/t 表示平 均功率。
§5.1功、功率
2020/5/29
1
一、功
• 1.定义： 在科学上，如果物体受到力的作 用，并且在这个力的方向上通过一段距离， 我们就说这个力对物体做了功。
• 2.功的两个不可缺少的因素： （1）作用在 物体上的力（2）物体在力的方向上通过的 位移
• 3.计算公式： W = F x COSα
• 4.功是标量
• 2.平均力法：若变力大小随位移是线性变化， 且方向不变时，可将变力的平均值求出后 用公式计算。如弹簧的弹力做功就可以用 此法计算。
WFscosF1F2scos
2
• 3. 微元法：无限分小法来求, 过程无限分小 后， 可认为每小段是恒力做功。
6
4.利用Ｆ－Ｓ图像，Ｆ－Ｓ图线与坐标轴所包围的面 积即是力Ｆ做功的数值。 5.已知变力做功的平均功率Ｐ，则功Ｗ＝Ｐｔ。 6.用动能定理进行求解：
瞬时功率：P=F·v （ 是表示在某一时刻 所输出的功率）v表示瞬时速度。
额定功率：是机器在正常工作情况下 的最大输出功率。
16
关于P=F牵v的讨论
• （1）为什么同样一辆机动车，在满载时 的行驶速度一般比空载时小得多？
• 分析：当功率P一定时，F、v成反比。 • （2）汽车从平路到上坡，若要保持速度
论 体做正功。举例。
(4)当π/2 <α≤ π时，COS α<0，W <0，这时我们就说
力对物体做负功。举例。
3
二、补充
• 1.功是描述力对空间累积效果的物理量。 • 2.作用力与反作用力做功的关系： • 没有必然联系 • 3.摩擦力做功的特点： • （1）静摩擦力 • （2）滑动摩擦力 • 两种摩擦力可以做正功也可以做负功。一