《功与功率》机械能守恒定律PPT优质课件

《功与功率》机械能守恒定律PPT优质课件

第一部分内容：核心素养目标

物理观念

理解功和功率，明确正功和负功的含义，能正确区分平均功率和瞬时功率。

科学思维

会应用公式W＝Flcos α、P＝、P＝Fv进行有关计算，分析计算总功的方法，体会由平均功率到瞬时功率的极限思想。

科学态度与责任

通过功、功率概念的建立过程，认识到物理学对能量的研究是一个探究的过程，体会引入功的物理意义及守恒思想在物理研究中的作用。

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功与功率PPT，第二部分内容：课前学习

知识点一　功

1.做功的两个因素

仔细观察上面四种情景，人是否对物体做功？

2.公式W＝Flcos α

力对物体所做的功，等于力的大小、位移的大小、力与位移夹角的余弦这三者的乘积。

3.单位：国际单位制中，功的单位是_______，符号是_____。

1 J＝1 N×1 m＝1 N·m。

初中学过的知识

(1)力学里所说的功包括两个要素：一是作用在物体上的力；二是物体在力的方向上通过的距离。

(2)力不做功的三种情况

知识点二　正功和负功

1.正功和负功

2.总功的计算方法

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，是各个力分别对物体所做功的________。即W＝____________________。

[思考判断]

(1)凡是发生了位移的物体，一定有力对物体做功。( )

(2)力是矢量，位移是矢量，所以功也是矢量。( )

(3)功有正、负之分，若某个力对物体做负功，表明这个力对该物体的运动起阻碍作用。( )

(4)若某一个力对物体不做功，说明该物体一定没有位移。( )

(5)力F1做功10 J，F2做功－15 J，力F1比F2做功少。( )

知识点三　功　率

[观图助学]

人和收割机可以做相同的功，但做功快慢一样吗？

1.功率

(1)定义：在物理学中，做功的________用功率表示。如果从开始计时到时刻t这段时间内，力做的功为W，则功W与完成这些功所用时间t之比叫作功率。

(2)公式：P＝_____ (P表示功率)。

(3)单位：在国际单位制中，功率的单位是__________，简称瓦，符号是_____。1 W＝_____ J/s。技术上常用千瓦(kW)作功率的单位，1 kW＝________ W。

2.功率与速度

(1)一个沿着物体位移方向的力对物体做功的功率，等于这个力与物体速度的乘积，即P＝_____。

(2)若v是平均速度，P＝Fv表示平均功率；若v是瞬时速度，P＝Fv表示瞬时功率。

(3)应用：由功率与速度关系式知，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________，要增大牵引力，就要________速度。

[思考判断]

(1)一个力对物体做功的功率，不一定等于这个力与受力物体运动速度的乘积。( )

(2)汽车的功率一定，汽车的速度越大，牵引力就越大。( )

(3)汽车在高速公路上行驶，功率的大小与速度的大小无关。( )

(4)汽车的速度越大，牵引力的功率也越大。( )

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功与功率PPT，第三部分内容：核心探究

核心要点一　　对功的理解与正、负功的判断

[问题探究]

如图所示，拖着旧橡胶轮胎跑是身体耐力训练的一种有效方法。如果某受训者拖着轮胎在水平直道上跑了100 m，在此过程中

(1)轮胎受几个力的作用？

(2)轮胎所受力是否对轮胎做功？如果做功，做正功还是负功？

[探究归纳]

1.做功有两个条件：力和物体在力的方向上发生的位移，两个条件对于功而言，缺一不可。

2.力做正功还是负功的判断方法

(1)看力F与位移l的夹角α：α＜90°，力做正功，α＞90°，力做负功。

(2)看力F与速度v的夹角α：α＜90°，力做正功，α＞90°，力做负功。

(3)看速率增大还是减小，若在力作用下速率增大，此力做正功，反之做负功。

3.功的正负的意义

[试题案例]

[例1] (多选)如图所示，某商场的电动扶梯坡面与水平面成θ角，质量为m的人站在电梯上，并始终随电梯一起从静止开始匀加速上升，达到规定的速度后匀速上升，最后匀减速上升直到停止。若用G表示人受到的重力，用FN表示人受到的支持力，用Ff表示人受到的摩擦力，则下列说法中正确的是(　　)

A.上升过程中，Ff一直做负功

B.上升过程中，G一直做负功

C.上升过程中，FN一直做正功

D.上升过程中，Ff一直做正功

[针对训练1] 滑板运动是青少年喜爱的一项运动，一块滑板由板面、滑板支架和四个轮子等部分组成。一位练习者踩着滑板在水平地面上向右减速滑行，若练习者的脚受到的摩擦力为Ff1，脚对滑板的摩擦力为Ff2，下列说法正确的是(　　)

A.Ff1做正功，Ff2做负功

B.Ff1做负功，Ff2做正功

C.Ff1、Ff2均做正功

D.因为是静摩擦力，Ff1、Ff2都不做功

核心要点二　功的计算

[问题探究]　

如图所示，质量为70 kg的滑雪运动员沿倾角为30°的斜坡滑下，已知斜坡表面与滑雪运动员的滑雪板之间的动摩擦因数为0.05，g＝10 m/s2。试求运动员在下滑5 m的过程中，作用在运动员身上的重力、支持力和摩擦力所做的功，以及合力所做的功，填入下表。并总结合力的功与各分力的功之间有怎样的数量关系？

[探究归纳]

1.单个恒力做功：直接用公式W＝Flcos α计算。

2.合力做功

计算合力做功的两种基本思路

(1)先确定物体所受的合外力，再根据公式W合＝F合lcos α求解合外力做的功。该方法适用于物体的合外力不变的情况，常见的是发生位移l过程中，物体所受的各力均没有发生变化。求解流程图为：

(2)先根据W＝Flcos α，求出每个分力做的功W1 、W2、…、Wn，再根据W合＝W1＋W2＋…＋Wn，求解合力的功，即合力做的功等于各个分力做功的代数和。该方法的适用范围更广。求解流程图为：

核心要点四　生活中的功率问题

1.功率的估算问题

估算是根据日常生活和生产中的一些物理数据对所求物理量的数值和数量级大致推算的一种近似方法。物理题的估算，文句简洁，条件隐蔽，试题对结果不要求精确，只要求合理。

(1)试题特点

①由于估算题大多来源于生活、联系实际，因此要把课堂上学到的物理知识应用于生活实际，同时注意从生活中学习物理，把理论与实践结合起来。

②估算问题中往往提供的已知量很少，或有时什么量都不提供，解题时就要求我们灵活地运用一些物理常量，有时甚至需要根据经验来适当拟定一些物理量数值。

③在讨论估算题时，不要求精确严密的求解，但推算方法必须简易合理，使估算值有较高的可信度。

(2)处理方法

①认真审题，从字里行间发掘题目的隐含条件，捕捉与物理现象、物理过程相关的物理概念和规律。

②揭示题设条件与所求物理量进行估算的依据。

③将实际问题转化为熟知的物理模型，然后利用相应的物理规律进行解答。

[例5] 如图所示，某一高中男同学在做引体向上运动，从双臂伸直到肩部与单杠同高度算1次，若他在1分钟内完成了10次，每次肩部上升的距离均为0.4 m，则他在1分钟内克服重力所做的功及相应的功率约为(　　)

A.240 J，4 W B.2 400 J，2 400 W

C.2 400 J，40 W D.4 800 J，80 W

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