8.1功和功率學(xué)習(xí)目標(biāo)：完成一個(gè)小目標(biāo)，需要一個(gè)大智慧！8.1.1.功與功率授課教師：1.通過(guò)物塊斜面的運(yùn)動(dòng)情境，建構(gòu)物理模型。理解功的概念，知道正功和負(fù)功的含義，掌握恒力、合力的計(jì)算方法。

2.通過(guò)對(duì)物塊運(yùn)動(dòng)的物理模型研究，解決平均功率瞬時(shí)功率的計(jì)算的問(wèn)題。

1.物體的不同運(yùn)動(dòng)形式對(duì)應(yīng)不同的能量；2.能量是物體的一種屬性；3.物體之間可以進(jìn)行能量的轉(zhuǎn)移；4.不同形式的能量可以相互轉(zhuǎn)化；一、知識(shí)回顧1、與物體機(jī)械運(yùn)動(dòng)相對(duì)應(yīng)的能叫什么能？（）

2、同一物體在不同的高度，什么能不同？（）3、熱量從高溫物體A傳到低溫物體B，是什么能從哪個(gè)物體

轉(zhuǎn)移到哪個(gè)物體？（）隨堂練習(xí)一知識(shí)鏈接：重力勢(shì)能動(dòng)能內(nèi)能航母福建艦的動(dòng)力最大可能是由“核動(dòng)力+燃?xì)廨啓C(jī)動(dòng)力+柴油機(jī)動(dòng)力”三種動(dòng)力組合而成人對(duì)杠鈴的舉力對(duì)杠鈴做功，人體的化學(xué)能轉(zhuǎn)化成了杠鈴的重力勢(shì)能杠鈴的能量怎么變化？為什么發(fā)生這樣變化？探究：功和能的關(guān)系人受到的重力對(duì)人做功，人的重力勢(shì)能減小人的什么能發(fā)生變化？為什么發(fā)生這樣的變化？彈力對(duì)箭做功，弓和弦的彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化為箭的動(dòng)能箭的什么能發(fā)生了變化？為什么發(fā)生這樣的變化？人對(duì)杠鈴的對(duì)杠鈴，人體的化學(xué)能為杠鈴的重力勢(shì)能人受到的對(duì)人，人的重力勢(shì)能成人的動(dòng)能對(duì)箭，弓和弦的彈性勢(shì)能為箭的動(dòng)能舉力重力彈力做功做功做功共同點(diǎn)?轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)化做功的過(guò)程就是能量轉(zhuǎn)化的過(guò)程功是能量轉(zhuǎn)化的量度問(wèn)題：功和能的關(guān)系？問(wèn)題：如何判斷“做功了嗎”？知識(shí)回顧——功初中--功的概念：在物理學(xué)中，如果一個(gè)力作用在物體上，物體在力的方向上移動(dòng)了一段距離，物理學(xué)上就說(shuō)這個(gè)力做了功①作用在物體上的力②物體在力的方向上移動(dòng)了距離

注意：有力且在力的方向上移動(dòng)了距離初中時(shí)我們學(xué)過(guò)做功的兩個(gè)因素是什么？FFl功的表達(dá)式力F所做的功：（1）力和位移同一方向：W=FLFLF（2）力和位移成90度：力F所做的功W=0（勞而無(wú)功）還有哪兩種情況做功也為0？①力為0（不勞無(wú)功：踢出去在空中運(yùn)動(dòng)的足球）②位移為0（不動(dòng)無(wú)功：推而不動(dòng)、搬而未起）思考與討論

起重機(jī)豎直提升重物時(shí)，重物運(yùn)動(dòng)的方向與力的方向一致，則力對(duì)物體做的功為的力大小與重物移動(dòng)距離的乘積。物體運(yùn)動(dòng)的方向與力的方向不一致，例如馬拉雪橇?xí)r拉力方向和雪橇運(yùn)動(dòng)方向間有一個(gè)角度，這時(shí)應(yīng)當(dāng)怎樣計(jì)算功呢？FαW=Fl

F

l【情境】殲15在山東艦上以一定的仰角滑躍起飛時(shí)的情境，當(dāng)恒定升力的方向與位移方向既不相同又不垂直時(shí)，如何求升力F對(duì)戰(zhàn)機(jī)做的功？問(wèn)題1：研究對(duì)象是什么？

進(jìn)行受力分析FFNGf問(wèn)題2：升力與位移方向有什么關(guān)系？戰(zhàn)機(jī)滑躍起飛時(shí)升力方向和位移方向之間有一個(gè)角度（一）模型建構(gòu)設(shè)物體m在與水平方向成α角的力F的作用下，沿水平方向向前行駛的距離為l，如圖所示，推導(dǎo)F對(duì)物體所做的功.方法一：分解力FαF2F1WF1=F1·lWF2=F2·0位移方向上的力W=FlcosαlFFαFα

方法二：分解位移Fll1l2αl1=lcosαl2=lsinαW1=Fl

1=FlcosαW2=0W=Flcosα力方向上發(fā)生的位移（二）功（閱讀課本74-75頁(yè)，完成知識(shí)填空。）1、內(nèi)容：力對(duì)物體所做的功，等于力的大小、

的大小、力與位移夾角的

這三者的乘積。2、公式：___________

位移余弦對(duì)公式的理解：①力F：為恒力（大小及方向都不變的力）②位移L：為相對(duì)于地位移；不是路程。③夾角α：為力與位移的夾角，0—180°范圍變化。W=FLcosαＦmML（二）功（閱讀課本74-75頁(yè)，完成知識(shí)填空。）3、功的單位：在國(guó)際單位制中，功的單位是______，簡(jiǎn)稱(chēng)_____，符號(hào)是_____1J＝1N×1m焦焦耳J4、功是______(標(biāo)矢性)，沒(méi)有______，但有正負(fù)。標(biāo)量方向5、功是______：對(duì)應(yīng)一段時(shí)間或位移，是力對(duì)空間的積累效果；計(jì)算功時(shí)，一定要指明是哪個(gè)力在哪個(gè)過(guò)程對(duì)物體做的功。過(guò)程量（三）辨認(rèn)力的方向與位移方向的夾角將力、位移矢量的箭尾移到同一個(gè)作用點(diǎn)上。lFlFlFW=F

lcos30°W=F

lcos150°W=F

lcos150°W>0W<0W<0α角cosαW物理意義α=π/2α＜π/2π/2＜α≤πcosα=0cosα＞0cosα＜0W=0W＞0W＜0表示力F對(duì)物體不做功表示力F對(duì)物體做正功表示力F對(duì)物體做負(fù)功公式：W=Flcosα（四）

正功與負(fù)功α=0cosα=1W=Flα=πcosα=-1W=-Fl若物體做曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)由力和速度夾角來(lái)判斷（四）常見(jiàn)三角函數(shù)的正弦、余弦及正切值sin（對(duì)邊比斜邊）cos（鄰邊比斜邊）tan（對(duì)邊比鄰邊）0°01030°45°160°90°10不存在120°135°-1150°180°0-10正功和負(fù)功的物理意義

1.正負(fù)不表示方向，也不表示大小。如：－8J>5J2.某力做多少負(fù)功，也可說(shuō)成“物體克服該力做多少功”（取絕對(duì)值）。vf=5Nl=2mAB正功：負(fù)功：1動(dòng)力學(xué)角度：力對(duì)物體是阻力2能量角度：使物體能量減少1動(dòng)力學(xué)角度：力對(duì)物體是動(dòng)力2能量角度：使物體能量增加例1.如圖是殲15戰(zhàn)斗機(jī)在山東艦上進(jìn)行起降訓(xùn)練，下列運(yùn)動(dòng)過(guò)程中殲15戰(zhàn)斗機(jī)的重力不做功的是(

)A.殲戰(zhàn)斗機(jī)離開(kāi)甲板飛向高空 B.殲戰(zhàn)斗機(jī)從空中降落到山東艦C.殲戰(zhàn)斗機(jī)在水平甲板上減速滑行 D.殲戰(zhàn)斗機(jī)在傾斜甲板上加速起飛突破口：本題只要掌握功的公式，既可以判斷力是否做功，也可以判斷功的正負(fù)，關(guān)鍵確定力與位移的夾角。求總功的兩種方法01.1.分別求出每個(gè)力所做的功，然后求出所有功的代數(shù)和。即：2.先求出物體所受的合力，然后再求出合力的功，即：W總=F合Lcosα（五）

總功的計(jì)算FGFNfαGFNf【例題】一個(gè)質(zhì)量m＝150kg的雪橇，受到與水平方向成37°角的斜向上方的拉力F=500N，在水平地面上移動(dòng)的距離為5m，物體與地面間的滑動(dòng)摩擦力f＝100N，cos37°＝0.8。求：（1）各個(gè)力對(duì)物體所做的功；（2）力對(duì)物體做的總功；（3）驗(yàn)證：合力對(duì)物體做的功=總功；Fα【解析】（1）拉力做的功：WF＝F

l

cos37°＝2000J阻力與運(yùn)動(dòng)方向相反:Wf＝flcos180°＝－500J,WN＝WG＝0（2）力對(duì)物體所做總的代數(shù)和，即W＝WF+Wf

+WN+WG＝1500J（3）F合=

Fcos37°-f＝300N

W合＝F合l

＝300N×5m＝1500JVFNlF針對(duì)訓(xùn)練（功的計(jì)算）大小相等的力F分別按圖如圖所示，木塊靜止在光滑的水平面上，一子彈沿水平方向射入木塊并留在其中。在此過(guò)程中，子彈鉆入木塊的深度為d，木塊的位移為l，木塊對(duì)子彈的阻力大小為F。則木塊對(duì)子彈的阻力做的功為_(kāi)_______

，子彈對(duì)木塊的作用力做的功為_(kāi)_______。－F(l＋d)Fl六.摩擦力做功的辨析1.靜摩擦力做功靜摩擦力可以做正功，也可以做負(fù)功，還可以不做功。但一對(duì)相互作用靜摩擦力做功的代數(shù)和必定為零。ABB與地面之間，A、B之間均有摩擦①外力作用在A上時(shí)，A、B一起向右加速，無(wú)相對(duì)運(yùn)動(dòng)②外力作用在A上時(shí)，A、B均未運(yùn)動(dòng)f靜A對(duì)A做負(fù)功，對(duì)B做正功，f地B對(duì)B做負(fù)功f靜A對(duì)A不做功，對(duì)B不做功，f地B對(duì)B不做功F例1.一個(gè)木箱放置在勻加速上升的自動(dòng)扶梯上，隨自動(dòng)扶梯一起上升，跟扶梯保持相對(duì)靜止。木箱所受的重力對(duì)木箱做________功，木箱所受的彈力對(duì)木箱做_______功。木箱所受的摩擦力對(duì)木箱做_______功。aGNf負(fù)正正1、靜摩擦力做功：1.靜摩擦力做功例2.小木塊置于旋轉(zhuǎn)的水平轉(zhuǎn)臺(tái)上，隨轉(zhuǎn)臺(tái)一起勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，小木塊受到的摩擦力對(duì)木塊______功；若小木塊隨轉(zhuǎn)臺(tái)一起減速轉(zhuǎn)動(dòng)而沒(méi)有相對(duì)滑動(dòng)，則小木塊受到的摩擦力對(duì)木塊做————功。不做負(fù)f物體m放在粗糙水平桌面上，以初速度v0做減速滑行，則滑動(dòng)摩擦力對(duì)物體m做———功，滑動(dòng)摩擦力對(duì)桌面—————功；負(fù)v0m不做W1+

W2<02.滑動(dòng)摩擦力做功思考1：滑動(dòng)摩擦力一定做負(fù)功嗎?AB兩物體疊放在光滑水平面上，A物體在力F作用下在B物體上相對(duì)滑動(dòng)，則AB間的摩擦力f1對(duì)A做————功，f2對(duì)B做————功。負(fù)正FABS2S1BAΔSS1W1=－

fS1W2=fS2W1

+

W2=f(S2

－

S1)=－fΔSFf1f2ABS22.滑動(dòng)摩擦力做功(3)一對(duì)滑動(dòng)摩擦力的總功：W總=-fΔS其中ΔS為相對(duì)位移或者物體間的相對(duì)路程（與兩物體對(duì)地路程不同）(4)摩擦生熱

Q=W總=fΔS

(2）滑動(dòng)摩擦力、空氣阻力(與速度始終反向)等做功，在曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)或往返運(yùn)動(dòng)時(shí)等于力和路程的乘積：W=fs路（與運(yùn)動(dòng)的路徑有關(guān)）滑動(dòng)摩擦力做功的特點(diǎn)（1）滑動(dòng)摩擦力可以做正功，也可以做負(fù)功，還可以不做功。一對(duì)滑動(dòng)摩擦力對(duì)系統(tǒng)做功之和必定為負(fù)功針對(duì)訓(xùn)練

答案B以一定的初速度豎直向上拋出一只蘋(píng)果，蘋(píng)果上升的最大高度為h，空氣阻力大小恒為

f，則從拋出到落回拋出點(diǎn)的過(guò)程中，空氣阻力對(duì)蘋(píng)果做的功為（）A、0B、-fhC、-2fhD、2fhvfvf拓展：c全過(guò)程重力對(duì)蘋(píng)果所做的功？NNSSAB七、作用力和反作用力做功1.用手摁住兩小車(chē)2.用手摁住兩小車(chē)后同時(shí)放手3.用手推兩小車(chē)，使它們相向運(yùn)動(dòng)4.用手向右推甲車(chē)，同時(shí)放開(kāi)乙車(chē)5.固定甲車(chē)，放開(kāi)乙車(chē)6.固定甲車(chē)，將乙車(chē)靠近甲車(chē)甲乙思考2：作用力和反作用力做功一定是大小相等,正負(fù)相反嗎?

3.作用力與反作用力等大反向，但是W=Flcosα，故作用力與反作用力做功不一定相等、也不一定一正一負(fù)。

（總功可能為正，可能為負(fù)，也可能為0）2.作用力與反作用力可同時(shí)做正功或同時(shí)做負(fù)功。（例如磁鐵間或者兩車(chē)相撞時(shí)）

1.作用力與反作用力同時(shí)存在，作用力做功時(shí)，反作用力可能做功，也可能不做功，可能做正功，也可能做負(fù)功。反之亦然。作用力和反作用力做功的特點(diǎn)一對(duì)平衡力合力為零，所以二力總功為零．ABC功總功正功和負(fù)功做功的條件：作用在物體上的力；物體在力的方向上移動(dòng)的位移功的計(jì)算：W=Flcosα功是標(biāo)量，但有正負(fù)。正負(fù)只表示做功的力的效果。總功等于各個(gè)力對(duì)物體所做功的代數(shù)和。llVFNlFW總=F合Lcosα課堂小結(jié)

一位質(zhì)量為60kg的滑雪運(yùn)動(dòng)員從高為10m的斜坡自由滑下。如果運(yùn)動(dòng)員在下滑過(guò)程中受到的阻力為50N，斜坡的傾角為30°，運(yùn)動(dòng)員滑至坡底的過(guò)程中，所受的幾個(gè)力所做的功各是多少?這些力做的總功是多少?課本78頁(yè)：練習(xí)與應(yīng)用第3題【解析】（1）位移l＝h/sin30°=20m

重力做的功：WG＝mgl

cos60°＝6000J

阻力做的功:Wf＝－F阻l＝－1000J,WN＝0（2）力對(duì)物體所做總的代數(shù)和，即W總＝WG+WF阻+WN＝5000J

(多選)如圖，一個(gè)質(zhì)量為m=2.0kg的物體放在傾角α=37°的固定斜面上，現(xiàn)用F=30N、平行于斜面的力拉物體使其由靜止開(kāi)始沿斜面向上運(yùn)動(dòng)。已知物體與斜面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.50，斜面足夠長(zhǎng)，g取10m/s2，sin37°=0.60，cos37°=0.80。物體運(yùn)動(dòng)2s后