《功與功率》機械能守恒定律PPT優質課件
第一部分內容：核心素養目標
物理觀念
理解功和功率，明確正功和負功的含義，能正確區分平均功率和瞬時功率。
科學思維
會應用公式W＝Flcos α、P＝、P＝Fv進行有關計算，分析計算總功的方法，體會由平均功率到瞬時功率的極限思想。
科學態度與責任
通過功、功率概念的建立過程，認識到物理學對能量的研究是一個探究的過程，體會引入功的物理意義及守恒思想在物理研究中的作用。
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功與功率PPT，第二部分內容：課前學習
知識點一 功
1.做功的兩個因素
仔細觀察上面四種情景，人是否對物體做功？
2.公式W＝Flcos α
力對物體所做的功，等于力的大小、位移的大小、力與位移夾角的余弦這三者的乘積。
3.單位：國際單位制中，功的單位是_______，符號是_____。
1 J＝1 N×1 m＝1 N·m。
初中學過的知識
(1)力學里所說的功包括兩個要素：一是作用在物體上的力；二是物體在力的方向上通過的距離。
(2)力不做功的三種情況
知識點二 正功和負功
1.正功和負功
2.總功的計算方法
當一個物體在幾個力的共同作用下發生一段位移時，這幾個力對物體所做的總功，是各個力分別對物體所做功的________。即W＝____________________。
[思考判斷]
(1)凡是發生了位移的物體，一定有力對物體做功。( )
(2)力是矢量，位移是矢量，所以功也是矢量。( )
(3)功有正、負之分，若某個力對物體做負功，表明這個力對該物體的運動起阻礙作用。( )
(4)若某一個力對物體不做功，說明該物體一定沒有位移。( )
(5)力F1做功10 J，F2做功－15 J，力F1比F2做功少。( )
知識點三 功 率
[觀圖助學]
人和收割機可以做相同的功，但做功快慢一樣嗎？
1.功率
(1)定義：在物理學中，做功的________用功率表示。如果從開始計時到時刻t這段時間內，力做的功為W，則功W與完成這些功所用時間t之比叫作功率。
(2)公式：P＝_____ (P表示功率)。
(3)單位：在國際單位制中，功率的單位是__________，簡稱瓦，符號是_____。1 W＝_____ J/s。技術上常用千瓦(kW)作功率的單位，1 kW＝________ W。
2.功率與速度
(1)一個沿著物體位移方向的力對物體做功的功率，等于這個力與物體速度的乘積，即P＝_____。
(2)若v是平均速度，P＝Fv表示平均功率；若v是瞬時速度，P＝Fv表示瞬時功率。
(3)應用：由功率與速度關系式知，汽車、火車等交通工具和各種起重機械，當發動機的功率P一定時，牽引力F與速度v成________，要增大牽引力，就要________速度。
[思考判斷]
(1)一個力對物體做功的功率，不一定等于這個力與受力物體運動速度的乘積。( )
(2)汽車的功率一定，汽車的速度越大，牽引力就越大。( )
(3)汽車在高速公路上行駛，功率的大小與速度的大小無關。( )
(4)汽車的速度越大，牽引力的功率也越大。( )
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功與功率PPT，第三部分內容：核心探究
核心要點一 對功的理解與正、負功的判斷
[問題探究]
如圖所示，拖著舊橡膠輪胎跑是身體耐力訓練的一種有效方法。如果某受訓者拖著輪胎在水平直道上跑了100 m，在此過程中
(1)輪胎受幾個力的作用？
(2)輪胎所受力是否對輪胎做功？如果做功，做正功還是負功？
[探究歸納]
1.做功有兩個條件：力和物體在力的方向上發生的位移，兩個條件對于功而言，缺一不可。
2.力做正功還是負功的判斷方法
(1)看力F與位移l的夾角α：α＜90°，力做正功，α＞90°，力做負功。
(2)看力F與速度v的夾角α：α＜90°，力做正功，α＞90°，力做負功。
(3)看速率增大還是減小，若在力作用下速率增大，此力做正功，反之做負功。
3.功的正負的意義
[試題案例]
[例1] (多選)如圖所示，某商場的電動扶梯坡面與水平面成θ角，質量為m的人站在電梯上，并始終隨電梯一起從靜止開始勻加速上升，達到規定的速度后勻速上升，最后勻減速上升直到停止。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，則下列說法中正確的是( )
A.上升過程中，Ff一直做負功
B.上升過程中，G一直做負功
C.上升過程中，FN一直做正功
D.上升過程中，Ff一直做正功
[針對訓練1] 滑板運動是青少年喜愛的一項運動，一塊滑板由板面、滑板支架和四個輪子等部分組成。一位練習者踩著滑板在水平地面上向右減速滑行，若練習者的腳受到的摩擦力為Ff1，腳對滑板的摩擦力為Ff2，下列說法正確的是( )
A.Ff1做正功，Ff2做負功
B.Ff1做負功，Ff2做正功
C.Ff1、Ff2均做正功
D.因為是靜摩擦力，Ff1、Ff2都不做功
核心要點二 功的計算
[問題探究]
如圖所示，質量為70 kg的滑雪運動員沿傾角為30°的斜坡滑下，已知斜坡表面與滑雪運動員的滑雪板之間的動摩擦因數為0.05，g＝10 m/s2。試求運動員在下滑5 m的過程中，作用在運動員身上的重力、支持力和摩擦力所做的功，以及合力所做的功，填入下表。并總結合力的功與各分力的功之間有怎樣的數量關系？
[探究歸納]
1.單個恒力做功：直接用公式W＝Flcos α計算。
2.合力做功
計算合力做功的兩種基本思路
(1)先確定物體所受的合外力，再根據公式W合＝F合lcos α求解合外力做的功。該方法適用于物體的合外力不變的情況，常見的是發生位移l過程中，物體所受的各力均沒有發生變化。求解流程圖為：
(2)先根據W＝Flcos α，求出每個分力做的功W1 、W2、…、Wn，再根據W合＝W1＋W2＋…＋Wn，求解合力的功，即合力做的功等于各個分力做功的代數和。該方法的適用范圍更廣。求解流程圖為：
核心要點四 生活中的功率問題
1.功率的估算問題
估算是根據日常生活和生產中的一些物理數據對所求物理量的數值和數量級大致推算的一種近似方法。物理題的估算，文句簡潔，條件隱蔽，試題對結果不要求精確，只要求合理。
(1)試題特點
①由于估算題大多來源于生活、聯系實際，因此要把課堂上學到的物理知識應用于生活實際，同時注意從生活中學習物理，把理論與實踐結合起來。
②估算問題中往往提供的已知量很少，或有時什么量都不提供，解題時就要求我們靈活地運用一些物理常量，有時甚至需要根據經驗來適當擬定一些物理量數值。
③在討論估算題時，不要求精確嚴密的求解，但推算方法必須簡易合理，使估算值有較高的可信度。
(2)處理方法
①認真審題，從字里行間發掘題目的隱含條件，捕捉與物理現象、物理過程相關的物理概念和規律。
②揭示題設條件與所求物理量進行估算的依據。
③將實際問題轉化為熟知的物理模型，然后利用相應的物理規律進行解答。
[例5] 如圖所示，某一高中男同學在做引體向上運動，從雙臂伸直到肩部與單杠同高度算1次，若他在1分鐘內完成了10次，每次肩部上升的距離均為0.4 m，則他在1分鐘內克服重力所做的功及相應的功率約為( )
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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