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第七章机械能守恒定律第二节功,人教版必修2,物理学上怎样才算做了功,判断：力做功了吗？,运动员在举起杠铃的时候：上举的过程；举起后站着不动；举起后水平匀速前进。,马拉车在平直路面上前进。,运动员正在举起杠铃,马拉着车前进,手托着书静止,人推车未动,这两个因素是严格的，缺一不可！,1、做功的两个必要因素：,（1）作用在物体上的力。,（2）物体在力的方向上通过的位移。,一、功的概念,物理学中的“做功”与生活中的“工作”意义不同,一个物体受到力的作用，如果在力的方向上通过一段位移，我们就说这个力对物体做了功。,2、功的定义,F方向与S的方向在一条直线上,功=力力方向上的位移,W=FS,3、功的公式,F方向与S的方向不在一条直线上,所以：功=力在位移方向的分力位移,可将力F分解为F1和F2,F1与S同向做功，F2与S垂直不做功,注：1，W=FScos此公式只适用恒力做功的计算。2，公式的意义：恒力F的功等于恒力F的大小，位移S的大小和F、S间夹角余弦三者的乘积。3，W=FScos包括了=00,900,1800等所有夹角情况。4，,4、功是标量,5、功的单位：,在国际单位制中，功的单位是焦耳，符号是J,无方向但功有正负之分，功的正负不表示大小也不表示方向。,二、正功和负功的判断方法：完全由F和S的夹角决定。,2、当90时，W0、力对物体不做功，此时力F既不是动力也不是阻力。,1、当0090时，cos0，W0力对物体做正功表示该力是物体前进的动力,3、当90180时，cos0，W0力对物体做负功表示该力是物体前进的阻力“力对物体做负功”往往也说成“物体克服某力做功”,补充：如果物体做曲线运动，功的正负也可由力F和瞬时速度V方向夹角来判断。,1、当0090时，cos0，W0力对物体做正功表示该力是物体前进的动力,2、当90时，W0、力对物体不做功，此时力F既不是动力也不是阻力。,3、当90180时，cos0，W0力对物体做负功表示该力是物体前进的阻力往往也说成“物体克服某力做功”,功的正负不表示方向也不表示大小，只表示力F是动力还是阻力。,比较功的大小，只需比较功的绝对值的大小即可。如W1=-10J,W2=+5J,则W1W2,一个力对物体做负功，往往也说成物体克服这个力做功。例如：一个力对物体做了6J的功，可以说成物体克服这个力做了6J的功。,注意：,三，应用公式W=FScos分析做功问题应注意：,1，此公式可用来判断恒力和变力做功的正负。,2，此公式只能用来计算恒力功的大小，若力F为变力一般不用此公式来计算。,3，严格的讲，位移S应是力的作用点对地位移：一般情况S作用点=S物，特殊情况S作用点S物,4，功是过程量，反映了力对空间积累效果的物理量。,1、一学生用100N的力将质量为0.5kg的球迅速踢出，球在水平路面上滚出20m远，则该学生对球做的功是：（）A、2000JB、1000JC、16JD、无法确定,课堂练习,D,要点：公式中F为恒力，且始终作用在物体上,2、关于功的论述，下列说法正确的是：()A、大的力一定比小的力做的功多B、+5J的功比-5J的功多C、+10J功比+5J的功多,C,要点：功的正负不表示功的大小,3、两质量相等的物体A、B分别放在粗糙水平面上和光滑的水平面上，在同样的拉力F作用下，产生相同的位移S，则拉力()A、对A做的功多B、对B做功多C、一样多D、以上都有可能,C,力对物体做的功只与F、S、三者有关，与物体的运动状态等因素无关,1、在斜面上由静止开始下滑的物体（所有接触面都光滑）物体受到的各力是否做功？做正功还是做负功？,课堂讨论,结论：1、重力对物体做正功2、支持力对物体做负功,四、总功（合力的功）的计算,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。,解：重力和支持力不做功它们和位移的夹角为900F所做的功为：1Fscos，,滑动摩擦力f所做的功为：2fscos1800fs,各个力对物体所做功的代数和为：=1+2=(cosf）s,根据正交分解法求得物体所受的合力=cosf，合力方向向右，与位移同向；,合力所做的功为：scos00（cosf）s,归纳：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Scos,五，变力做功的求法,对于变力做功不能依定义式,直接求解，但可依物理规律通过技巧的转化间接求解。,1、把有些变力可转化为恒力的功来求。一般分段考虑再求和。,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。,3、利用图像，图线与坐标轴所包围的面积即是力做功的数值。,4、已知变力做功的平均功率，则功。,5、用动能定理进行求解：,由动能定理可知，将变力的功转换为物体动能的变化量，可将问题轻易解决。,6、用功能关系进行求解。,1、在光滑的水平面和粗糙的水平面上各放一质量不同的木块，在相同的拉力作用下，通过相同的位移，拉力对木块做的功()A.在光滑的水平面上较多B.在粗糙的水平面上较多C.一样多D.由小车运动所需的时间决定,C,课堂练习,2、质量为m的物体沿倾角为的斜面匀速滑下，在通过位移L的过程中()A.重力对物体做功mgLB.重力对物体做功mgLsinC.支持力对物体做功mgLcosD.摩擦力对物体做正功，数值为mgLsin,B,3、放在粗糙水平地面上的物体，在10N的水平拉力作用下，以6m/s的速度匀速移动4s，则拉力共做了功，摩擦阻力对物体