高中物理 4.1 功同步素材 教科版必修2（通用）

1、4.1 功 为什么要引入功？（1）历史上，工程上为了比较机械的性能好坏。（2）物理理论研究中，功是能量的转化量度。一、功是力在空间的积累效果力的效果：1、瞬时效果：加速度2、空间积累效果：功3、时间积累效果：冲量二、力对物体做功的条件（1）有力存在。（2）在力的方向上发生位移。【问题】：（1）用力F在水平地面上推箱子，没有推动，这个力F对物体做不做功？不做功，没有位移。（2）推动箱子移动了一段距离，在这个过程中，重力对物体做不做功？不做功，没有在力的方向上发生位移。三、功的计算式1、其中是力与位移间的夹角。找准力与位移间的夹角，关键是画准确物体的受力分析图，并把位移用有向线段标示清楚，在图中，

2、力和位移这两个有向线段间的夹角就是。2、单位：J 1J=1注意：（1）此公式只适用于恒力做功的计算，即F的大小、方向均不变，才可用此公式计算F做的功。（2）是力F的作用点相对地面的位移。两点注意：“相对地面”指功的计算中位移总是以地面为参考系的物体的位移大小；“力的作用点”是指功的计算中位移是力F与物体的作用点的位移。经常的，力的在物体上的作用点的位移与物体的位移是相同的，因此只要寻找物体相对地面的位移就行。但是要注意到，有时特别是有滑轮时，物体的位移和力F的作用点的位移是不同的。1、质量为150kg的物体m，在与水平地面成37角斜向上，大小为500N的拉力F的作用下，由静止开始在光滑地面上运

3、动了=5m。求此过程中外力F做的功。【解析】根据恒力的功的计算式，可得。2、一位质量m=60kg的滑雪运动员从高h=10m的斜坡自由下滑。如果运动员在下滑过程中受到的阻力F=50N，斜坡倾角30，运动员滑至坡底的过程中，所受的几个力所做的功各是多少？【解析】：画出受力分析图示，并把位移用有向线段标在图中。重力做的功：支持力做的功：阻力做的功：3、从另外两个角度看公式（1）这个角度看功的计算，可以理解成：力F对物体做的功等于F在物体位移方向上的分量与物体位移的乘积。对例2，支持力N与位移垂直，因此在位移方向上的分量是0，所以支持力N对物体不做功。（2）从这个角度看功的计算，可以理解成：力F对物体

4、做的功等于力F与物体在此力方向上发生的位移的乘积。对例2，重力做的功等于重力与物体在重力方向，也就是竖直方向上发生的位移之积。所以。四、力与位移夹角对做功的影响（1），即力与位移垂直时，不做功。如下图1，支持力和重力均不做功。（2），力对物体做正功。（2），力对物体做负功。图1 图2 图3【问题】：功的正负表示什么含义？表示方向吗？功是一个标量，因此正负号不表示方向。功的正负表示的是此力对物体的作用效果是什么样的。看上图2，人拉车的力F做的是正功，这个力对车而言是动力；图3中，力拉车的力F做的是负功，这个力对车而言是阻力。因此：力对物体做正功，该力对物体而言是动力。力对物体做负功，该力对物体而

5、言是阻力。此外，当一个力对物体做负功时，我们还可以说成“物体克服该力做了功”。例如，竖直上抛一个小球，在上升过程中，重力对小球做负功，也可以说成小球克服重力做了功。3、例1中，地面不光滑，物体受到阻力f大小为100N，（1）求阻力做的功。【解析】五、讨论比较例1和例3，物体都是在相同的外力F作用下，前进了5m。对于两次运动，比较下面几个物理量相同与否?（1）力F做的功；（2）加速度；（3）末速度；（4）时间t【分析】：（1）两个运动，力F大小，方向一样，力的作用点位移一样（也就是物体的位移），因此两次F做的功相同。（2）由于第二次多受到一个阻力，受力分力可得：m/s2；m/s2；因此两次加速度

6、不同。（3）由可得：= m/s; = m/s。两次末速度不同。（4）同样可以计算出，两次都前进5米，所用时间不同。总结：虽然运动状态不同，但是力的做功情况确实相同的。又比如，在光滑的地面上用100N的水平推力对箱子，使箱子前进10米，第一次箱子质量是100kg，第二次箱子质量是200kg。两次水平推力做功都是1000J，是相同的，但是两次箱子质量不同，虽然都运动了10米，但是可以想象，所用的时间以及末速度都是不同的。六、各个力做功之和的两个求法在例3中，求物体受到的所有的力对它做功之和。该物体受到的合力大小是300N，方向与位移方向相同，因此合力做功为。两个结果是相同的。由此我们可以想到，求物体所受合力对物