功课件-高一下学期物理粤教版

4.1功1、功的定义

一个物体受到力的作用,并在力的方向上发生了一段位移，我们就说这个力对物体做了功。2、做功的两要素

﹙1﹚

物体受力

﹙2﹚

物体在力的方向上发生位移功的定义与要素人对物体是否做了功？1、力的方向与物体运动的方向相同F表示力的大小，s表示位移的大小，用W表示力F所做的功：W=Fs功的计算根据力的等效性原理,可以把计算F做功的问题转化为分别求F1和F2做功的问题。2、力的方向与物体运动的方向不相同W1=F1S=FSCOSαW2=0W=W1+W2W=FSCOSα理解：在位移方向的分力与位移的乘积W＝Fscosα力F对物体做的功力的大小位移的大小力与位移的方向的夹角当力的方向与物体运动的方向成某一夹角α时，功的定义式为对功的公式的理解1.公式只能用于求恒力的功，如果力是变力，无论力的大小变化，还是力的方向变化，都不能直接用该公式求解；2.功与物体受力后通过这段位移做什么运动无关；3.α角是“力的方向和位移方向的夹角”；1、公式：力对物体所做的功，等于力的大小、位移的大小、力与位移夹角余弦这三者的乘积功2、单位国际单位：焦耳（焦）单位符号：J１Ｊ＝１Ｎ×１m=1N·m1J等于1N的力使物体在力的方向上发生1m的位移时所做的功3、物理意义W=FScosα答案：π

–

α答案：π–α

指出下图力的方向和位移方向的夹角答案：π答案：α1αFll2αF3Fl4lFα正功和负功对功的公式：

的讨论(3)当π/2<α≤π时，COSα<0，W<0这时我们就说力对物体做负功。讨论(1)当α=π/2时，COSα=0，W=0,这时我们就说力对物体没做功。(2)当0≤α<π/2时，COSα>0，W>0,这时我们就说力对物体做正功。W=FScosα正功的意义是：力对物体做正功，表明此力的效果是促进物体的运动，是动力。负功的意义是：力对物体做负功，表明此力的效果是阻碍了物体运动，是阻力。一个力对物体做负功，也可说成物体克服这个力做了功（正值）一个力对物体做负功，也可说成物体克服这个力做了功（正值）正功和负功人拉车前进，拉力Ｆ对车做正功。促使小车运动，为动力的功。跑动的小车，人向后拉，力Ｆ对车做

负功．阻碍小车运动，为阻力的功。某力对物体做负功，往往说成物体克服某力做功（取绝对值）功的正负不表示方向，表示大小吗？-10J的功与+5J的功哪个多？功的正负表示做功的效果不同思考思考人登山时重力对人做负功，也可以说人克服了重力做功vFNGF阻Fα功是标量，没有方向正功说明此力为动力负功说明此力为阻力

功的正负不是数量上的正与负，我们既不能说“正功和负功方向相反”也不能说“正功大于负功”，它们仅表示相反的做功效果。做功与能量变化的关系物体能够对其他物体做功,我们就说这个物体具有能量挥动的铁锤能改变铁条的形状,湍急的河水能使水车转动,风能够推动帆船航行.可以说铁锤、河水、风都具有能量.铁锤对铁条做功时,铁锤的机械能转化为铁条的内能;河水对水车做功时,河水的机械能转化为水车的机械能;风对帆船做功时,风的机械能转化为帆船的机械能。做功的过程就是能量变化的过程.功是能量变化的量度做了多少功,就有多少能量发生变化.

例:一个质量ｍ＝2kg的小车，受到与水平方向成37°角斜向上方的拉力F1=10N，在水平地面上移动的距离l=2m。小车与地面间的摩擦力F2。求外力对小车所做的总功。F137°F2l多个力做功，如何求总功？v37F1F2解：方法一：

物体受力如图，小车所受到的合力为：F合

=F1x―F2=F1cos37°–F2

由W=Flcosα得：外力对小车所做的总功为：

W=F合l

cos0°=（F1cos37°–

F2）l

cos0°=×2×1v方法二：

解：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Scosα方法二方法一如图所示,小物块位于光滑的斜面上,斜面位于粗糙的水平面上.从地面上看,在小物块从斜面顶端下滑至底端的过程中,斜面对小物块的作用力物体受到的各力是否做功？做正功还是做负功？

思考探究：

SFNmg结论：1、重力对物体做正功2、支持力对物体不做功TV力每时每刻与速度垂直，拉力不做功小结1、功的概念2、做功的两个必不可缺少的因素：力和物体在力的方向发生的位移；3、正、负功的判断方法；4、功的公式W=F·S·cosα；5、总功等于合力对物体所做的功。判断力是否做功及做功正负的方法(1)看力F的方向与位移s的方向间的夹角α——常用于恒力做功的情形。(2)看力F的方向与速度v的方向间的夹角α——常用于曲线运动的情形。若α为锐角则做正功，若α为直角则不做功，若α为钝角则做负功。判断功的正、负

一名同学周末在家收拾客厅,在把一个木箱拉到客厅一角时,他想估算自己对这个木箱做了多少功.为了减小摩擦引起的噪声,以减轻对楼下住户的影响,他以斜向上与水平面约成60°夹角的恒力,沿直线缓慢拉动木箱移动了3m.利用体重计称得木箱质量约为30kg,通过相关资料查到木头与地面的,试估算:(取g=10m/s2)例题(1)这名同学对木箱的拉力在该过程中所做的功.(2)木箱受到的外力做的总功.(3)系统大约消耗了多少能量?这些能量去哪了?(1)根据功的计算公式,求功的大小需要知道力、位移和它们之间的夹角,而木箱缓慢移动的过程中,可以看作木箱受力平衡.由此可以求出拉力的大小(2)几个力共同做功时,总功等于各力做功之和,由此可以计算外力做的总功(3)功是能量变化的量度,可以从这一角度求解消耗的能量分析解得解(1)木箱的受力分析如图所示木箱在竖直方向受力平衡滑动摩擦力根据功的计算公式,拉力对木箱所做的功(3)因为木箱所受外力做的总功为0,而该,所以系统,转化为箱子与地面摩擦产生的内能(2)方法一:滑动摩擦力对物体做功则木箱受到的外力做的总功方法二:物体做匀速直线运动时,

F合=0.W总=0练习1.把质量为m的物体，匀速地拉高h，则（）A．重力做负功，拉力做正功B．重力做正功，拉力做负功C．重力做负功，拉力做负功D．重力做正功，拉力做正功A2.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C3.质量为m的物体沿倾角为θ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mgLsin

C.支持力对物体做功mgLcos

D.摩擦力对物体做正功，数值为mgLsin

B4.用拉力F将一个重为5N的物体匀速升高3m，在这个过程中，（）A．拉力F对物体做的功是15JB．物体克服重力做的功是15JC．合力对物体做的功是15JD．合力对物体的功为0ABD5.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