高中物理必修二-第四章第一节-功

第1节功汶川中学邓耀在认识能量的过程中，人们建立了功的概念。认为如果物体在力的作用下能量发生变化，那么这个力一定对物体做了功。请看下面的例子木头在起重机的拉力作用下

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能增加列车在机车牵引力的作用下

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能增加握力器在手的压力作用下

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能增加力对物体做了功，就一定有对应的某种〔些〕能发生了变化一、功的概念

如果一个物体受到力的作用,并且在力的方向上发生了位移,我们就说这个力对物体做了功.

那么在什么条件下说力对物体做功呢？F物体静止思考:在什么条件下说力对物体做功呢？课堂互动探究1：力做功的必要因素FFL力与位移方向相同，力做功二、做功的两个不可缺少的因素：力和物体在力的方向上发生的位移力对物体做功的情况例如推着物体前进，如图FX理由：只有力，没有位移，故力不做功FFL理由：力与位移方向垂直，在竖直方向上有力但没有位移故力不做功F物体静止力对物体不做功的情况1、推物体，物体没有运动，如图2、竖直举着物体水平前进，如图3、力与速度方向始终垂直，如图理由：力与速度方向垂直，在力的方向上始终没有位移故力不做功做功的两个条件(缺一不可)：(1)力的作用．(2)在力的方向上发生了位移．重点归纳(1)如果力的方向与物体的运动方向一致，应如何计算这个力所做的功？W=FXXFFX(2)如果力的方向与物体的运动方向垂直，应如何计算这个力所做的功？F不做功即W=0探究2：推导功的表达式？〔3〕如果力的方向与物体的运动方向成某一角度，应如何计算这个力所做的功？FFXααFα方法一：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W1=F1X=FXCOSαW2=0W=W1+W2W=FXCOSα

F2F1方法二：将位移X分解FXX1X2α90。X1=XcosαX2=XsinαW1=FX1=FXcos

αW2=0W=W1+W2W=F

Xcos

α力F对物体所做的功等于力的大小、位移的大小、力和位移夹角的余弦这三者的乘积。即：W=Fxcosα其中：W表示力对物体所做的功，F表示物体所受到的力，X表示物体所发生的位移，α表示力F和位移X之间的夹角。总结两种理解：〔1〕在位移方向的分力与位移的乘积；〔2〕力与位移在力的方向的分量的乘积。说明1、公式：W=FXcosα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四、功的公式：2、单位国际单位：焦耳〔简称：焦〕单位符号：J１Ｊ＝１Ｎ×１m=1N·ma、功一定要指明是哪个力对物体做的功,b、仅适用于恒力做功3、理解d、功是过程量c、公式中的F和X必须具备同时性e、功是标量练习1：以下关于力做功的说法中，正确的选项是()

BEA．人用300N的力将足球踢出，球在空中飞行了40m，那么人对足球做功1200JB．人用力推物体，但物体未被推动，人对物体做功为零 C．物体竖直上升时，重力不做功 D．只有恒力才能做功，变力不能做功E．行星绕太阳在圆轨道上运行时，引力对物体不做功

练习2：

一个质量为150kg的物体，受到与水平方向成α=37°角的斜向右上方的拉力F=500N的作用，在水平地面上移动的距离为X=5m，物体与地面间的滑动摩擦力f=100N，求各个力对物体所做的功？

〔1〕求出各个力所做的功，那么总功等于各个力所做功的代数和。〔2〕先求出各个力的合力，那么总功等于合力所做的功。探究3：总功的求法探究4：正功和负功

公式W=FXCOSα中的F和X分别指“力的大小”和“位移的大小”，即公式中F和X恒取正值。可见W的正负取决于cosα的正负，也就是α的大小。情形〔一〕〔1〕当α=π/2时，cosα=，W=。这表示力F的方向跟位移x的方向垂直，力F对物体。(填做功或不做功〕FNGvα如小球在水平桌面上运动时，重力G和支持力FN都跟位移方向垂直。情形〔二〕〔２〕当0≤α＜π/2时，cosα0，W0。这表示力F对物体．xαFv如人用力拉车前进时，人的拉力Ｆ对车做正功。力F对物体产生位移有一定的奉献〔动力做功〕做正功>>vαF情形〔三〕〔３〕当π/2＜α≤π时，cosα0，W0。这表示力F对物体．αF对物体产生位移起着阻碍的作用〔阻力做功〕<<做负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〕。这两种说法的意义是等同的。例如，竖直向上抛出的球，在向上运动的过程中，重力对球做负功，可以说成“球克服重力做功”。例：某一物体以一定初速度在粗糙水平面做匀减速直线运动，假设阻力做－20J功，也可以说成物体克服阻力做了20J功。小结1、做功的两个不可缺少的因素作用在物体上的力在力的方向上发生了一段位移2、功的计算W=FXcosαa、功一定要指明是哪个力对物体做的功b、力必须是恒力c、功是标量3、总功的求法：〔1〕求出各个力所做的功，那么总功等于各个力所做功的代数和。〔2〕先求出各个力的合力，那么总功等于合力所做的功。4.功是标量，但有正负。功的正负只表示力做功的效果,既不表示方向,也不表示大小。即：表示是动力或阻力做功。思考：比较－8J的功与5J的功大小？练习3．物体在合外力作用下做直线运动的v－t图象如图所示．以下表说法正确的选项是()AA．在0～1s内，合外力做正功B．在0～2s内，合外力总是做负功C．在1～2s内，合外力不做功D．在0～3s内，合外力总是做正功 图7－2－15例题：一个质量m=150kg的物体，受到水平方向的拉力F=500N，在水平地面上由静止开始移动了X=5m。物体与地面间的滑动摩擦力F