【物理】机械功课件-2023-2024学年高一下学期物理鲁科版（2019）必修第二册

第1节机械功第1章功和机械能1、功的概念：一个物体受到力的作用，如果物体在力的方向上发生一段位移，就说这个力对物体做了功。FFS（1）作用在物体上的力（2）物体在力的方向上发生的位移2、做功的两个不可缺少的因素（缺一不可）(1)如果力的方向与物体的运动方向一致，应如何计算这个力的功？W=FSSF支F支S(2)如果力的方向与物体的运动方向垂直，应如何计算这个力的功？F支不做功即W=0如何求功？想一想

如果力的方向与物体的运动方向成某一角度α，应如何计算这个力的功？FFSαα想一想W1=F1S=Fcosα﹒S=FScosαW2=0W=W1=FScosα方法一：方法二：W1=FS1=F﹒Scosα=FScosαW2=0W=W1=FScosα恒力F与水平方向夹角为α，物体在F作用下，水平向右移动了一段距离S。求力F的功。

F1F2

SS1S2Sα力方向上的位移位移方向上的分力3.公式：F----恒力的大小（正值）

S----力的作用点相对地面的位移大小（正值）

α----F与S的夹角（0～180°）注：公式只适用于恒力做功！4.单位：焦耳（J）

１Ｊ＝１Ｎ×１m=1N·m5.物理意义：功是能量转化的量度(过程量)W=F·Scosα恒力做功的计算公式辨认力的方向与位移方向的夹角αFS甲答案：ααFS乙答案：π-ααFS丙答案：π-ααFS丁答案：

π-α

——力和位移正方向的夹角（0～180°）FF寻找“夹角α”方法：将力、位移矢量的箭尾移到同一个作用点上，两矢量方向之间的夹角就是力与位移的夹角。SF光滑水平面αSF粗糙水平面α问:F大小相同，S相同,角度也相同，哪种情况下拉力F做的功多?★说明了一个力所做的功只由力和力的方向上发生的位移决定,跟物体是否还受到其它力作用,以及物体的运动情况均无关想一想★注意：①做功只与F、S、α三者有关，与物体的受力情况（是否受其它力、其它力是否做功及做功多少）和运动形式（匀速或变速）无关，即力对物体做功具有独立性。②计算功时，一定要明确是计算哪个力对物体所做的功，不能张冠李戴。③力F与位移S必须具有同时性，即S必须是力F作用过程中的位移。(功是过程量)W=F·Scosα1.力与位移夹角为锐角(0≤α＜π/2)0≤

α<π/2，cosα>0，W=FScosα>0即力对物体做正功正功和负功对物体的运动起促进作用W=F·Scosα3.力与位移夹角为钝角(π/2＜α≤π)π/2<α≤π，-1≤cosα<0，W=FScosα<0即力对物体做负功对物体的运动起阻碍作用2.力与位移夹角为直角(α=π/2)cosα=0，W=FScosα=0即力对物体不做功或说成物体克服这个力做功（取绝对值）

正功的意义：力对物体做正功，表明此力的效果是促进物体的运动，是动力做功。

负功的意义：力对物体做负功，表明此力的效果是阻碍了物体运动，是阻力做功。正负功的意义：做正功做负功

若物体做曲线运动，由力和速度夹角来判断①当0≤α＜90°时，力对物体做正功；②当α＝90°时，力对物体不做功；③当90°＜α≤180°时，力对物体做负功功的正负判定①当0≤α＜90°时W＞0，力对物体做正功；

若物体做直线运动，由力和位移夹角来判断②当α=90°时W=0，力对物体不做功；当90°＜α≤180°时，W＜0，力对物体做负功

或说成物体克服这个力做功（取绝对值）

。功是标量2.功的正负既不表示功的方向也不表示功的大小，仅表示不同做功的效果！1.功是标量，只有大小，没有方向3.比较做功的多少，比的是绝对值判断下列说法是否正确。(1)物体做自由落体运动时，重力对物体一定做功。(

)(2)汽车沿斜坡向上加速行驶时，牵引力对汽车一定做功。(

)(3)力F1做功10J，力F2做功－20J，则F1比F2做功多。(

)(4)若某一个力对物体不做功，说明该物体一定没有发生位移（

）(5)作用在同一物体上的两个力，一个做正功，一个做负功，则二力一定反向。(

)(6)功有正负，说明功是矢量，有方向。(

)×√√×××2．(正、负功的判断)

如图所示，用轻绳拴一物体，以加速度a向下做减速运动。关于物体所受力的做功情况，下列说法正确的是(

)A．重力做正功，拉力做负功，合力做正功B．重力做正功，拉力做负功，合力做负功C．重力做正功，拉力做正功，合力做正功D．重力做负功，拉力做负功，合力做负功B优化大本P51．(对功的理解及正、负功的判断)(2022·浙江杭州期末)图甲为一男士站立在履带式自动扶梯上匀速上楼，图乙为一女士站立在台阶式自动扶梯上匀速上楼。下列关于两人受到的力以及做功情况说法正确的是(

)A．甲图中支持力对人做正功B．甲图中摩擦力对人做负功C．乙图中人受到水平向前的摩擦力D．两人受到电梯的作用力的方向相同D优化大本P52.(多选)如图所示，质量为m的物体置于倾角为θ的斜面体上，物体与斜面间的动摩擦因数为μ，在外力作用下，斜面体以加速度a沿水平方向向左做匀加速运动，运动中物体m与斜面相对静止。则关于斜面对物体m的支持力和摩擦力，下列说法中正确的是(

)A．支持力一定做正功B．摩擦力一定做正功C．摩擦力可能不做功D．摩擦力可能做负功ACDa＞gtanθ；摩擦力沿斜面向下，做正功a=gtanθ，不受摩擦力a＜gtanθ；摩擦力沿斜面向上，做负功优化大本P3法一：几个力对物体所做的总功，等于各个力分别对物体做功的代数和。

法二：几个力对物体所做的总功，等于这几个力的合力对这个物体所做的功。W总

=F合

ScosαW总

=W1+W2+W3+······注意：（1）应用F合Scosα时各力必须同时作用在物体上，即发生位移l的过程中，物体所受的各力均没有变化。（2）无论哪种方法都必须进行正确的受力分析！总功的计算如图所示，将一个大小为50N、方向与水平方向成60°角的力F作用在一个质量为6kg的物体上，物体沿水平地面匀速前进了8m，g取10m/s2，下列关于物体所受各力做功的说法正确的是(

)A．力F对物体做的功为400JB．摩擦力对物体做的功为200JC．重力做的功为480JD．合力做的功为0D优化大本P3方法二：物体受到的合力：F合＝F－mgsinα－f=20N所以合力做的功：W＝F合L＝100J方法一：拉力F对物体所做的功WF＝Fl=2000J重力mg对物体所做的功，WG＝mglcos（90°+α)=-1500J摩擦力对物体所做的功

Wf＝－fL＝－lμmgcosα=-400J弹力N对物体所做的功WN＝0故各力的总功W＝WF＋WG＋Wf＋WN＝100J书P5

1.当物体处于平衡状态，或某一方向受力平衡，或在某一方向上做匀变速直线运动（F合=ma）时，先求合力在求总功比较快总功的计算

2.已知物体所受的力中有的不做功，有的做功且方便求解（如重力做功）时，把各个力分别做功算出来，再相加求总功比较快。1.摩擦力一定对物体做负功吗?

当摩擦力与速度方向相同时摩擦力做正功；当摩擦力与速度方向相反时，摩擦力做负功。想一想2.作用力与反作用力做功一定会相等吗？

作用力做的功与反作用力做的功没有必然联系，不能认为二者一正一负、绝对值相等。3.

一对平衡力做功有什么特点吗？

一对平衡力作用在同一物体上，若物体静止，则两个力都不做功；若物体运动，则这一对力所做的功绝对值一定相等，一正一负或均为零。探究三利用v－t图像求功

一滑块在水平地面上沿直线滑行，t＝0时其速度为1m/s，从此刻开始在滑块运动方向上再施加一水平方向的作用力F，力F的大小和滑块的速度v随时间t的变化规律分别如图甲、乙所示。设在第1s内、第2s内、第3s内力F对滑块做的功分别为W1、W2、W3，则以下关系正确的是(

)A．W1＝W2＝W3 B．W1＜W2＜W3C．W1＜W3＜W2 D．W1＝W2＜W3B优化大本P4

(多选)质量为m的A物体在水平恒力F1的作用下沿水