高一物理必修二7.2-功

第七章机械能及其守恒定律

第2节功

第1页问题：木头在起重机拉力作用下什么形式能增加？功与能量关系第2页问题：列车在机车牵引力作用下什么形式能在能增加？第3页问题：握力器在手压力作用下什么形式能增加？第4页功与能量关系2.做功过程是能量转化过程。1、假如物体在力作用下能量发生了改变，这个力一定对物体做了功。第5页1.功概念：一个物体受到力作用，假如在力方向上发生一段位移，力就对物体做了功。一、功2.做功两个要素一是作用在物体上力；二是物体在力方向上发生位移.解释前面事例第6页3.功大小1、力与位移方向一致时:

FL

W=Fl第7页2、力方向与运动方向垂直小球在水平桌面上滚动时，支持力和重力对物体做功吗？物体在力方向上没有发生位移，力对物体不做功，或者说，做功为零。

即W＝0第8页lFFFαFαFα分析：依据力等效性原理,能够把计算F做功问题转化为分别求F1和F2做功问题W1=F1l=FCOSαlW2=0∵W=W1∴W=Fl

COSα拉力F做功W=？F2F1力与位移方向成一定夹角时第9页lα分析：位移是矢量,能够把计算F在l方向上做功问题转化为分别求lF和l2方向做功问题。WF=W1=FlF=FlCOSαW2=0∵∴W=FlF=Fl

COSα拉力F做功W=？l2lF力与位移方向成一定夹角时lFFαFl

F=lcosα第10页说明:

1、公式只对恒力适用１Ｊ＝１Ｎ×１m=1N物理意义：物体受到1N力，在力方向上发生1m位移，就说这个力对物体做了1J功。公式：W=Flcosα3、公式中F、只指大小，一定是正数；

是F、两箭头远离质点夹角,即：方向夹角2、l

是相对地面实际位移,不是指相对地面水平位移功单位：焦耳，用符号“J”表示第11页[例1]分别计算这三种情形下力对物体做功。设这三种情形下力和位移大小都相同：F＝10N，l＝2m。角θ大小如图:vθFθ=150°Fvθθ=30°Fvθθ=30°1.解:图1W=Flcos(180°-θ)=Flcos(180°-150°)

=Flcos30°=10×2×=17.3J 图2:W=Flcos(180°-θ)

=Flcos150°=－17.3J图3:W=Flcos30°=17.3J第12页例2：用与水平面成α角斜向上拉力拉着质量为m物体在水平面上运动，第一次在光滑水平面上，做匀加速直线运动，位移为x，做功w1；第二次在粗糙水平面上，做匀速直线运动，位移也为x，作功w2，则()A.w1>w2B.w1<w2C.w1=w2D.无法确定

C功一定要指明是哪个力对物体做功.注意：恒力做功与物体运动性质、运动时间长短都无关，同时与有没有其它力做功也无关。xFFα第13页l1拉力F做功W=？FαlWF=Fl1计算力做功时注意力和位移同时性。v≠0第14页思索：功是标量还是矢量？怎样判断一个物理量是标量还是矢量？1、标量没有方向，矢量有方向2、运算法则：标量：代数相加减，矢量加减：平行四边形法则第15页l例3：在光滑水平面上，物体受两个沿水平方向、相互垂直大小分别为3N和4N恒力，从静止开始运动10m，求每个力做功和协力做功。F1=4NF2=3NF合=5N功满足代数运算，是标量αθ第16页计算几个力所做总功方法：（2）先求出各个力所做功，再求其代数和．（1）先求出这几个力协力F大小和方向，再求协力F所做功，即为总功．第17页例题4:一个质量m=150kg雪橇，受到与水平方向成θ＝37°角斜向上方拉力F=500N，在水平地面上移动距离l=5m。物体与地面间滑动摩擦力F阻=100N。求外力对物体所做总功。

解析：拉力F对物体所做功为W1=Flcos37°=J。摩擦力F阻对物体所做功为W2=F阻lcos180°=-500J。重力和支持力做功为0所以：外力对物体所做总功W=W1＋W2=1500J。（另解：先正交分解求协力，再求总功）第18页αCOSαW物理意义α=π/2α＜π/2π/2＜α≤πCOSα=0COSα＞0COSα＜0W=0W＞0W＜0表示力F对物体不做功表示力F做正功，动力表示力F做负功，阻力α是F、v方向夹角二、正功与负功第19页如：1、摩擦力对某物体做了-20J功，也可说物体克服摩擦力做了20J功。一个力对物体做负功，也可说成：物体克服这个力做了功（取绝对值）2、竖直上抛物体上升过程：重力对物体做负功，或物体克服重力做了功第20页2、功是标量;功正负即不表示方向，也不是数量上正与负，即：不能说正功大于负功。功正、负值了解：例.比较－8J功与5J功谁大？1、功正负只是表示做功效果不一样。力做正功，表示为动力；促进物体运动。力做负功，表示为阻力；妨碍物体运动第21页练习1:以下说法正确是：()A、功是标量，正负反应大小。-3J比-2J小。B、力对物体做正功还是负功，取决于力和位移方向关系C、力做功总是在一个过程中完成，所以功是过程量。D、凡是发生位移物体，一定有力做功。BC第22页练习2:用起重机将质量为ｍ物体匀速地吊起一段距离，作用在物体上各力做功情况是（）A.重力做正功，拉力做负功，协力做功为零

B.重力做负功，拉力做正功，协力做正功C.重力做负功，拉力做正功，协力做功为零

D.重力不做功，拉力做正功，协力做正功

C第23页1.一位质量为m=10kg滑雪运动员从高为h=1m斜坡自由下滑。已知物体与斜面间动摩擦因数μ=

0.5。斜坡倾角θ=30°，运动员滑至坡底过程中，所受几个力所做功各是多少？这些力所做总功是多少？lfFNG注意：l是相对地面实际位移，不是相对地面水平位移！此题:物体在竖直方向也相对地面发生了位移！斜面问题：1、斜面体不动，物体动。第24页解:滑雪运动员受到重力、支持力和阻力，运动员位移：l=h/sin30°=2m，方向沿斜坡向下重力做功：WG=mglcos60°=mgh=10×10×1J=100J弹力做功：WFN=FNlcos90°=0θvf动FNG协力做功：W总=WG+WFN+Wf=186.6J注意：WG=mgh,重力与重力方向高度差乘积hl阻力做功：Wf=flcos180°=－μmgcos300.l

=86.6J第25页拓展（1）：若物块与斜面体相对静止一起沿水平面向左匀速运动位移x。求：①物块所受各力做功及协力做功；②斜面体对物体所做功为？FFmgFNf静xπ/2-θWN=FN.Xcos(π/2-θ)=FN.Xsinθ=mgcosθ.XsinθWf=f静.Xcos(π-θ)=-f静.Xcosθ=-mgsinθ.Xcosθf静=mgsinθ匀速：FN=mgcosθWG=0W总=WN+Wf+WG=0斜面问题：2、斜面体和物体相对静止一起运动。W斜=WN+Wf=0第26页注意：l是相对地面实际位移，不是相对斜面位移！拓展（2）：若斜面光滑，斜面体和物体一起向左匀加速运动则斜面体对物体做功为？FNGθlF合斜面问题：3、斜面体和物体相对运动。拓展（3）：若斜面体和水平地面都光滑，小物体沿斜面下滑过程中，斜面对小物块作用力方向和做功情况？FN第27页小结一、做功条件作用在物体上力物体在力方向上移动位移二、功:标量W=Flcosα(恒力)a、功一定要指明是哪个力对物体做功b、力必须是恒力三、正功负功及物理意义四、总功计算：F、l

只指大小，l是相对地面实际位移！第28页解:G=10NF=15Nl=0.5mμ=0.2由功公式WF=Flcosα得WF=7.5J又F阻=μFN=μG=0.2×10=2N

WF阻=－1J两种情况下：拉力做功相同。可知：拉力做功与是否有其它力作用在物体上没相关系，与物体运动状态也没相关系。光滑水平面上：W总=WF=7.5J粗糙水平面上:W总=WF+WF阻=7.5－1=6.5J。

4.一个重量为10N物体，在15N水平拉力作用下，一次在光滑水平面上移动0.5m，另一次在粗糙水平面上移动相同距离，粗糙面与物体间动摩擦因数为0.2。在这两种情况下，拉力所做功各是多少？拉力所做功是否相同？各个力对物体所做总功是否相同？第29页例3:如图所表示，在倾角α

=37°斜面上，质量m=10kg物体在平行斜面向上拉力

F=

120N作用下，沿斜面上滑距离l=2m，已知物体与斜面间动摩擦因数μ=

0.5。