力做功的位移判定+课件+-2027届高考物理一轮复习

【习题深度讲评】高中物理核心考点解析——力做功的位移是指谁的位移【核心目标】：突破“位移”判定常见误区，精准把握力做功的核心要素，结合经典物理模型深度剖析做功本质【教学重点】：通过实例辨析厘清相对位移与绝对位移差异，掌握判断力做功位移的有效方法，提升解题准确性2滑轮系统深度剖析目录1核心定理与人体模型3综合模型与总结功与能：核心定理与模型应用深度解析——从基础定理到复杂系统的全面精讲01核心定理：位移判定的铁律核心公式：W=Fxcosθ｜核心结论：公式中的位移x特指【受到该力的作用点】相对【地面】的位移，而非物体整体或重心位移。01.盯紧作用点计算力对物体做功时，必须关注该力的实际作用点发生的对地位移，切勿混淆为物体的重心位移或物体间的相对位移。02.算功用地移计算机械功永远使用对地位移。仅在计算滑动摩擦产生的内能（Q=f·s相对）这一特殊场景下，才采用相对位移进行计算。03.区分受力体作用力与反作用力分别作用在不同物体上，两物体的对地位移通常不同，因此这一对力的做功大小不一定相等，符号也不一定相反。02人体模型：起立与走路情景一：起立、下蹲与原地起跳▌核心分析：地面支持力作用于脚掌，但脚掌与地面接触点相对地面位移为0(x=0)。▌关键结论：地面支持力不做功(WN=0)；人体重心升降的机械能，本质来源于人体肌肉内力做功，而非地面外力。02人体模型：起立与走路情景二：水平硬质地面行走▌受力与位移：蹬地时地面提供静摩擦力，作用点为支撑脚脚掌；蹬地瞬间脚掌与地面相对静止，对地位移为0。▌关键结论：地面的静摩擦力对人不做功(Wf=0)；行走的动力依然源于肌肉收缩产生的内力，静摩擦力仅改变运动状态的方向与趋势。总结：人体运动的能量核心来自内力做功，地面外力仅起传递与支撑作用。02人体模型：爬绳与关键对比情景3：竖直爬绳、爬杆的力学本质01受力分析人握住绳子时，绳子对人手的作用力为静摩擦力，方向竖直向上。02位移分析手与绳子接触的“作用点”，相对于地面的位置始终保持不变，无位移。核心结论：绳子的静摩擦力不做功(Wf=0)02人体模型：爬绳与关键对比关键辨析：载体是否运动决定做功与否A.载体固定（如地面/绳）力的作用点相对于地面无位移，力的做功为零。如同爬绳时，接触点未动。B.载体可动（如电梯/车）受力点随载体发生位移，力会做功。载体的运动状态是关键判断依据。典型案例：人站在上升电梯中，脚底支持力作用点随电梯上移，支持力做正功。03滑轮系统：定滑轮模型物理情景：定滑轮固定于高处，人站立不动沿斜线方向拉绳使物体水平移动。绳端缩短长度为L，物体水平对地位移为x。若该过程中绳的拉力大小恒为F，分析拉力对物体做的功为多少？Lxθ03滑轮系统：定滑轮模型物理情景：定滑轮固定于高处，人站立不动沿斜线方向拉绳使物体水平移动。绳端缩短长度为L，物体水平对地位移为x。若该过程中绳的拉力大小恒为F，分析拉力对物体做的功为多少？受力物体为物块，其对地位移x。但拉力F与位移x的夹角为θ是变化的，属于变力做功，因此不能用公式为：W=F·xcosθ求解。应转化为人对绳拉力所做的功求解。因人对绳的拉力大小为F，方向不变，沿绳方向的位移为L，所以W=F·LLxθFF03滑轮系统：定滑轮模型物理情景：如图，人竖直向下拉绳的力恒为F。篮筐上升位移为x。求该过程中拉力F做的功为多少？F分析：篮筐上升x，F的作用点下移x，则W=F·x此过程中，人的生物能转化为系统的机械能。04滑轮系统：动滑轮模型1物理情景：如图，用恒定的拉力F竖直将货物吊起，货物位移为x。分析拉力对F做的功为多少？F04滑轮系统：动滑轮模型1物理情景：如图，用恒定的拉力F竖直将货物吊起，货物位移为x。分析拉力对F做的功为多少？F货物上升位移为x，拉力F的作用点上升的位移不是x,而是2x，所以W=2Fx。说明：货物上升位移为x，其受到的拉力为2F,所以货物受到的拉力对其做功W=2Fx。⚠温馨提示：拉力F做的功与货物都到的拉力（2F）做功相等，本质是绳不储存能量，外界做功最终要转化为物体的机械能！03滑轮系统：动滑轮模型2物理情景：如图，拉力F大小恒定，方向与水平面成θ，物体水平对地位移为x。拉力F做的功为多少？xFθ03滑轮系统：动滑轮模型2物理情景：如图，拉力F大小恒定，方向与水平面成θ，物体水平对地位移为x。拉力F做的功为多少？lxθ/2Fxx方法1：物体位移为x，拉力F的作用点位移不是x,而是l，由几何关系可得l=2xcosθ/2

所以

W=Flcosθ/2解得

W=Fx（cosθ+1）FFθ方法2：F做功等效为下图两个拉力做功，则

所以

W=Flcosθ+Fx等效04综合模型：板块模型▌物理情景设定场景：水平地面光滑，质量为m的物块置于质量为M的木板上，水平拉力F作用于物块，二者发生相对滑动。关键位移定义：

物块对地位移x₁，木板对地位移x₂；相对位移Δx=x₁-x₂（相对路程）。01.拉力F对物块m做功公式：W_F=F·x₁

注：做功位移为物体的对地位移，而非相对位移。02.滑动摩擦力f对木板M做功公式：W_f=f·x₂

注：摩擦力作用在木板上，位移取木板的对地位移x₂。03.系统产生的内能Q公式：Q=f·Δx

核心点：计算摩擦生热时，必须使用物体间的相对位移Δx（相对路程），这是唯一使用相对位移的情况。💡重要物理结论一对滑动摩擦力的总功不为零，其绝对值等于系统损失的机械能，这部分能量全部转化为内能（热能），遵循能量守恒定律。误区警示：初学者常混淆“对地位移”和“相对位移”。记住：力做功永远看“力的作用点的对地位移”；只有算“生热”才看“相对位移”。04综合模型：板块模型▌物理情景设定情景：水平地面光滑，质量为m的物块置于质量为M的木板上，水平拉力F作用于物块，二者发生相对滑动。物块对地位移x₁，木板对地位移x₂；物块所受的滑动摩擦力为f。分析：拉力F做的功；摩擦力分别对木板和物块做的功；摩擦力对系统做的功。F04综合模型：板块模型▌物理情景设定情景：情景：水平地面光滑，物块置于木板上，水平拉力F作用于物块，二者发生相对滑动。物块对地位移x₁，木板对地位移x₂；物块所受的滑动摩擦力为f。关键位移定义：

物块对地位移x₁，木板对地位移x₂；相对位移Δx=x₁-x₂（相对路程）。对木板：

WF=Fx2

Wf木=-fx2对物块：

Wf物=fx1x2x1Fff对系统：

Wf=Wf木+Wf物=-f（x₁-x₂）=-fΔx思考作用力与反作用力做功情况？一对滑动摩擦力做功为负值，能量如何转化？04综合模型：传送带模型▌核心情景：水平匀速传送带物块无初速度轻放在匀速运动的传送带上，受滑动摩擦力作用，从静止开始做匀加速直线运动，直至与传送带共速v，之后摩擦力消失，随带匀速运动。摩擦力对物块和皮带做的功。A04综合模型：传送带模型▌核心情景：水平匀速传送带物块无初速度轻放在匀速运动的传送带上，受滑动摩擦力作用，从静止开始做匀加速直线运动，直至与传送带共速v，之后摩擦力消失，随带匀速运动。摩擦力对物块和皮带做的功。AffAx1x2对物块：Wf物=-fx1

对皮带：Wf皮=-fx2

Δx对系统：

Wf=Wf物+Wf皮=-f（x2-x1）=-fΔx04综合模型：传送带模型▌核心情景：水平匀速传送带物块无初速度轻放在匀速运动的传送带上，受滑动摩擦力作用，从静止开始做匀加速直线运动，直至与传送带共速v，之后摩擦力消失，随带匀速运动。摩擦力对物块和皮带做的功。AffAx1x2Δx⚠高考核心易错警示求摩擦力对物体做功时，位移参考系必须是地面，绝对不能用传送带的位移！而计算摩擦生热（系统内能），必须严格使用物体与传送带的相对位移。口诀：“算功用对地，算热用相对”。05总结对比：易混点与记忆口诀01.单个力做功公式：W=Fscosθ核心关键：位移指的是受力作用点的对地位移，而非相对位移。02.系统摩擦生热公式：Q=fx相核心关键：这里的s特指两物体间的相对路程，是能量转化为内能的依据。03.一对相互作用力特点：做功之和