高中物理-功教案资料

1、高中物理高中物理-功功2、做功的两个必要因素、做功的两个必要因素（1）作用在物体上的）作用在物体上的力力（2）物体在力的方向上发生一段）物体在力的方向上发生一段位移位移一、功的概念一、功的概念1、功的定义：物体受到、功的定义：物体受到力力的作用，并沿力的方向发生一的作用，并沿力的方向发生一段段位移位移，则，则该力该力对物体做了功对物体做了功WFl判断:有无做功纹丝纹丝不动不动!匀速匀速真辛真辛苦苦(1)如果力的方向与物体的运动方向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？一致，应如何计算这个力的功？W=FllF支支F支支l(2)如果力的方向与物体的运动方向如果力的方向与物体的运动

2、方向垂直，应如何计算这个力的功？垂直，应如何计算这个力的功？F不做功不做功 即即 W=0如果力的方向与物体的运动方向成如果力的方向与物体的运动方向成某一角度，应如何计算这个力的功？某一角度，应如何计算这个力的功？FFlF和和l都是矢量都是矢量矢量的合成和分解？矢量的合成和分解？FFl（1 1） 把把F F分解到位移方向上分解到位移方向上FF2F1l分析：分析：根据力的根据力的等效性等效性原理原理,可以可以把计算把计算F做功做功的问题转化为的问题转化为分别求分别求F1和和F2做功做功的问题的问题W1= F1l= F COSlW2 = 0W = W1 + W2lFWcosFFl（2）. 把把l分解

3、到力方向上分解到力方向上Fll2l1W=Wl1+Wl2WF =Fl1+0而而 l1=lcoscosFlW 3、功的计算公式、功的计算公式注意：注意：做功只做功只与与F F、l l 、三者有关三者有关与物体运动形式无关。与物体运动形式无关。计算功时，一定要明确是计算计算功时，一定要明确是计算哪哪个力在个力在哪哪一段位移一段位移上对上对哪哪个物体所做的功，不能张冠李戴。个物体所做的功，不能张冠李戴。F、l之间的夹角（之间的夹角（0 0180180） 4 .功的功的国际单位国际单位：焦耳：焦耳(J) 1焦耳的焦耳的意义意义1J等于等于1N的力让物体在力的方向的力让物体在力的方向上发生上发生1m的位移

4、时所做的功。的位移时所做的功。下列图中，各力做功会怎样？下列图中，各力做功会怎样？二、二、 正功和负功正功和负功其中其中F=100N ，L=1m ，cos150 =-cos30W=Flcos(180-) =86.6JW=Flcos(180-) =-86.6JW=Flcos =86.6J功是功是标量标量，但有正负之分但有正负之分所谓正功负功，是反映力对物体发生位移的作用效果。所谓正功负功，是反映力对物体发生位移的作用效果。 若为若为正功正功，表明该力，表明该力促进促进了物体的运动，动力做功；了物体的运动，动力做功； 若为若为负功负功，表明力，表明力阻碍阻碍物体的运动，阻力做功。物体的运动，阻力做

5、功。lllWF l cos0 时，时，cos0，W0表示力对物体做正功表示力对物体做正功2= 时，时，cos=0，W =0表示力对物体不做功表示力对物体不做功2 时，时，cos0，W0表示力对物体做负功表示力对物体做负功2某力对物体做负功，往往说成某力对物体做负功，往往说成“物体克服某力做功物体克服某力做功”（取绝对值），两种说法的意义是等同的。（取绝对值），两种说法的意义是等同的。 在斜面上由静止开始下滑的物体（所有接在斜面上由静止开始下滑的物体（所有接触面都光滑）物体受到的各力是否做功？做正触面都光滑）物体受到的各力是否做功？做正功还是做负功？功还是做负功？ SFNmg三、外力的总功三、外

6、力的总功 当物体在几个力的共同作用下发生一段位当物体在几个力的共同作用下发生一段位移移l时，这几个力对物体做的总功，等于各分时，这几个力对物体做的总功，等于各分力分别对物体所做功的代数和，也等于这几力分别对物体所做功的代数和，也等于这几个力的合力对物体所做的功。个力的合力对物体所做的功。W总总=W1+W2+W3+Wn注意：各力必须对应同一段位移注意：各力必须对应同一段位移（1 1）合力的功等于各分力所做功的代数和，即）合力的功等于各分力所做功的代数和，即（2 2）先求出合力，然后求总功，表达式为）先求出合力，然后求总功，表达式为W总总 =F合合l cos （ 为合力与位移方向的夹角）为合力与位

7、移方向的夹角）v0m问题一：滑动摩擦力一定做负功吗问题一：滑动摩擦力一定做负功吗? ?SMSmv0m滑动摩擦力滑动摩擦力f f对对m m做负功做负功 W1=- f Sm滑动摩擦力滑动摩擦力f f对做正功对做正功 W W2 2= f S= f SM M一对滑动摩擦力对两个物体作功之和必定一对滑动摩擦力对两个物体作功之和必定为负功为负功-系统摩擦力做功系统摩擦力做功 四、摩擦力做功情况讨论四、摩擦力做功情况讨论FA A和和B B相对静止相对静止, ,一起加一起加速运动速运动静摩擦力对静摩擦力对A A做负功做负功L静摩擦力对做正功静摩擦力对做正功L一对静摩擦力对两个物体作功之和必定为零一对静摩擦力对

8、两个物体作功之和必定为零每一小段，就可利用公式每一小段，就可利用公式W=FccosW=Fccos计算功。再把计算功。再把所有的功都加起来，就是变力整个过程所做的功。所有的功都加起来，就是变力整个过程所做的功。五五. .变力做功变力做功每小段都足够小每小段都足够小直线直线经过时间足够短经过时间足够短恒力恒力处理：处理：1.1.微积分初步方法微积分初步方法1 12 2F F. . . . .1 12 23 34 4【例例】质量为质量为40kg40kg的物体，在一个水平力的作用下，沿的物体，在一个水平力的作用下，沿直径为直径为40m40m的水平圆形轨道匀速运动一周，若物体与轨的水平圆形轨道匀速运动一

9、周，若物体与轨道间动摩擦因数为道间动摩擦因数为0.5, 0.5, 求水平外力在此过中做功多少？求水平外力在此过中做功多少？解：解：在圆周上取一小段在圆周上取一小段L L1 1，物体做匀速直线运动，物体做匀速直线运动外力等于摩擦力外力等于摩擦力 F=mg=200NF=mg=200N外力做功外力做功 W W1 1=F=FL L1 1总功总功 W=WW=W1 1+W+W2 2+ + +Wn=F( +Wn=F(L L1 1+ +L L2 2+ + + +Ln)Ln) =F2R =F2R =8 =810103 3 J J同理同理 W W2 2=F=FL2L2 2.2.平均力法：平均力法： 若变力大小随位移是线性变化，且方向不变时，可将变力若变力大小随位移是线性变化，且方向不变时，可将变力的平均值求出后用公式的平均值求出后用公式如弹簧的弹力做功就可以用此法计算如弹簧的弹力做功就可以用此法计算3.3.利用利用F-SF-S图