高一物理必修2-功课件

１能量和功付加林7.1追寻守恒量势能:相互作用的物体凭其位置而具有的能量叫势能。动能:物体由于运动而具有的能量叫动能。问题：各种能量是怎样转化的呢？货物在起重机拉力的作用下

重力势能增加了列车在机车的牵引力作用下

动能增加了握力器在手的压力下

弹性势能增加了能量力如果物体在力的作用下能量发生了变化，这个力一定对物体做了功。1、功和能货物在起重机的拉力作用下重力势能增加了列车在机车的牵引力作用下动能增加了握力器在手的压力作用下弹性势能增加了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。2、功的概念做功是力的作用在空间位移上逐渐累积的过程。Fl3、做功的两个不可缺少的因素1.作用在物体上的力2.物体在力的方向上发生的位移FFl起重机提起货物，货物在起重机拉力的作用下发生一段位移。列车在机车牵引力的作用下发生一段位移。弹簧在手的压力下发生形变，产生了一段位移。思考与讨论如果起重机提着货物静止不动，拉力对货物是否做功了？如果提着货物水平运动，拉力是否做功了？思考与讨论陷在雪地里的汽车，人不管怎样用力，都推不动，人的推力对汽车是否做功了？火车在平直轨道上运动，铁轨对火车的支持力和火车的重力做不做功？二、功的计算FFl在光滑的水平地面上，物体M在水平力F的作用下发生了一段位移l。问题1、物体受力情况和各力的做功情况如何？

问题2、力F做了多少功？M在物理学中，如果力的方向与物体运动的方向一致，功就等于力的大小与位移大小的乘积。用F表示力的大小，用l表示位移的大小，用W表示力F所做的功，则有：W=Fl如果力的方向与位移方向一致。FFlM二、功的计算FF问题3：当拉力与水平方向的夹角为α时，此时拉力F做的功应该是多少呢？lαα4、功的公式FαF1F2FαL4、功的公式F1F2FαLWF2=0WF=WF1F1=Fcosα=F1L=FLcosα功的一般计算公式因此，力F对物体所做的功W等于F1l

，而F1=Fcosα。所以：W=FlcosαFFF1F2F1F2ααlFαFαll2l1将位移沿力的方向和垂直于力的方向分解，分别为l1和l2。此时力F做的功W=Fl1。因为l1=lcosα，所以，W=Flcosα研究方法（二）FFF1F2F1F2力对物体所做的功，等于力的大小、位移的大小、力和位移的夹角的余弦这三者的乘积。ααl功的一般计算公式表示W力对物体所做的功焦耳（J）单位公式中各物理量的含义及单位功是一个标量。在国际单位制中单位是焦耳，简称焦，符号是J。

1J等于1N的力使物体在力的方向上发生1m的位移时所做的功。1J=1N×1m=1N•m表示表示lα恒力F与位移l两个矢量方向之间的夹角恒力F作用的物体的位移米（m）单位对功的公式的理解1.公式只能用于求恒力的功，如果力是变力，无论力的大小变化，还是力的方向变化，都不能直接用该公式求解；2.α角是“力的方向和位移方向的夹角”，而不是题目中的某一个以α命名的角；3.功与物体受力后通过这段位移做运动状态无关；4.公式中位移l的相对性：同一物体的运动，相对于不同的参照系，位移是不同的，故为避免结果的“不确定性”在计算功时，位移都是以地面为参照系的。如图表示物体在力F的作用下在水平面上发生了一段位移l，计算这种情形下力对物体做的功。设这种情形下力和位移分别为：F=10N，l=2m。角θ的大小如图。lθFvθ=６0°

解：拉力F对物体所做的功为：W=Flcosα＝10×2×0.5Ｊ＝10Ｊ如图表示物体在力F的作用下在水平面上发生了一段位移l，计算这种情形下力对物体做的功。设这种情形下力和位移分别为：F=10N，l=2m。角θ的大小如图。lθFvlθ=120°问题4：矢量的正、负表示的是方向。功是标量，它的正、负表示什么意思呢？解：拉力F对物体所做的功为：W=Flcosα=10×2×(-0.5)J=-10Jθvθ=120°现在我们讨论一下一个力做功时可能出现的各种情形。四、正功和负功公式中的F和l分别指“力的大小”和“位移的大小”，即公式中F和l恒取正值，公式应写作W=|F|·|l|cosα。可见W的正负取决于cosα的正负，也就是α的大小。W的正负并不表示功有方向。情形（一）（1）当α=π/2时，cosα=0，W=0。这表示力F的方向跟位移l的方向垂直，力F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，这两个力不做功。W=Flcosα情形（二）（２）当α＜π/2时，cosα＞0，W＞0。这表示力F对物体做正功．力F对物体产生位移有一定的贡献。（动力做功）sαFv如人用力拉车前进时，人的拉力Ｆ对车做正功。xαF情形（三）（３）当π/2＜α≤π时，cosα＜0，W＜0。这表示力F对物体做负功．F对物体产生位移起着阻碍的作用。（阻力做功）α如推着小车跑动的人，到达目的地减速时，人向后拉车的力Ｆ对车做负功．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”。汽车关闭发动机以后，在阻力的作用下逐渐停下来，阻力对汽车做负功，可以说成“汽车克服阻力做功”。α取值cosαW含义０≤α＜π/2>0W=Flcosα力对物体做正功α=π/20W=0力对物体不做功π/2＜α≤π<0W<0力对物体做负功在日常生活中，一个物体往往是在几个力的共同作用下发生一段位移时，那么如何计算这几个力对物体所做的总功。思考与讨论F阻GF拉FN例题:一个质量ｍ＝2kg的小车，受到与水平方向成37°角斜向上方的拉力F1=10N，在水平地面上移动的距离l=2m。小车与地面间的摩擦力F2=4.2N。求外力对小车所做的总功。F137°F2lF137°F2FNGF1yF1x受力分析v方法1：解：拉力F1对小车所做的功为：W1=F1l

cosα1=F1l

cos37°=16J摩擦力F2对小车所组的功为：W2=F2l

cosα2=F2l

cos180°=-8.4J外力对小车所做的总功W等于W1和W2的代数和：W=W1+W2=16J+（-8.4J）=7.6J方法2：解：小车所受到的合力为：F合=F1x―F2=F1cos37°–F2外力对小车所做的总功为：W=F合l

cos0°=（F1cos37°–F2）l

cos0°=F1l

cos37°–F2s=16J+（-8.4J）=7.6Jv

方法1：求出各个力所做的功，则总功等于各个力所做功的代数和。注意要代入功的正、负号。

方法2：先求出各个力的合力，则总功等于合力所做的功。总功的求法归纳总结一、做功的因素：力和物体在力的方向上发生的位移。二、功的公式：W=Flcosα力对物体所做的功，等于力的大小、位移的大小、力和位移的夹角的余弦这三者的乘积。三、功的国际单位：焦耳。功是标量四、功的正、负。五、总功的求法：（1）求出各个力所做的功，则总功等于各个力所做功的代数和。（2）先求出各个力的合力，则总功等于合力所做的功。练习1、如图，质量为m的物体沿倾角为θ的粗糙斜面下滑了一段距离l，物体与斜面间的动摩擦因数为μ，试求物体下滑过程中所受各力对物体所做的功以及这些力所做的总功。练习2、如图，质量为m的物体静止于倾角为θ的斜面体上，当斜面受力后，物体随斜面一起沿水平面匀速移动距离l，在这过程中物体所受各力对物体做的功分别是多少？物体所受斜面的力做功是多少？合外力做的功是多少？练习3、如图，一个质量为m=2kg的物体，受到与水平方向成37º角斜向下方的推力F=10N的作用，在水平地面上移动了距离l1=2m后撤去推力，此后物体又滑行了l2=1.6m的距离后