【高中物理】功和功率（第1课时：功）高一物理同步备课系列（人教版2019必修第二册）

功和功率第一课时：功010203目录正功和负功拓展学习功04总结提升温故知新起重机竖直提升重物时，重物运动的方向与力的方向一致，则力对物体做的功为力的大小与重物移动距离的乘积。W=Fl

F

l温故知新功的定义：如果一个物体受到力的作用，并且在这个力的方向上通过一段位移，我们就说这个力对物体做了功。FlF（1）作用在物体上的力（2）物体在力的方向上通过的位移

做功的两个条件：温故知新1.当力F和位移l

同向时：FlF2.当力F和位移l垂直时：W=F·0W=Fl

FlF问题与思考更普遍的情形是物体运动的方向与力的方向不一致，例如马拉雪橇时拉力方向和雪橇运动方向间有一个角度。这时应当怎样计算功呢？Fα第一部分：功一、用分解力的方法求功lFFαFαFαW2=0

F2F1当力F和位移

l

成α时：WF1=F1·lWF2=F2·0二、用分解位移的方法求功Fll1l2αl1=lcosαl2=lsinαW1=Fl

1=FlcosαW2=0除了分解力以外还可以分解位移:W=Flcosα在力方向发生的位移三、功1.公式：W=Flcosα力对物体所做的功，等于力的大小、位移的大小、力与位移夹角的余弦这三者的乘积。2.国际单位:

焦耳（简称：焦

——符号：J）１Ｊ＝１Ｎ×１m=1N·m3.功是标量，没有方向，但有正负。（1）功是过程量，对应一段时间或位移是力对空间的积累效果；故计算功时一定要指明是哪个力在哪个过程对物体做的功。４.说明（2）公式W=Flcosα只适用于计算恒力的功，l是物体的位移，不是路程。ＦmMl三、功四、三种不同的情况下的做功1.物体在水平力Ｆ作用下沿光滑水平面加速运动L；2.物体在水平力Ｆ作用下沿粗糙水平面匀速移动L；3.物体在沿斜面向上的力Ｆ作用下减速上移L；μ=0lllμ≠0力做功只与F、L和α有关,与是否有受其它力，物体运动状态等其他因素无关。五、找力与位移夹角的方法方法：将力、位移矢量的箭尾移到同一个作用点上。lFlFlF六、辨认力与位移的夹角夹角：α夹角：π-α夹角：α夹角：π-α

F

乙

l

α

α

αF甲F

α

lF

l

l第二部分：正功与负功一、阅读课文

完成下表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对物体做正功表示力F对物体做负功W=Flcosα二、正功和负功

1.正负不表示方向，也不表示大小。负功的物理意义:正功的物理意义:表示该力是动力；表示该力是阻力。F1AF2B如：－8J>5J2.某力做多少负功，也可说成“物体克服该力做多少功”（取绝对值）。vf=5Nl=2mAB三、总功的计算【例题】一个质量m＝150kg的雪橇，受到与水平方向成37°角的斜向上方的拉力F=500N，在水平地面上移动的距离为5m，物体与地面间的滑动摩擦力f＝100N，cos37°＝0.8。求（1）各个力对物体所做的功（2）各个力对物体做功的代数和（3）物体所受的合力（4）合力对物体做的功【解析】（1）拉力在水平方向的分力为Fx＝Fcos37°WF＝Fxl＝Flcos37°＝2000J阻力与运动方向相反:Wf＝flcos180°＝－500J,WN＝Wmg＝0（2）力对物体所做总的代数和，即W＝WF+Wf

+WN+Wmg＝1500J（3）F合=Fx-f＝300N（4）W合＝F合l＝300N×5m＝1500JVFNlF三、总功的计算四、求总功的两种方法1.分别求出每个力所做的功，然后求出所有功的代数和。即：2.先求出物体所受的合力，然后再求出合力的功，即：W总=F合Lcosα第三部分：拓展学习一、作用力与反作用力做功思考：作用力和反作用力做功一定是大小相等,正负相反吗?如果不是，那他们的做功情况有哪些？SNSN作用力和反作用力做功，其大小不一定相等，正负也不一定相反。v0v0m思考：滑动摩擦力一定做负功吗?MLMLmMv0m滑动摩擦力可以做正功，也可以做负功，还可以不做功。二、滑动摩擦力做功三、静摩擦力做功FAB思考：静摩擦力一定不做功吗?如图，A和B相对静止,一起加速运动静摩擦力对A做负功：Ｗ＝－ＦL静摩擦力对Ｂ做正功：Ｗ＝ＦL

静摩擦力可以做正功，也可以做负功，还可以不做功。但一对静摩擦力做功之和必定为零。第四部分：总结提升课堂小结做功的条件：作用在物体上的力；物体在力的方向上移动的位移功的计算：W=Flcosα功是标量，但有正负。正负只表示做功的力的效果,功的正负不表示方向，也不表示大小。总功等于各个力对物体所做功的代数和。功课堂练习【练习1】一个物体在两个力F1、F2的共同作用下发生了一段位移，做功分别为W1=8J、W2=-8J，下列说法正确的是（）A．这两个力大小相等

B．这两个力做的总功为0JC．这两个力的功率不相等 D．F1比F2做的功多【参考答案】B课堂练习【练习2】(多选)一个25kg的小孩从高度为3.0m的滑梯顶端由静止开始滑下，滑到底端时的速度为2.0m/s。取g=10m/s2，关于力对小孩做的功，以下结果正确的是（）A．合外力做功50JB．克服阻力做功700JC．重力做功500JD．支持力做功50J【参考答案】AB课堂练习【练习3】如图所示，甲、乙两名学生的质量都是m，当他们分别以图示的路径登上高h的阶梯顶端A时，他们的重力做功情况是（）A．甲的重力做功多B．乙的重力做功多C．甲、乙的重力做功一样多D．无法判断【参考答案】C课堂练习【练习4】两个互相垂直的力F1和F2作用在同一物体上，使物体运动。物体通过一段位移，力F1对物体做8J，力F2对物体做功6J，则力F1与F2对物体做的总功为（）A．14J B．2JC．10J D．7J【参考答案】A课堂练习【练习5】如图所示，水平板上有质量m=1kg的物块，受到随时间t变化的水平拉力F作用，用力传感器测出相应时刻物块所受摩擦力Ff的大小。取g=10m/s2，则下列判断正确的是（）A．5s内拉力对物块做功为零 B．4s末物块所受合力大小为1.0NC．物块与木板之间的动摩擦因数为0.3 D．物块先处于静止状态，后做匀速运动【参考答案】C课堂练习【练习6】水平面上有一固定斜面，一质量为m的物块从斜面顶端A处下滑到底端并滑上水平面，最后停在B处。已知全程动摩擦因数为μ，物块初末位置的水平距离为L，如图所示。则整个过程克服摩擦力做功为（  ）A．等于μmgL B．大于μmgL C．小于μmgL D．以上皆有可能【参考答案】A课堂练习【练习7】(多选)如图所示，质量m=10kg的物体在F=100N斜向下的推力作用下，沿水平面以v=1m/s的速度匀速前进x=1m，已知F与水平方向的夹

角。取g=10m/s2，则（）A．推力F做的功为 B．推力F的功率为100WC．物体与水平面间的动摩擦因数为 D．物体克服摩擦力做功为50J【参考答案】AC课堂练习【练习8】如图所示，工人