4.1功 课件 高一物理 （教科版2019必修第二册）

第四章

机械能及其守恒定律第一节

功做功与能量的转化起重机提起货物，拉力做功，重力势能增大机车牵引车厢加速行驶，牵引力做功，动能增加手握弹簧，压力做功，弹性势能增加做功总是与能量的变化密切相关，做功的过程就是能量变化的过程

xFFNNGGWF=？WG=？WN=？一、功的计算公式(1)

力与位移方向垂直W=0

？

FαF1F2xW2=0

Fαxx∥x⊥x∥=xcosα

x⊥=xsinα

分解位移:2.单位：焦耳，简称焦，符号是J1J=1N×1m=1N•m

定义：力对物体所做的功等于力的大小、位移的大小、力和位移夹角的余弦这三者的乘积l——物体对地位移大小α——力和位移的夹角，0≤α≤1800F——某个恒力恒力做功注意：功是标量、过程量公式只适用恒力做功做功的两个因素，二者具备同时性:①

力;②在力的方向上发生位移（力作用点的位移）

问题1：

例如运动员用50N的力将蓝球水平扔出，蓝球在空飞了2m被截住，则运动员对蓝球做的功是100J。对吗？GF推vGv做功F不做功出手瞬间对球做功α角是“力的方向和位移方向的夹角”，而不一定是题目中已知的角；

αxFαxFαxFαxFFFlμ=0FFlμ≠0lFF问题3.下列三种情况下，拉力F对物体做的功分别是多少：①用力F拉动物体m在光滑水平面上加速移动l；②用力F拉动物体2m在粗糙水平面上匀速移动l；③用力F拉动物体m沿斜面向上减速移动l力对物体做功的多少，只与F、x、有关，与其它因素无关

问题4：如图所示，木块A放在木块B的左端，用恒力F将A拉至B的右端，第一次将B固定在地面上，F对A做功为W1，第二次让B可以在光滑的地面上自由滑动，F对A做功为W2，比较两次做功，应有(

)A．W1<W2

B．W1＝W2C．W1>W2

D．无法比较在计算功时，位移都是以地面为参照系的A1.做功的两个因素，二者具备同时性:

力、在力的方向上发生位移（力的作用点的位移）2.公式只能用于求恒力的功3.α角是“力的方向和位移方向的夹角”，而不一定是题目中已知的角；4.力对物体做功的多少，只与F、x、有关，与其它因素无关

5.在计算功时，位移都是以地面为参照系的对功的理解(一)二、正功和负功W=Flcosα①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，即力F不做功。例如，物体在水平桌面上运动，重力G和支持力FN都与位移方向垂直，这两个力都不做功。lW=Flcosα②当0＜α＜π/2时，cosα＞0，W＞0，这表示力F对物体做正功；l例如，人用力拉车前进时，人的拉力F对车做正功。动力能量↑③当π/2＜α≤π时，cosα＜0，W＜0。这表示力F对物体做负功。④当α=0时，cosα=1，即W=Fl。

W=Flcosα例如，要使运动的小车减速时，人向后拉车的力F对车做负功。l阻力能量↓二、功的正负αcosαW物理意义α=π/20≤α＜π/2π/2＜α≤πcosα=0cosα＞0cosα＜0W=0W＞0W＜0功的正负表示所作用的力是动力还是阻力：动力对物体做正功，阻力对物体做负功）W=Fx

cosααFxαF某力对物体做负功，往往说成“物体克服某力做功”（取绝对值），两种说法的意义是等同的。1.功的正负不代表方向，功是标量，没有方向。2.功的正负不代表大小，不能说“正功大于负功”。功的大小指绝对值对功的理解(二)思考讨论：力F1对物体做了20J的功，力F2对物体做了－100J的功，F1、F2哪一个力对物体做的功多？3.功的正负代表力是动力还是阻力。W总=W1+W2+W3+••••••1、功是标量，所以合力的功（即总功）就等于各分力做功的代数和：

2、力是矢量，故可以先求合力，再求合力做的功：三、求合力的功还有其他方法？？四、变力做功的计算4.用微元法求功功的公式只能计算恒力做功，若一个力的大小不变，只改变方向时，可将运动过程分成很多小段，每一小段内F可看成恒力，求出每一小段内力F做的功，然后累加起来得到整个过程中变力所做的功.例如物体在水平面上做曲线运动，所受摩擦力大小为μmg，路程为s，采用微元法求摩擦力做的功：W1＝－μmgΔs1W2＝－μmgΔs2W3＝－μmgΔs3……W＝W1＋W2＋W3＋…＝－μmg(Δs1＋Δs2＋Δs3＋…)＝－μmgs5.化变力为恒力变力做功直接求解时，通常都比较复杂，但若通过转换研究的对象，有时可化为恒力做功，用W＝Flcosα求解，此法常常应用于轻绳通过定滑轮拉物体的问题中.

在多年前的农村，人们往往会选择让驴来拉磨把谷物磨成面，假设驴对磨杆的平均拉力为600N，半径r为0.5m，转动一周为5s，则A.驴转动一周拉力所做的功为0B.驴转动一周拉力所做的功为650πJC.驴转动一周拉力的平均功率为120πWD.磨盘边缘的线速度为0.1πm/s例3√一、功的计算W=Fxcosα二、正功、