高中物理-功教学课件设计

7·2功第七章机械能守恒定律功的概念起源于早期工业发展的需要Coriolis·GustaveGaspard科里奥利19世纪20年代，法国数学家、工程学家、科学家科里奥利最早研究一般意义上的机器，并将“力在一定距离内对物体的效果”称为功。1829年，他发表了《机器功效的计算》一书，在书中明确提出了功的概念。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。如果在力的作用下，物体的能量发生了变化，则这个力对物体做了功。初中：力与物体在力的方向上通过的距离的乘积，是一个有物理意义的量，在物理学中，我们把这一乘积称为机械功，简称功。用W表示功，F表示力，s表示物体在力的方向上通过的距离，则功的公式为：W=Fs高中：如果一个物体受到力的作用，并且在力的方向上发生位移，物理学中就说这个力对物体做了功。功的概念如图1所示，物体在力F的作用下沿力的方向移动，位移为S，拉力F对滑块是否做了功？滑块所受的重力mg对滑块是否做了功？桌面对滑块的支持力N是否对滑块做了功？做功的两要素：力和力的方向上的位移拉力做功了吗？F如图所示，一个物体在与水平面夹角为α、大小为F的力作用下沿着水平方向运动，位移为l，则力对物体所做的功是多少？lαFα功的计算FF1F2α

可以把力F分解为两个分力；跟位移方向一致的分力F1，跟位移方向垂直的分力F2，设物体在力F的作用下发生的位移的大小是l，则分力F1所做的功等于F1l。分力F2的方向跟位移的方向垂直，物体在F2的方向上没有发生位移，F2所做的功等于0。方法（一）因此，力F对物体所做的功W等于F1l，F1=Fcosα,所以：W=FlcosαFαFαll2l1

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方法（二）

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。功的一般计算公式

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•m1.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什么运动无关；4.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。对公式的理解(一)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。公式应为W=|F|·|l|cosα。可见W的正负取决于cosα的正负，也就是α的大小。

由于功是标量，W的正负并不表示功有方向。对公式的理解(二)

（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。

（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。sαF

（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”。对负功的理解α取值cosαW含义α=01W=Fl力对物体做正功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FNv

一辆质量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°F2l方法1：解：拉力F1对小车所做的功为：W1=F1l

cosα1=F1l

cos37°摩擦力F2对小车所组的功为：W2=F2l

cosα2=F2l

cos180°外力对小车所做的总功W等于W1和W2的代数和：W=W1+W2=F1lcos37°+F2lcos180°=16J+（-8.4J）=7.6JF137°F2FNGF1yF1xv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lcos0°=（F1cos37°-F2）lcos0°=F1lcos37°–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。总功的求法训练展示题号456（1，2）6（3，4）展示史熙熙李豪杰李泽恺郭瑛琪点评岳书冰秦玉瑶季书贤陈浩淇1、做功的因素：力和物体在力的方向上发生的位移；2、功的公式：W=Flcosα

力对物体所