高一物理必修2-功课件

第一节功

一质量m=10kg的物体放在光滑的水平面，在受到一水平向右的拉力F=10N作用下从静止开始运动，求5s末物体的速度。复习：FFxv观察下面三张图片，回答问题。举起杠铃过程中，什么力对杠铃做功？能量怎样变化？人对杠铃的举力做功，人体内的化学能转化为对杠铃的重力势能。人在下滑时，什么力对人做功，能量怎么转化?人受的重力和摩擦力对人做功。人的重力势能减少，动能增加，摩擦力做功还要产生内能。箭射出时，什么力对人做功，能量怎么转化?弹力对箭做功。弓和弦的弹性势能转化为箭的动能。

能量是物质运动的量化转换,是用以衡量所有物质运动规模的统一的客观尺度。

世界万物是不断运动着的，在物质的一切属性中，运动是最基本的属性，其他属性都是运动属性的具体表现;

物质的运动形式是多种多样的，对于每一个具体的物质运动形式存在相应的能量形式，能量分为机械能、分子内能、电能、化学能、原子能、内能等。如果一个物体对另一个物体做功，我们就说这个物体具有能量。物体做功的过程就是能的转化过程。一个物体对外做了多少功，它的能量也就减少了多少。功只是度量能量转换的一种工具。一、功是能量转化的量度FL力与位移方向相同，力做功只有力，没有位移，故力不做功FFL力与位移方向垂直，故力不做功F物体静止有力有位移,拉力做功回顾、力做功的必要因素思考:在什么条件下说力对物体做功呢？2、功的概念

如果一个物体受到力的作用,并且在力的方向上发生了位移,我们就说这个力对物体做了功.结论1：1、力做功的两个必要因素：

力和物体在力的方向上发生的位移探究1：推导功的表达式.FFl

在光滑的水平地面上，物体M在水平恒力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

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？FFlααlFFFαFαFα分析：根据力的等效性原理,可以把计算F做功的问题转化为分别求F1和F2做功的问题W1=F1l=FCOSαlW2=0∵W=W1+W2∴W=Fl

COSα

拉力F做的功W=？F2F1思考若将位移l分解,结果如何?Fll1l2α90。l1=lcosαl2=lsinαW1=Fl

1=Flcos

αW2=0W=Flcos

α1、公式：W=Flcosα力对物体所做的功，等于力的大小、位移的大小、力与位移夹角余弦这三者的乘积二、功的计算：2、单位国际单位：焦耳（焦）单位符号：J１Ｊ＝１Ｎ×１m=1N·mlfL=2m，m=2kg，μ=0.1，求W=?a、功一定要指明是哪个力对物体做的功b、力必须是恒力3、理解：思考一同学在操场上踢球，飞起一脚用50N的力将球踢出，球在操场上滚了20m时,关于脚对球做功下列说法中正确的是A．０JB.1000JC.无法求出C、注意：公式中的F和L必须具备同时性C4、功是标量只有大小，没有方向议一议3)功是一个过程量还是一个状态量？1)如果F是一个变力，能否继续W=FLcosα求F所做的功？2)若水平面是粗糙的或滑块做变速运动时，力F所做的功会改变吗？不能不会过程量，因为它必须对应一段时间或一段位移正功和负功探究2W＝Flcosα0≤α≤时，cosα＞0，W＞0表示力对物体做正功π2α=时，cosα=0，W=0表示力对物体不做功π2

＜α≤π时，cosα＜0，W＜0表示力对物体做负功π2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。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对物体做负功正功的意义是：力对物体做正功，表明此力的效果是促进物体的运动，是动力。负功的意义是：力对物体做负功，表明此力的效果是阻碍了物体运动，是阻力。三、正功和负功：一个力对物体做负功，也可说成物体克服这个力做了功（正值）例题一个质量m=150kg的雪橇，受到与水平方向成θ＝37°角斜向上方的拉力F=500N，在水平地面上移动的距离l=5m。物体与地面间的滑动摩擦力F阻=100N。求外力对物体所做的总功。

解析：拉力F对物体所做的功为

W1=Flcos37°=2000J。摩擦力F阻对物体所做的功为

W2=F阻lcos180°=-500J。外力对物体所做的总功

W=W1＋W2=1500J。（另解：先求合力，再求总功）注意1.功是标量，但有正负。正负只表示做功的力的效果功的正负决不表示方向也不表示大小。即：表示动力或阻力做功。比较－8J的功与5J的功谁大？2.总功等于各个力对物体所做功的代数和，也就是合力对物体所做的功。课堂练习：1.关于功的论述，下列说法中正确的是：A、大力做的功多。B、+5J的功比-5J的功多C、物体加速运动时的功比减速运动时的功多。D、-5J的功比0J的功多。(D)F2.如图所示，质量为m的物体受到与水平方向成α的力F作用下，在水平面上发生的位移为L，物体与支持面的滑动摩擦力为f，问：（1）物体受到哪些力的作用？（2）各力对物体所做的功分别是多少？GNf竖直方向：N和GWG=WN=0WF=FLcosαWf=fLcosπ=

－fLL请问：这些力所做的总功是多少呢？αW总=WG+WN+WF+Wf

=FLcosα+（－fL

）=(Fcosα-f)L=

F合L

一物体静止在光滑水平面上，受到两个力做直线运动，F1=3N，F2=4N，做功分别为W1=9J，W2=16J，求（1）对物体所做的总功。（2）物体合力做的功。F2F1W总=W1+W2=25JW合=F合L=5×5J=25JW总=W合F合L1L2L=5m方法二：

先求出合外力F合，再利用W合=F合lcosα求出合外力的功方法一：

先求出各力的功，再利用合外力的功等于物体所受各力的功的代数合求出

W合=W1+W2+W3+…结论：几个力对一个物体做功的代数和，等于这几个力的合力对这个物体所做的功四、合外力做功的求法练一练如图，已知物体质量m，斜面质量M，斜面倾角θ,物体与斜面间的动摩擦因素μ，物体与斜面保持相对静止。现使斜面在水平面上向左匀速运动

l的位移，讨论物体所受各力是否做功，做正功还是做负功？ＧfFN若使斜面向右匀速运动l的位移,则以上三小问的结果又该怎样?ααＧfFNＧfFNl

求做功的一般思路：1)先明确是哪个力做功；2)再看看该力方向与物体运动方向的关系；3)然后在明确该力F大小、物体位移L大小下：①直接用公式法！②先将力分解后，再用公式计算！

分力方向垂直于运动方向分力方向与运动方向在同一直线上注意：1）提到功，须明确是哪个力做功！2）在怎样的情况下力F不做功？3）怎样判断某力做功的正负？4）功是标量！但有正负！5）功是一个过程量！6）W=FLcosθ应用的另一思路：先将F分解后计算（一个方向沿运动方向；另一方向垂直运动方向）F=0;L=0;F⊥L看F与L的方向关系！小结