物理7.2《功》(新人教版必修2)2省名师优质课赛课获奖课件市赛课一等奖课件

高中物理新人教版必修２系列课件第1页7.2《功》第2页教学目标（一）知识与技能了解功概念并会利用功定义式求解功。（二）过程与方法了解正负功含义，并会解释生活实例。（三）情感、态度与价值观功与生活联络非常亲密，经过探究功来探究生活实例。★教学重点了解功概念及正负功意义。★教学难点利用功定义式处理相关问题。★教学方法 教师启发、引导，学生自主阅读、思索，讨论、交流学习结果。★教学工具计算机、投影仪、CAI课件、录像片第3页一、功概念1.定义：物体受到力作用，并在力方向上发生一段位移，就说力对物体做了功.2.公式：W=Fscosα，其中α为F与s夹角，F是力大小，s普通是物体相对地面位移，而不是相对于和它接触物体位移.3.应用中注意点①公式只适合用于恒力做功②F和S是对应同一个物体；③恒力做功多少只与Ｆ、Ｓ及二者夹角余弦相关，而与物体加速度大小、速度大小、运动时间长短等都无关，即与物体运动性质无关，同时与有没有其它力做功也无关。第4页4.物理意义：功是能量转化量度.5.单位：焦耳(J)1J=1N·m.6.功是标量，没有方向、不过有正负,正负表示能量转化方向.表示物体是输入了能量还是输出了能量.①当0≤α＜90°时W＞0，力对物体做正功；若物体做直线运动，由力和位移夹角来判断较方便。②当α=90时W=0，力对物体不做功；③当90°＜α≤180°时，W＜0，力对物体做负功或说成物体克服这个力做功.若物体做曲线运动，利用力和速度夹角来判断做。①０≤α＜９０Ｏ时，力对物体做正功；②α＝９０Ｏ时，力对物体不做功。③９０Ｏ＜α≤１８０Ｏ时，力对物体做负功（或物体克服力做功）。第5页7.协力功——有两种方法：（1）先求出协力，然后求总功，表示式为（

为协力与位移方向夹角）（2）协力功等于各分力所做功代数和，即第6页例1.重30N物体在大小为20N、方向与地面成30°角拉力作用下沿光滑水平面前进3m，则合外力对物体做了

J功.第7页练习1.在光滑水平面和粗糙水平面上各放一质量不一样木块，在相同拉力作用下，经过相同位移，拉力对木块做功()A.在光滑水平面上较多B.在粗糙水平面上较多C.一样多D.由小车运动所需时间决定C第8页例2、质量为m物块放在光滑水平面上,绳一端固定，在绳另一端经动滑轮用与水平方向成α角、大小为F力拉物块，如图示，将物块由A点拉至B点，前进S，求外力对物体所做总功有多大？FαABs解一：注意W=FScosα中S应是力作用点位移,当物体向右移动s时，力F作用点现有水平位移S，又有沿绳向位移S，合位移为S合，FαAssS合S合=2Scosα/2W=FS合cosα/2=FS(1+cosα)解二：外力对物体所做总功等效于水平绳和斜绳上两个力做功代数和FFα∴W=FS+FScosα=FS（1+cosα)第9页﹚

ABF2F1练习2.如图所表示，物体受到二个水平恒力F1和F2相作用，F1和F2互垂直，物体沿光滑水平面从A点运动到B点过程中，位移为S，AB连线与F1间夹角为

，则下面关于外力做功表示式一定正确是：（）(A)(B)(F1+F2)S(C)F1Scos

+F2Ssin

(D)F1Ssin

+F2Scos

为合外力与位移夹角注意：合外力是矢量，本题合外力与位移夹角

难以确定，并不等于（若vA=0时才等于）

用总功等于各力做功代数和求之C第10页二.变力做功对于变力做功不能依定义式直接求解，但可依物理规律经过技巧转化间接求解。1.可用（微元法）无限分小法来求,过程无限分小后，可认为每小段是恒力做功。2.平均力法：若变力大小随位移是线性改变，且方向不变时，可将变力平均值求出后用公式计算。如弹簧弹力做功就能够用此法计算。第11页3.利用Ｆ－Ｓ图像，Ｆ－Ｓ图线与坐标轴所包围面积即是力Ｆ做功数值。4.已知变力做功平均功率Ｐ，则功Ｗ＝Ｐｔ。5.用动能定理进行求解：由动能定理Ｗ＝ΔＥＫ可知，将变力功转换为物体动能改变量，可将问题轻易处理。6.用功效关系进行求解。第12页例3一辆马车在力F=100N作用下绕半径为50m圆形轨道做匀速圆周运动，当车运动一周回到原位置时，车子克服阻力所做功为多少？解：阻力方向时刻在变，是变力做功问题，不能直接由功公式计算。采取微元法解之，将圆分成很多很多小段，在这些小段中，力能够看作恒力，于是Wf=–fΔs1–fΔs2–fΔs3–fΔs4–fΔs5–

……=–fs=–Fs=–100×2πR=–3.14×104JW克=–Wf=3.14×104J第13页

用平均力法.铁锤每次做功都用来克服铁钉阻力做功，但摩擦阻力不是恒力，其大小与深度成正比，F=-f=kx，可用平均阻力来代替.如图(a)例4.用铁锤将一铁钉击入木块，设木块对铁钉阻力与铁钉进入木块内深度成正比.在铁锤击第一次时，能把铁钉击入木块内1cm，问击第二次时，能击入多少深度?(设铁锤每次做功相等)解一：x1x2(a)第一次击入深度为x1，平均阻力F1=1/2×kx1，做功为W1=F1x1=1/2×kx21.第二次击入深度为x1到x2，平均阻力F2=1/2×k(x2+x1),位移为x2-x1，做功为W2=F2(x2-x1)=1/2×k(x22-x21).

两次做功相等：W1=W2.

解后有：x2＝x1=1.41cm.∴△x=x2-x1=0.41cm.第14页解二：用图像法因为阻力F=kx,以F为纵坐标，F方向上位移x为横坐标，作出F-x图像，如图(b)，xF0x1x2kx1kx2(b)曲线下面积值等于F对铁钉做功.（示功图）因为两次做功相等，故有：S1=S2(面积)，即：1/2×kx21=1/2×k(x2+x1)(x2-x1)，解后有：x2＝x1=1.41cm.∴△x=x2-x1=0.41cm.第15页三、各种力做功特点１、重力做功特点（1）重点做功与路径无关，只与物体始末位置高度差相关（2）重力做功大小：W=mg·h（3）重力做功与重力势能关系：WG=－△Ep=Ep1－Ep2另外，做功多少与路径无关力还有：匀强电场中电场力做功，液体浮力做功等.第16页例5两个底面积都是S圆桶，放在同一水平面上，桶内装水，水密度为ρ，两桶间有一细管连通，细管上装有阀门，阀门关闭时，两只桶内水面高度差为h，如图所表示.现在把阀门打开，最终两桶水面高度相等，则在此过程中，重力做功为

.h第17页练习3.挂在竖直墙上画长1.8m，画面质量为100g，下面画轴质量为200g，今将它沿墙迟缓卷起，需做

J功.(g取10m/s2)解：W=mg×1/2×h+Mgh=0.9+3.6=4.5J第18页二.摩擦力做功特点:1.静摩擦力做功特点（1）静摩擦力能够做正功，也能够做负功，还能够不做功。（2）在静摩擦力做功过程中，只有机械能相互转移（静摩擦力起着传递机械能作用），而没有机械能转化为其它形式能．（3）相互摩擦系统内，一对静摩擦力所做功代数和总为零。第19页1.AB两物体叠放在水平面上，保持相对静止一起向右做匀加速运动移动S，则摩擦力f1对A做————功，f2对B做————功。AaBf1f2W1=fSW2=-fSW1+

W2=0正负举例说明:第20页2.小木块置于旋转水平转台上，随转台一起匀速转动，小木块受到摩擦力对木块做————功。f0若小木块随转台一起加速转动而没有相对滑动，则小木块受到摩擦力对木块做————功。正第21页3.AB两物体叠放在水平面上，A物体用线系在墙上，B物体在力F作用下向右运动，则f1对A做————功，f2对B做————功。FBAf1f20负第22页4.正在运动水平传送带上轻轻放一个小木块，小木块受到摩擦力对小木块做——————功。Vf开始物体在摩擦力作用下做匀加速运动，摩擦力对物体做正功。到达速度v后，物体不受摩擦力，做匀速运动，不做功.第23页5.AB两物体叠放在水平面上，A物体在力F作用下在B物体上相对滑动，则f1对A做————功，f2对B做————功。ABFf1f2ΔSS2S1W1=-fS1W2=fS2W1+

W2=f(S2-S1)=-fΔS负正第24页2.滑动摩擦力做功特点：(1）滑动摩擦力能够对物体做正功，也能够对物体做负功，当然也能够不做功。(2）一对滑动摩擦力做功过程中，能量转化有两个方面：一是相互摩擦物体之间机械能转移；二是机械能转化为内能。(3)一对滑动摩擦力总功等于-fΔS式中ΔS指物体间相对位移(4)转化为内能量值等于滑动摩擦力与相对位移乘积,即W=Q（即摩擦生热）.(5）滑动摩擦力、空气摩擦阻力等，在曲线运动或往返运动时等于力和旅程（不是位移）乘积第25页例6.质量为M长板放在光滑水平面上，一个质量为ｍ滑块以速度v沿木板表面从A点滑到B点，在木板上前进了L，而木板在水平面上前进了s，如图，设滑块与木板间动摩擦因数为

求：第26页(1)摩擦力对滑块做功；(2)摩擦力对木板做功；(3)摩擦力做总功；(4)上述过程中机械能转化为内能大小.图6-1-2第27页【解析】分别对滑块和木板进行受力分析，如图所表示.f=mg，f=f′摩擦力对滑块做功为:Wm=-f(s+L)=-mg(s+L)，摩擦力对木板做功为:WM=f′·s=

mg·s，摩擦力做总功为:W=Wm+WM=-mgL，转化为内能大小为:Q=-W=

mgL第28页【解题回顾】摩擦力是阻力(对滑块)时，它所做功是负功；摩擦力是动力(对木板)时，它所做功是正功。我们还体会到摩擦力f和f′即使是一对作用力和反作用力，但它们做功却不一定相等.第29页

练习4.如图所表示，在光滑水平面上放一木板，木板左端放一物体，对物体施加一水平恒力F，将物体由静止开始从木板右端拉出，假如第一次木板被固定在地面上，第二次木板未被固定，则这两种情况下（）(A)摩擦力大小相同(B)F做功相同(C)摩擦产生热相同(D)物体取得动能相同

AFBAFBf1f2f1f2ΔSS2S1AC第30页例7.如图所表示，PQ是固定在水平桌面上固定挡板，质量为m小木块N从靠近P以一定初速度向Q运动，已知物块与桌面间动摩擦因数为μ，P与Q相距为s，物块与Q板碰撞n次后，最终静止于PQ中点，则整个过程摩擦力所做功为多少？（n为自然数）第31页解析：物块与Q板碰撞n次后，最终停在PQ中点，会有两种可能，一个可能是与Q板碰后向P板运动至中点而停顿，设与Q板碰撞n次，则物体运动旅程为（2n一1/2）s，摩擦力所做功为Wf1=μmg（2n-1/2）s第二种可能是物块与Q板碰后再与P板碰撞向Q板运动至中点而停顿，在这种情况下，物体运动旅程为（2n＋1/2）s，摩擦力所做功为Wf2=μmg（2n＋1/2）s，两种情况下，摩擦力对物体均做负功第32页练习5.如图所表示，半径为R孔径均匀圆形弯管水平放置，小球在管内以足够大初速度v0在水平面内做圆周运动，小球与管壁间动摩擦因数为μ，设从开始运动一周内小球从A到B和从B到A过程中摩擦力对小球做功分别为W1和W2，在这一周内摩擦力做总功为W3，则以下关系式正确是（）A．W1＞W2B．W1＝W2

C．W3＝0D．W3＝W1＋W2第33页解析：求某一力对物体所做功值有各种思绪，对于恒力（大小、方向均不变力）做功情况，通常由w＝Fscosα求解．对于变力（尤其是方向发生改变力）做功情况，普通由功效转换关系求解．对于后一个思绪，一定要正确判断哪些力做功，在外力做功过程中，物体（或系统）能量怎样发生改变，改变了多少．小球在水平弯管内运动，滑动摩擦力一直与速度方向相反，做负功，而小球在水平面内圆周运动向心力是由外管壁对小球弹力N提供，因为转动半径R一直不变，摩擦力对小球做负功，小球运动速率逐步减小，向心力减小即N减小，而f＝μN，滑动摩擦力f也减小，即由以下关系：N=Fn=mv2/Rm，R不变，v减小，则N减小，f＝μNN减小，则f减小W=－fπRf减小，则W减小所以W1＞W2W1,W2都为负功，所以W3＝W1＋W2．答案：AD第34页2.弹力做功特点:弹力对物体能够做正功,能够不做功，也能够做负功。第35页例8:如图所表示，小物块位于光滑斜面上，斜面位于光滑水平地面上。从地面上看，在小物块沿斜面下滑过程中，斜面对小物块作用力（）A．垂直于接触面，做功为零B．垂直于接触面，做功不为零C．不垂直于接触面，做功为零D．不垂直于接触面，做功不为零C第36页练习6：一辆小车静止在光滑水平导轨上，一个单摆球用线悬挂在车上，由图示位置无初速释放，则小球在下摆过程中，线对小球拉力做——————功。负第37页

例9.如图示，板长为L，板B端放有质量为m小物体，物体与板动摩擦原因为μ，开始时板水平，若迟缓转过一个小角度α过程中，物体与板保持相对静止，则这个过程中（）A.摩擦力对P做功为μmgLcosα(1-cosα)B.摩擦力对P做功为mgLsinα(1-cosα)C.弹力对P做功为mgLcosαsinαD.板对P做功为mgLsinαPBAPLαDmgfN第38页练习7：一个木箱放置在匀加速上升自动扶梯上，随自动扶梯一起上升，跟扶梯保持相对静止。木箱所受重力对木箱做——————功，木箱所受弹力对木箱做——————功。木箱所受摩擦力对木箱做——————功，aGNf负正正第39页【例10】如图所表示，把A、B两球由图示位置同时由静止释放（绳开始时拉直），则在两球向左下摆动时．以下说法正确是A.绳子OA对A球做正功B.绳子AB对B球不做功C.绳子AB对A球做负功D.绳子AB对B球做正功解析：因为O点不动，A球绕O点做圆周运动，OA对球A不做功。对于AB段，我们能够想象，当摆角较小时．能够看成两个摆长不等单摆，由单摆周期公式就能够看出，A摆将先回到平衡位置．B摆将落后于A摆，AB绳对A球做负功，对B球做正功。答案：CD第40页练习8：质量为m物体A置于粗糙斜面上,斜面位于水平面上，用力推斜面向左匀速移动位移S时，斜面对物体A弹力做功

，斜面对物体A摩擦力做功

。AFθSfNmgmgSsinθcosθ-mgSsinθcosθ第41页3.一对相互作用力做功特点:一对相互作用力能够同时做正功，一对相互作用力也能够同时做负功，一对相互作用力也能够作用力做正功，反作用力做负功，一对相互作用力也能够作用力做正功，反作用力不做功，一对相互作用力也能够作用力做负功，反作用力不做功，

不要认为作用力与反作用力大小相等、方向相反，就一定有作用力、反作用力功数值相等，一正一负．所以作用力与反作用力做功不一定相等，但冲量大小相等．第42页例11：以下列图A、B两辆小车上各放一个强磁铁，各以速度V相向运动，两磁体间相互作用力对A车做-------功,两磁体间相互作用力对B车做-------功NNSSABVV正正若用手按住B车，则相互作用力对A车做正功，对B车不做

功若以下列图A、B两辆小车上各放一个强磁铁，各