【人教版】高中物理必修二：《功》ppt课件优秀.ppt

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1、如果想要知道运动员在举起杠铃的过程中消耗的如果想要知道运动员在举起杠铃的过程中消耗的能量，该怎样测量呢？能量，该怎样测量呢？举起杠铃过程中，什么力对举起杠铃过程中，什么力对杠铃做功？能量怎样变化？杠铃做功？能量怎样变化？箭射出时，什么力对箭做箭射出时，什么力对箭做功？能量怎样变化？功？能量怎样变化？搓手时，什么力对手做功？搓手时，什么力对手做功？能量怎样转化？能量怎样转化？做功与能量的变化做功与能量的变化 功和能是两个密切联系的物理量，即如果功和能是两个密切联系的物理量，即如果物体在力的作用下物体在力的作用下能量能量发生了发生了变化变化，这个，这个力一定对物体做了力一定对物体做了功功。 如果物

2、体受到如果物体受到力力的作用，并在的作用，并在力的方力的方向上向上发生了一段发生了一段位移位移，这个力就对物，这个力就对物体做了功。体做了功。做功的两个要素：做功的两个要素： （1）力；）力； （2）物体在力的方向上发生的位移。物体在力的方向上发生的位移。一、功的概念一、功的概念xFFMxFFFF分析：分析：根据力的等效性原理根据力的等效性原理,可以可以把计算把计算F做功的问题转化为做功的问题转化为分别求分别求F1和和F2做功的问题做功的问题W1= F1x = F COSxW2 = 0W = W1 + W2W = F xCOSF2F1cosFxW 力对物体所做的功，等于力对物体所做的功，等于力

3、的大小、位移的大力的大小、位移的大小、力和位移的夹角的余弦这三者的乘积小、力和位移的夹角的余弦这三者的乘积。FFF1F2F1F2x功的一般计算公式功的一般计算公式 一个质量为一个质量为150kg的物体，受到与水平方向成的物体，受到与水平方向成=37角的斜向右上方的拉力角的斜向右上方的拉力F=500N的作用，的作用，在水平地面上向右移动的距离为在水平地面上向右移动的距离为x=5m，物体，物体与地面间的滑动摩擦力与地面间的滑动摩擦力f=100N，求拉力，求拉力F做的做的功？功？F37fv功的国际制单位：焦耳功的国际制单位：焦耳 （J） 对功的公式的理解对功的公式的理解1.公式只能用于求公式只能用于

4、求恒力恒力的功，如果力是变力，无的功，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；直接用该公式求解；2.一个力对物体做的功与物体受的一个力对物体做的功与物体受的其它力无关其它力无关3.功与物体受力后通过这段位移做功与物体受力后通过这段位移做什么运动什么运动无关无关4. 公式中的力和位移具有公式中的力和位移具有同时性同时性 一个质量为一个质量为150kg的物体，受到与水平方向的物体，受到与水平方向成成=37角的斜向右上方的拉力角的斜向右上方的拉力F=500N的作的作用，在水平地面上移动的距离为用，在水平地面上移动的距离为x=5

5、m，物体，物体与地面间的滑动摩擦力与地面间的滑动摩擦力f=100N，求拉力，求拉力F和滑和滑动摩擦力动摩擦力f做的功？做的功？F37fv问题问题4：矢量的正、负表示的是方向。功的正、：矢量的正、负表示的是方向。功的正、负表示什么意思呢？负表示什么意思呢？ 现在我们讨论一下一个力做功时可能出现的现在我们讨论一下一个力做功时可能出现的各种情形。各种情形。三、正功和负功三、正功和负功cosFxW 公式中的公式中的F和和x分别指分别指“力的大小力的大小”和和“位移位移的大小的大小”，即公式中，即公式中F和和x恒取正值。可见恒取正值。可见W的的正负取决于正负取决于cos的正负，也就是的正负，也就是的大小

6、。的大小。情形（一）情形（一） （1）当）当=/2时，时，cos=0，W=0。这表示。这表示力力F的方向跟位移的方向跟位移x的方向垂直的方向垂直，力，力F不做功。不做功。FNGv情形（二）情形（二） （）当（）当/2时，时，cos0，W0。这表示。这表示力力F对物体做正功对物体做正功xFv力力F对物体产生位移有一定的贡献（动力做功）对物体产生位移有一定的贡献（动力做功）xF情形（三）情形（三） （）当（）当/2 时，时，cos0，W0。这表示这表示力力F对物体做负功对物体做负功F对物体产生位移起着阻碍的作用（阻力做功）对物体产生位移起着阻碍的作用（阻力做功）某力对物体做负功，往往说成某力对物体

7、做负功，往往说成“物体克服物体克服某力做功某力做功”（取绝对值）。这两种说法的意（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，可以向上运动的过程中，重力对球做负功，可以说成说成“球克服重力做功球克服重力做功”。例：某一物体以一定初速度在粗糙水平面做例：某一物体以一定初速度在粗糙水平面做匀减速直线运动，若阻力做匀减速直线运动，若阻力做20J功，功，也可以说成也可以说成 物体物体克服克服阻力做了阻力做了20J功。功。在日常生活中，一个物体往往是在几个力在日常生活中，一个物体往往是在几个力的共同作用下发生一段

8、位移，那么如何计算的共同作用下发生一段位移，那么如何计算这几个力对物体所做的总功。这几个力对物体所做的总功。思考与讨论思考与讨论F阻阻GF拉拉FN四、合力的功四、合力的功 一个质量为一个质量为150kg150kg的物体，受到与水平方向成的物体，受到与水平方向成=37=37角的斜向角的斜向右上方的拉力右上方的拉力F=500NF=500N的作用，在水平地面上移动的距离为的作用，在水平地面上移动的距离为l l=5m=5m，物体与地面间的滑动摩擦力，物体与地面间的滑动摩擦力f=100N=100N，（1 1）求拉力）求拉力F F和滑动摩擦力和滑动摩擦力f做的功？做的功？（2 2）物体所受的合外力以及合外

9、力做的功？）物体所受的合外力以及合外力做的功？（3 3）合力的功与各分力的功之间有怎样的数量关系？）合力的功与各分力的功之间有怎样的数量关系？F37fv受力分析受力分析F37fFNGFyFxv解：解：小车所受到的合力为：小车所受到的合力为：F合合=Fxf = Fcos37 f=300NF37fFNGFyFxv外力对小车所做的总功为：外力对小车所做的总功为：W=F合合x cos0=（Fcos37 f）cos0 =1500J功是功是标量标量，但有正负。功的正负只表示力做功，但有正负。功的正负只表示力做功的效果的效果, 既不表示方向既不表示方向 ,也不表示大小。即：表也不表示大小。即：表示是示是动力

10、或阻力做功动力或阻力做功。思考：求解几个力对物体所做的总功有哪些方法？思考：求解几个力对物体所做的总功有哪些方法？ 思考：比较思考：比较8J的功与的功与5J的功大小？的功大小？求出各个力所做的功，则总功等于各个力所做功的求出各个力所做的功，则总功等于各个力所做功的代数和代数和 求出各个力的合力，则总功等于合力所做的功求出各个力的合力，则总功等于合力所做的功归纳总结归纳总结一、做功的因素：力和物体在力的方向上发生的位移。一、做功的因素：力和物体在力的方向上发生的位移。二、功的公式：二、功的公式：W=Fxcos 力力对物体所做的功，等于力的大小、位移的大小、对物体所做的功，等于力的大小、位移的大小

11、、力和位移的夹角的余弦这三者的乘积。力和位移的夹角的余弦这三者的乘积。 三、功的国际单位：焦耳。功是标量三、功的国际单位：焦耳。功是标量四、功的正、负。四、功的正、负。五、总功的求法：五、总功的求法：（1）求出各个力所做的功，则总功等于各个力所做功）求出各个力所做的功，则总功等于各个力所做功的的代数和代数和。（2）先求出各个力的合力，则总功等于合力所做的功。）先求出各个力的合力，则总功等于合力所做的功。 例题：质量为例题：质量为50kg的滑雪运动员沿倾角为的滑雪运动员沿倾角为37的斜坡滑下，已知斜坡表面与滑雪运动的斜坡滑下，已知斜坡表面与滑雪运动员的滑雪板之间的动摩擦因数为员的滑雪板之间的动摩擦因数为0.05，试求：，试求：运动员在下滑运动员在下滑5m的过程中，运动员所受的重的过程中，运动员所受的重力、支持力和摩擦力对运动员做的功以及运力、支持力和摩擦力对运动员做的功以及运动所受合力所做的功动所受合力所做的功 例例2、FFxx2x1