高中物理人教功的课件必修2.ppt

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1、第2节 功2021/8/11 星期三1在认识能量的过程中，人们建立了功的概在认识能量的过程中，人们建立了功的概念认为如果物体在力的作用下能量发生变念认为如果物体在力的作用下能量发生变化，那么这个力一定对物体做了功。请看化，那么这个力一定对物体做了功。请看下面的例子下面的例子2021/8/11 星期三2木头在起重机木头在起重机的拉力作用下的拉力作用下?能增加能增加列车在机车牵列车在机车牵引力的作用下引力的作用下?能增加能增加握力器在手的压力作用下握力器在手的压力作用下？能增加能增加力对物体做了功力对物体做了功2021/8/11 星期三3一、一、功的概念功的概念 如果一个物体受到力的作用如果一个物

2、体受到力的作用,并且在力的方向上发生了位移并且在力的方向上发生了位移,我我们就说这个力对物体做了功们就说这个力对物体做了功.那么在什么条件下说力对物体做功那么在什么条件下说力对物体做功呢？呢？2021/8/11 星期三4FL力与位移方向相同，力做功力与位移方向相同，力做功只有力，没有位移，故力不做功只有力，没有位移，故力不做功FFL力与位移方向垂直，力与位移方向垂直，在竖直方向上有力在竖直方向上有力但没有位移故力不但没有位移故力不做功做功二、做功的两个不可缺少的因素：力和物体在二、做功的两个不可缺少的因素：力和物体在力的方向上发生的位移力的方向上发生的位移F物体静止物体静止2021/8/11

3、星期三5三、功的表达式三、功的表达式 1、力的方向与物体的运动方向一致、力的方向与物体的运动方向一致 物体物体m在水平力在水平力F的作用下水平向的作用下水平向前行驶的位移为前行驶的位移为l，如图所示，则力，如图所示，则力F对对物体所做的功为：物体所做的功为：W=Fl F表示力的大小，表示力的大小，l表示位移的大小，表示位移的大小，W表示力对物体所做的功表示力对物体所做的功 如何求做功呢？如何求做功呢？2021/8/11 星期三62、如果力的方向与运动方向垂直、如果力的方向与运动方向垂直 当力的方向跟位移方向垂直时，物体在力当力的方向跟位移方向垂直时，物体在力的方向上没有发生位移，力对物体不做功

4、，的方向上没有发生位移，力对物体不做功，即做功为零。即做功为零。即即 W 0F F匀速运动匀速运动l2021/8/11 星期三73、当力的方向与位移方向成某一角度时、当力的方向与位移方向成某一角度时 物体物体m在与水平方向成在与水平方向成角的力角的力F的作用下，沿水的作用下，沿水平方向向前行驶的距离为平方向向前行驶的距离为l，如图所示，求力，如图所示，求力F对物对物体所做的功。体所做的功。2021/8/11 星期三8lFFFFF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=F1l=F C

5、OSlW2=0W=W1+W2W=F l COS 拉力拉力F做的功做的功W=？F2F12021/8/11 星期三9若将位移若将位移 l 分解分解,结果如何结果如何?Fll1l290。l1=l cosl2=l sinW1=Fl 1=F lcos W2=0W=F lcos 思考2021/8/11 星期三10总结得出：总结得出：力力F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、力和位移夹角的余弦这三者的乘积。即：力和位移夹角的余弦这三者的乘积。即：W=Flcos 其中：其中：W表示力对物体所做的功，表示力对物体所做的功，F表示物体所表示物体所受到的力，受到的力，l表

6、示物体所发生的位移，表示物体所发生的位移，表示力表示力F和和位移位移l之间的夹角。之间的夹角。说明：说明：1、两种理解：（、两种理解：（1）在位移方向的分力与位）在位移方向的分力与位移的乘积；移的乘积；（2）力与位移在）力与位移在力的方向的分量的乘积。力的方向的分量的乘积。2021/8/11 星期三111 1、公式：、公式：W=F l cos力对物体所做的功，等于力的大小、位移的力对物体所做的功，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大小、力与位移夹角余弦这三者的乘积四、功的公式：四、功的公式：2 2、单位、单位国际单位：焦耳（焦）国际单位：焦耳（焦）单位符号：单位符号：J J

7、m=1Nm2021/8/11 星期三12a、功一定要指明是哪个力对物体做的功、功一定要指明是哪个力对物体做的功b b、仅适用于恒力做功、仅适用于恒力做功3 3、理解：、理解：d、功是过程量、功是过程量 c、公式中的、公式中的F和和l必须具备同时性必须具备同时性2021/8/11 星期三13正功和负功正功和负功2021/8/11 星期三14COSW物理意义物理意义=/2/2/2COS=0COS0COS0W=0W 0W0表示力表示力F对对物体不做功物体不做功表示力表示力F对对物体做正功物体做正功表示力表示力F对对物体做负功物体做负功2021/8/11 星期三15正正功功的的意意义义是是：力力对对物

8、物体体做做正正功功，表表明明此此力力的效果是促进物体的运动，是动力。的效果是促进物体的运动，是动力。负负功功的的意意义义是是：力力对对物物体体做做负负功功，表表明明此此力力的效果是阻碍了物体运动，是阻力。的效果是阻碍了物体运动，是阻力。五、正功和负功：五、正功和负功：一个力对物体做负功，也可说成物体克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）服这个力做了功（正值）2021/8/11 星期三16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，也可以讲物体克服阻力做了也可以讲物体克服阻力做了20

9、J功。功。2021/8/11 星期三17练习：在光滑水平面上，物体受到两个沿水练习：在光滑水平面上，物体受到两个沿水平方向互相垂直的大小分别为平方向互相垂直的大小分别为3N3N和和4N4N的恒力，的恒力，从静止开始运动从静止开始运动10m,10m,求每个力做的功和合力求每个力做的功和合力做的功。做的功。由上可知，总功的计算是标量运算，不符合由上可知，总功的计算是标量运算，不符合平行四边形定则平行四边形定则2021/8/11 星期三18注意注意1.功是标量，但有正负。功的正负只表示力做功是标量，但有正负。功的正负只表示力做功的效果功的效果,决不表示方向决不表示方向 ,也不表示大小。即：也不表示大

10、小。即：表示是动力或阻力做功。表示是动力或阻力做功。比较比较8J的功与的功与5J的功谁大？的功谁大？2.总功等于各个力对物体所做功的代数和，也总功等于各个力对物体所做功的代数和，也等于合力对物体所做的功。等于合力对物体所做的功。2021/8/11 星期三191、课本P54、1说明：说明：表示力表示力F的方向和位移的方向之间的方向和位移的方向之间 的夹角的夹角巩固巩固练习2021/8/11 星期三20 2、用水平恒力用水平恒力F作用于质量为作用于质量为M的物体，的物体，使之在光滑的水平面上沿力的方向移动距离使之在光滑的水平面上沿力的方向移动距离l，恒力做功为恒力做功为W1，再用该恒力作用于质量为

11、，再用该恒力作用于质量为m(mw2 B w1w2 C w1=w2 D 无法判无法判断断 C本题说明了一个力所做的功只由力和力的方本题说明了一个力所做的功只由力和力的方向上发生的位移决定向上发生的位移决定,跟物体是否还受到其跟物体是否还受到其它力作用它力作用,以及物体的运动情况均无关以及物体的运动情况均无关2021/8/11 星期三214、一个质量、一个质量m=150kg的物体，受到与水平方向成的物体，受到与水平方向成37角斜向上方的拉力角斜向上方的拉力F=500N，在水平地面上移动的距，在水平地面上移动的距离离l=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阻阻=100N。求求

12、：（：（1）各个力对物体所做的功）各个力对物体所做的功 （2）各个力对物体做功的代数）各个力对物体做功的代数和和（3）物体所受的合力）物体所受的合力 （4）合力对物体做的功）合力对物体做的功2021/8/11 星期三22解析（解析（1 1）拉力）拉力F F对物体所做的功为对物体所做的功为W1=Flcos37=2000JW1=Flcos37=2000J 摩擦力摩擦力F F阻对物体所做的功为阻对物体所做的功为W2=FW2=F阻阻lcos180=-lcos180=-500J500J （2 2）各力做功的代数和）各力做功的代数和 W=W1W=W1W2=1500JW2=1500J （3 3）物体所受的合

13、力）物体所受的合力F F合合Fcos37Fcos37 F F阻阻300N300N （4 4）合力对物体所做的功）合力对物体所做的功 W=FW=F合合l l1500J1500J2021/8/11 星期三236 6、如图，已知物体质量、如图，已知物体质量、如图，已知物体质量、如图，已知物体质量mm，斜面质量，斜面质量，斜面质量，斜面质量MM，斜面倾角，斜面倾角，斜面倾角，斜面倾角,物体与斜面间的动摩擦因素物体与斜面间的动摩擦因素物体与斜面间的动摩擦因素物体与斜面间的动摩擦因素，物体与斜面保持相对，物体与斜面保持相对，物体与斜面保持相对，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静止。现

14、使斜面在水平面上向左匀速运动静止。现使斜面在水平面上向左匀速运动静止。现使斜面在水平面上向左匀速运动l l的位移，的位移，的位移，的位移，求在求在求在求在l l位移中：位移中：位移中：位移中：1 1）重力对物体所做的功）重力对物体所做的功）重力对物体所做的功）重力对物体所做的功2 2）斜面对物体的支持力所做的功）斜面对物体的支持力所做的功）斜面对物体的支持力所做的功）斜面对物体的支持力所做的功3 3）斜面对物体的摩擦力所做的功）斜面对物体的摩擦力所做的功）斜面对物体的摩擦力所做的功）斜面对物体的摩擦力所做的功fFN4 4）求力的物体受做的总功）求力的物体受做的总功）求力的物体受做的总功）求力的

15、物体受做的总功2021/8/11 星期三24思考:摩擦力一定对物体做负功吗摩擦力一定对物体做负功吗?2021/8/11 星期三25小小结1 1、做功的两个不、做功的两个不可缺少的因素可缺少的因素作用在物体上的力作用在物体上的力在力的方向上移动的位移在力的方向上移动的位移2 2、功的计算、功的计算W=F l cosa a、功一定要指明是哪个力对物体做的功、功一定要指明是哪个力对物体做的功b b、力必须是恒力、力必须是恒力3 3、功是标量，但有正负。正负只表示做功的力功是标量，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。的效果功的正负决不表示方向，也不表示大小。4 4、总功等于各个力对物体所做功的代数和，也、总功等于各个力对物体所做功的代数和，也等于合力对物体所做的功。等于合力对物体所做的功。2021/8/11 星期三26一同学在操场上踢球，飞起一脚用一同学在操场上踢球，飞起一脚用50N的力将球踢出，球在操场上滚了的力将球踢出，球在操场上滚了20m,关关于脚对球做功下列说法中正确的是：于脚对球做功下列说法中正确的是：AJ B.1000J C.无法求出无法求出2021/8/11 星期三272021/8/11 星期三28