【寒假备课精选】2013-2014下学期高中物理同步配套辅导与检测（粤教版，必修2）：第四章 第一节　功（39张ppt）

课件39张PPT。第一节　功一、怎样才算做了功
1．功的概念．
一个物体受到________的作用，并使物体在________上发生了一段________，就说这个力对物体做了机械功，简称功．
2．做功的两个不可缺少的因素．
________和物体________________________是做功的两个不可缺少的因素．力力的方向位移力　 在力的方向上发生的位移二、如何计算功
1．功的计算公式．
(1)当恒力F的方向与位移s的方向一致时，力对物体所做的功W为：W＝________.
(2)当恒力F的方向与位移s的方向成某一角度α时，力F对物体所做的功W为，W＝________.即力对物体所做的功，等于_________________________________________的乘积．
功是一个________，只有________，没有________．FsFs cos α力的大小、位移的大小及力与位移夹角的余弦标量　 大小　 方向2．功的计算公式适用条件．
公式W＝F·scos α只适用于求________所做的功．
3．功的单位．
在国际单位制中，功的单位是焦耳，符号是J.
焦耳的定义：1 J等于________的力使物体在力的方向上发生________的位移时所做的功．即1 J＝________.恒力1 N1 m1 N·m三、正功与负功
由功的公式W＝Fscos α可知：注：功是标量，虽有正负之分，但无方向；功的计算遵循代数运算法则．正　 动力负　 阻力四、几个力的总功
在计算功的问题中，有时需计算物体受的几个力所做的总功，由于功是标量，这几个力对物体所做的总功等于各力分别对物体所做的功的________．代数和一、功的正确理解
1．功的定义及其决定因素．
(1)功的基本概念：物体受到力的作用，并在力的方向上发生了位移，则此力就对物体做了功．
(2)功的决定因素：做功具有两个必不可少的决定因素：①做功的力；②物体在力的方向上的位移．力对物体是否做了功．只与这两个因素有关，并且功的大小等于力与物体在力的方向上的位移的乘积，而与其他因素，诸如物体运动的快慢，运动的性质、接触面是否光滑、物体质量的大小等均无关系．
2．公式W＝Fscos α的理解．
(1)F表示力的大小，s表示力的作用点相对于地面的位移的大小，当力的作用点的位移与物体的位移相同时，也常常说是物体相对于地面的位移大小，α表示力和位移方向间的夹角．(2)公式可以表达为W＝F·scos α，表达的意义是功等于沿力F方向的位移与力的乘积；公式也可以表达为W＝Fcos α·s，表达的物理意义是功等于位移与沿位移方向的力的乘积．
3．正功与负功及不做功的判定．
(1)根据力和位移方向间的夹角判定.(2)根据力和速度方向间的夹角判定．
当力的方向或速度方向变化时，可看力和速度的夹角大小，当F、v夹角为锐角时，F为动力，做正功；F、v夹角为钝角时，F为阻力，做负功；F、v夹角为直角时，F既不是动力，也不是阻力，不做功，此法多用于曲线运动中．
特别提醒：(1)公式W＝Fscos α仅适用于恒力做功的情况．
(2)功虽然有正负，但功是标量，它的正负不表示方向．二、总功及其求法
由合力与分力的等效替代关系知，合力与分力做功也是可以等效替代的，因此计算总功的方法有两种：
1．先求物体所受的合外力，再根据公式W合＝F合scos α求合外力的功．
2．先根据W＝Fscos α，求每个分力做的功W1、W2、…Wn，再根据W合＝W1＋W2＋…＋Wn，求合力的功．功的公式及正、负功 质量为m的物体静止在倾角为θ的斜面上，斜面沿水平方向向右匀速移动了距离s，如下图所示，物体m相对斜面静止．则下列说法中不正确的是(　　)A．重力对物体m做正功
B．合力对物体m做功为零
C．摩擦力对物体m做负功
D．支持力对物体m做正功思路点拨：判断功的正负可以看力与位移方向的夹角情况．解析：物体的受力及位移如图所示．
支持力N与位移s的夹角α<90°，故支持力做正功，D正确．重力垂直位移，故它不做功，A错误．摩擦力f与s夹角β>90°，故摩擦力做负功，C正确．合力为零，合力不做功，B正确，故符合题意的选项为A.
答案：A变式训练1．用起重机将质量为m的物体匀速向上吊起一段距离，关于作用在物体上的力做功情况，下列说法中正确的是(　　)
A．拉力做负功，重力做正功，合力做功为零
B．拉力做正功，重力做负功，合力做正功
C．拉力做正功，重力做负功，合力做功为零
D．拉力做正功，重力不做功，合力做正功B总功的计算 如右下图所示，利用斜面从货车上卸货，每包货物的质量m＝20 kg，斜面倾斜角θ＝37°，斜面的长度l＝2 m，货物与斜面间的动摩擦因数μ＝0.2，求货物从斜面顶端滑到底端的过程中(g取10 m/s2)：
(1)各力做的功分别是多少？
(2)合力做的总功为多少？解析：(1)斜面上的货物受到重力G、斜面支持力N和摩擦力f共三个力的作用．可以看出：三个力中重力和摩擦力对货物做功，而斜面支持力对货物没有做功．重力G对货物做功WG＝mglsin 37°＝20×10×2×0.6 J＝240 (J).
支持力做功WN＝0.摩擦力f对货物做负功，
Wf＝(μmgcos 37°)lcos 180°＝－0.2×20×10×0.8×2 J＝－64(J).
(2)解法一：合力做的总功为W＝WG＋WN＋Wf＝(240＋0－64) J＝176 (J).解法二：如下图所示，将重力G分解为与斜面平行的力F1和与斜面垂直的力F2，则F1＝mgsin 37°＝20×10×0.6(N)＝120 N，F2＝mgcos 37°＝20×10×0.8 ＝160 (N)，f＝μN＝0.2×160 N＝32 (N)`，所以F合＝F1－f＝88 (N)，所以W＝F合l＝88×2 J＝176(J).答案：240 J　64 J　176 J思维总结：判断作用在物体上的力做不做功，应抓住两点：一是这个物体是否发生了位移；二是位移是不是沿力的方向或在力的方向上有没有分量．
判断力对物体做正功还是做负功，常用的有两种方法：一是看力和位移间的夹角；二是看力和速度方向间的夹角．变式训练2．(双选)一质量为1 kg的物体被人用手匀速向上托高1 m，下列说法正确的是(g取10 m/s2)(　　)
A．手对物体做功10 J
B．合外力对物体做功为10 J
C．物体克服重力做功10 J
D．手对物体做正功，且大于10 JAC基础达标1．下列关于做功的说法中正确的是(　　)
A．凡是受力作用的物体，一定有力对物体做功
B．凡是发生了位移的物体，一定有力对物体做功
C．只要物体受力的同时又有位移发生，则一定有力对物体做功
D．只要物体受力，又在力的方向上发生了位移，则一定有力对物体做功解析：做功的两个必要条件是：力和物体在力的方向上的位移，也就是说，只有力或只有位移是不符合做功条件的，故A、B错误；若物体发生位移的同时，也受力的作用，当力与位移垂直时，此力并不做功，故C错，D对．
答案：D2．下列几种情况下力F都对物体做了功．
①水平推力F推着质量为m的物体在光滑水平面上前进了s；②水平推力F推着质量为2m的物体在粗糙水平面上前进了s；③沿倾角为θ的光滑斜面的推力F将质量为m的物体向上推了s，下列说法中正确的是(　　)
A．③做功最多　　　　　　B．②做功最多
C．做功都相等 D．不能确定解析：题中所给三种情况下，推力F做的功均为Fs.C选项正确．
答案：C 3．如图所示的四幅图是小新提包回家的情景；小新对提包的拉力没有做功的是(　　)解析：据功的概念及功的两个因素可知，只有同时满足力及在力的方向上有位移两个条件时，力对物体才做功，A、C、D做功，B没有做功，选B.
答案：B4．(双选)如右下图所示，滑块A和B叠放在固定的斜面体上，从静止开始以相同的加速度一起沿斜面加速下滑．已知B与斜面体间光滑接触，则在A、B下滑的过程中，下列说法正确的是(　　)
A．B对A的支持力不做功
B．B对A的支持力做负功
C．B对A的摩擦力做正功
D．对A的摩擦力做负功BC5．(双选)一物体静止在升降机的地板上，在升降机加速上升的过程中，下列说法正确的是(　　)
A．合外力对物体不做功
B．地板对物体的支持力做正功
C．地板对物体的支持力做负功
D．重力对物体做负功解析：物体受重力、支持力作用，因物体加速上升，故支持力做正功，重力对物体做负功，B、D正确，C错误；加速度竖直向上，合外力方向向上，故合外力对物体做正功，A错．
答案：BD6．(双选)如右下图所示，重物P放在粗糙的水平板OM上，当水平板绕O端缓慢抬高，在重物P没有滑动之前，下列说法中正确的是(　　)
A．P受到的支持力不做功
B．P受到的支持力做正功
C．P受到的摩擦力不做功
D．P受到的摩擦力做负功解析：摩擦力始终与P的速度垂直，不做功，支持力的方向始终与P速度同向，做正功．
答案：BC能力提升7．一物体在相互垂直的两个共点力F1、F2作用下运动，运动过程中F1对物体做功3 J，F2对物体做功4 J，则F1与F2的合力对物体做功(　　)
A．1 J 　　　　　　　　B．5 J
C．7 J D．无法计算解析：F1与F2的合力做的功为F1、F2做功的代数和，即W＝W1＋W2＝7 J，C正确．
答案：C8.如右图所示，某力F＝10 N作用于半径R＝1 m的转盘的边缘上，力F的大小保持不变，但方向始终保持与作用点的切线方向一致，则转动一周这个力F做的总功应为(　　)
A．0 J B．20 π J
C．10 J D．20 J解析：把圆周分成无限个小圆弧，每个小圆弧可认为与力在同一直线上，故ΔW＝FΔs，则转一周中各小圆弧力F做功的代数和为W＝F×2πR＝10×2π J＝20π (J)，故B正确．
答案：B 9．(双选)如下图所示，物体放在粗糙的水平桌面上，当对它施加图A的拉力F，使它由静止发生位移s，与对它施加图B的推力F，使它由静止发生位移s，F与水平方向夹角均为a，则关于做功的下述说法中正确的是(　　)A．图B中F做功多
B．A、B中F做功相同
C．图B中克服摩擦力做功多
D．A、B中克服摩擦力做功相同解析：力F做功WF＝F·scos α，两图中F做功相同，A错、B对；由于摩擦力fA＝μ(mg－Fsin α)，fB＝μ(mg＋Fsin α)，所以克服摩擦力做功WA＝fAs＝μ(mg－Fsin α)·s，WB＝fBs＝μ(mg＋Fsin α)s，C对、D错．
答案：BC10．(双选)对于做直线运动的物体，下列说法中正确的是(　　)
A．力对物体做功越多，物体的位移一定越大
B．力对物体不做功，物体一定无位移
C．对物体做正功的力一定是动力，对物体做负功的力一定是阻力
D．力做功要有一个时间过程，所以没有某一时刻做的功CD11．用轻绳拉着质量为m的小球以大小为a(aA．mgh B．mah
C．m(g＋a)h D．m(g－a)h解析：因为物体匀减速上升，加速度a方向竖直向下，由牛顿第二定律可得mg－F＝ma，拉力为F＝m(g－a)，拉力做功W＝Fh＝m(g－a)h.选项D正确．
答案：D12.如下图所示，在光滑水平面上，物体受两个相互垂直的大小分别为F1＝3 N和F2＝4 N的恒力，其合力在水平方向上，从静止开始运动10 m．求：
(1)F1和F2分别对物体做的功是多少？代数和为多大？
(2)F1和F2合力为多大？合力做功是多少？感谢您的使用，退出请按ESC键本小节结束