高一下期物理人教版（2019）必修第二册 8.1 功与功率 第1课时 功(共20张PPT)

(共20张PPT)
8.1 功和功率
第一课时 功
第八章 机械能守恒定律
列车在机车的牵引力作用下动能增加了
握力器在手的压力下弹性势能增加了
情景引题 认识做功
0
能量
力
如果物体在力的作用下能量发生了变化，这个力一定对物体做了功。
列车在机车的牵引力作用下动能增加了
握力器在手的压力作用下弹性势能增加了
情景引题 认识做功
0
(1)如果力的方向与物体的运动方向一致，这个力所做的功是多少？
l
W=F · l
F支
F支
l
F 不做功 即 W=0
(2)如果力的方向与物体的运动方向垂直，这个力所做的功是多少？
功
1
F
F
α
F1
F2
l
F1 所做的功等于F1l
F2 所做的功等于0
力对物体所做的功，等于力的大小、位移的大小、力与位移夹角的余弦这三者的乘积。
功
1
(2)如果力的方向与物体的运动方向有夹角，这个力所做的功是多少？
1、功的概念：一个物体受到力的作用，如果物体在力的方向上发生一段位移，就说这个力对物体做了功。
F
F
l
（1）作用在物体上的力
（2）物体在力的方向上发生的位移
2、做功的两个不可缺少的因素（缺一不可）
功
1
辨认力的方向与位移方向的夹角
450
F
L
甲
答案：450
450
F
L
乙
答案：1350
450
F
L
丙
答案：450
450
F
L
丁
答案： 1350
方法：将力、位移矢量的箭尾移到同一个作用点上。
功
1
功
1
例1 用水平恒力F作用于质量为M的物体，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W1，再用该恒力F 作用于质量为m(mA、 w1 > w2 B、 w1 < w2
C、 w1 = w2 D、 无法判断
√
例2.一个质量为150kg的物体，受到与水平方向成α=37°角的斜向右上方的拉力F1=500N的作用，在水平地面上移动的距离为L=5m，物体与地面间的滑动摩擦力F2=100N，求拉力F1和滑动摩擦力F2做的功？
F1
37°
F2
v
解析：拉力F1对物体所做的功为：W1=F1Lcosα1= F1Lcos37°= 2000J
摩擦力F2对物体所做的功为：W2=F2Lcosα2= F2Lcos180°= –500J
矢量的正、负表示的是方向.功是标量，它的正、负表示什么意思呢？
思考？
功
1
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。
时，cosα＞0，
W＞0 力对物体做正功,
促进物体的运动.
时，cosα＜0，
W＜0力对物体做负功,
阻碍物体的运动.
时，cosα=0，
W =0 力对物体不做功.
正功和负功
2
正功和负功
2
例3 把质量为m的物体，匀速地拉高h，则（ ）
A．重力做负功，拉力做正功
B．重力做正功，拉力做负功
C．重力做负功，拉力做负功
D．重力做正功，拉力做正功
√
总功的求法
W总=W1+W2+W3+
1、功是标量
故合力的功（即总功）就等于各分力做功的代数和：
W总=F合 Lcos α
2、力是矢量
故可以先求合力，再求合力做的功：
总功
3
例4 如图，一个物体在拉力F的作用下，水平向右移动位移为s，求各个力对物体做的功是多少；各个力对物体所做功的代数和如何；物体所受的合力是多少；合力所做的功是多少。
总功
3
解：G和FN不做功，因它们和位移的夹角为900；
F所做的功为：W1＝Fscosα，
滑动摩擦力f所做的功为：W2＝fscos1800＝－fs
各个力对物体所做功的代数和为：W=W1+W2=(Fcosα－f）s
根据正交分解法求得物体所受的合力F=Fcosα－f，合力方向向右，与位移同向；
合力所做的功为：W＝F合scos00＝（Fcosα－f）s
结论：总功等于合力所做的功。
总功
3
例5 质量为m＝2 kg的物体在水平地面上，受到与水平面成 θ＝37°，大小F＝10 N的拉力作用，移动的距离l＝2 m，已知：物体与地面的滑动摩擦因数μ＝0.3，g为10 m/s2.(sin 37°＝0.6、cos 37°＝0.8)求：
合外力对物体所做的总功． 　　
mg
F
FN
37
Ff
l
总功
3
F
37°
Ff
FN
mg
Fy
Fx
方法1：
解：物体受力分析如图所示
FN+Fsin37°=mg
Ff=μFN=μ·(mg-Fsin 37°)
拉力F：WF= Fl cos37°=10×2×0.8 J＝16 J．
摩擦力Ff：Wf＝-fs＝-μ·(mg-F1sin 37°)s＝-0.3×(20-10×0.6)×2 J＝-8.4 J．
重力和支持力不做功；外力对小车所做的总功W等于W1和W2的代数和：W=W1+W2=16J+（-8.4J）=7.6J
总功
3
方法2：
解：物体受力分析如图所示
FN+Fsin37°=mg
Ff=μFN=μ·(mg－Fsin 37°)
小车所受到的合力为：F合 = Fcos37°–Ff
= Fcos37°–μ·(mg－Fsin 37°)
外力对小车所做的总功为： W = F合l = [Fcos37°–μ·(mg－Fsin 37°)].l= [10×0.8-0.3×(20－10×0.6)]×2J= 7.6J
F
37°
Ff
FN
mg
Fy
Fx
总功
3
1.如图所示,人站在自动扶梯上不动,随扶梯向上匀速运动,下列说法中正确的是(　　)
A.重力对人做负功
B.摩擦力对人做正功
C.支持力对人做正功
D.合力对人做功为零
√
√
√
功的综合分析
4
2.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(　　)
A.人将包从地上提起来 B.人提着包,站在匀速行驶的车上
C.人提着包,乘升降电梯上楼 D.人提着包上楼
功的综合分析
4
√
3.如图所示，质量m＝50 kg的滑雪运动员从高度h＝30 m的坡顶由静止下滑，斜坡的倾角θ＝37°，滑雪板与雪面之间的动摩擦因数μ＝0.1.则运动员滑至坡底的过程中：(g取10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，装备质量不计)
(1)滑雪运动员所受的重力对他做了多少功？
答案　1.5×104 J 1.3×104 J
(2)各力对运动员做的总功是多少？
功的综合分析
4