2022-2023学年高一下学期物理粤教版（2019）必修第二册4.1 功 课件（24张PPT)

(共24张PPT)
4.1 功
1、功的定义
物体受到力,在力的方向上发生了位移，这个力对物体就做了功。
2、做功的两要素
﹙1﹚ 受力
﹙2﹚ 在力的方向上发生位移
功的定义与要素
说说下列例子，是否存在做功
1、力的方向与物体运动的方向相同
F ：力大小，s ：位移大小
做功关系：W = Fs
功的计算
问：当力的方向与物体位移方向不一致时，如何计算功呢？
F
F
s
将力进行分解,计算F做功转化为求F1和F2做功。
2、力的方向与物体运动的方向不共线
W1= F1s= F COSθs
W2 = 0
W = W1 + W2
W = Fs COSθ
本质：在位移方向的分力与位移的乘积
F
s
F1
F2
F
F1
F2
θ
θ
W＝F s cosθ
当力的方向与物体位移方向不一致时，成夹角θ时，做功的表达式为：
公式理解:
1.公式只用于求恒力的功；
2. θ角是力的方向和位移方向的夹角；
1、公式：
功
2、单位:
焦耳（焦）
单位符号：J
１Ｊ＝１Ｎ×１m=1N*m
做功1J等于1N力在力的方向发生1m的位移时做的功
3、物理意义
W = Fscosθ
正功和负功的讨论
由公式讨论正负功
(3)当F与S成钝角，COSθ<0，W <0，力对物体做负功。
(1)当F与S成直角，COSθ=0，W =0 , 力对物体没做功。
(2)当F与S成锐角，COSθ>0，W>0,力对物体做正功。
W = F s cosθ
力对物体做负功，可以说成物体克服力做功
人登山时重力对人做负功，可以说成人克服了重力做功
-10J的功与+5J的功哪个多？
若物体质量为m从斜面滑到底端，斜面长为s，斜坡高度为h，已知θ1和θ2，求重力做功。
θ1
θ2
总功的计算
(1) 分别求出每个力做的功，再将所有功进行加和。
W总=W1+W2+……+Wn
(2) 先求出物体所受的合力，再计算合力做的功，即：W总=F合S cosα
PS：在v-t图像：
速度变大，合力做正功；
速度变小，合力做负功；
速度不变，合力不做功。
练习：质量ｍ＝2kg的小球，受到斜向上的拉力F1=10N，在地面上移动的距离l=2m。小球与地面间的摩擦力F2=4.2N。求所有力对小车所做的总功。（拉力F1与水平面成37°）
F1
37°
F2
l
F1
37°
F2
拉力F1对球做功为：
W1=F1l cosα
= 10×2×cos37°J=16J
摩擦力F2对球做的功为：
W2=F2lcosα
= 4.2 × 2 × cos180°J= -8.4J
所有力对球做的总功W总为：
W总=W1+W2=16J+（-8.4J）=7.6J
解：
方法一：
F1
37°
F2
受力分析，球受到的合力为： F合 = F1x―F2
= F1cos37°– F2
合力对小球所做总功为：
W=F合l
=（F1cos37°– F2）l
= 3.8 × 2
= 7.6J
方法二：
解：
F1
37°
F2
F1x
F1y
FN
G
打铁过程中，锤对铁条做功,锤的机械能转化为铁条的内能;
航海时，风对帆船做功,风的机械能转化为帆船的机械能。
功与能量变化的关系
做了多少功,就有多少能量发生变化.
一小球被绳牵引着在水平面上做匀速圆周运动,绳的拉力对小球做了功吗
T
V
力每时每刻与速度垂直，拉力不做功
恒力做功
1.直线
2.曲线
W = F S cosα
W = F S
（S 是力的方向的位移）
PS：注意三角函数在位移上的应用
作业:质量ｍ＝2kg的物体静止在地面，受到与水平方向成37°角斜向上方的拉力F1=10N，在水平地面上移动的距离l=2m。物体与地面的动摩擦因素u=0.3。求：
（1）拉力所做的功。
（2）摩擦力做的功。
（3）重力做的功。
（4）弹力FN做的功。
（5）合力F合做的功。
F1
37°
作业:质量为m的小球，用长为L的绳悬挂于o点，小球在水平恒力F作用下，从P点运动到Q点，此时绳子与竖直方向夹角为θ，求：
（1）拉力F做的功；
（2）重力做的功。
θ
F
F
P
Q
变力做功类型
1.只变方向
2.只变大小
变力做功
1.只变方向（大小不变）
思路：（微元法思想）
WF = F ×s
（s指的是在力F方向物体的路程）
（2019春●临海区校级月考）
如图，白球质量为2kg，悬线长度L=1m，小球从水平位置放手，设白球摆动过程的阻力Ff = 2N 的大小不变，从A点运动到B点，求重力、拉力，空气阻力各做多少功？g = 10m/s2
变力做功
2.只变大小
（F-S图像题）
思路：
面积F ×s就是功的大小。
（F-t和v-t图像题）
v-t图像的意义：匀加、匀减、匀速的合力表现