8.1.1 功 课件 (共23张PPT) 高一下学期物理人教版（2019）必修第二册

(共23张PPT)
人教版高一物理必修二第八章第一节
功及功率
第一课时 功
2
动动手感受一下
在长期的科学实践中，人们发现不同形式的能量可以互相转化,并且能量的转化与功的概念紧密相连。这是因为,如果在一个过程中存在做功的现象，就必然存在能量变化的现象，功的计算能够为能量的定量表达及能量的变化提供分析的基础。
横县百合完全中学——韦衍虎
8.1.1 功
问题导入初中知识回顾
力对物体做的功等于力的大小与物体在力的方向上移动位移大小的乘积。
W=FL
1.做功的两个必要因素
①作用在物体上的力
②物体在力的方向上移动一段距离
2.功的计算
位移
G
F拉
v
起重机将货物先竖直提升L高，再水平移送x远，起重机对货物一直做功吗？
问题导入高中知识深化
物体运动的方向与力的方向不一致，这时应当怎样计算功呢？
结合课本P74页课文，完成学案互动学习2，推导功的一般表达式
F
l
1.把力F正交分解
WF2= 0
F1=F cos α
WF= F1·l= Fcosα·l
等效替代
F
l
l1
α
l2
l1=lcos α
2.把位移l正交分解
F
F
α
l
WF=F·l1=
F·lcosα
F2
F1
一.功
一.功
功的计算公式
W=Flcosα
力对物体所做的功，等于力的大小、位移的大小、力和位移的夹角的余弦这三者的乘积。
把力F分解：
WF=F1·l=Fcosα·l
把位移l分解：
WF=F·l1=F·lcosα
①功是标量
只有大小，没有方向；遵循代数运算法则
1J=1N×1m=1N·m
②单位是焦耳J
过程量 与一段位移对应
一.功
2.如图所示：载有木箱的货车为避让横过马路的行人紧急刹车，在货车减速前行距离x的过程中，木箱相对车向前滑行距离 x，设木箱与货车间滑动摩擦力大小为Ff，求该过程摩擦力对木块做的功。
x
x
v0
Ff
W=Flcosα的理解
3.一学生用100N的力将质量为0.5kg的球迅速踢出，球在水平路面上滚出20m远，则该学生对球做的功是（ ）
A．2000J B. 100J
C. 16J D.无法确定
1.起重机将质量为m的货物由静止提升L高，该过程中货物的速度v随时间t的变化如图所示，起重机对货物做的功能否用W = F L cosα进行计算？
v
v
t
0
v
mg
F
小组讨论合作完成学案3中4个问题，明确各物理量含义
v
mg
F
1.起重机将质量为m的货物由静止提升L高，该过程中货物的速度v随时间t的变化如图所示，起重机对货物做的功能否用W = F L cosα进行计算？
W=Flcosα的理解
v
v
t
0
①F是恒力
F -mg = ma
a减小F减小
2.如图所示：载有木箱的货车为避让横过马路的行人紧急刹车，在货车减速前行距离x的过程中，木箱相对车向前滑行距离 x，设木箱与货车间滑动摩擦力大小为Ff，求该过程中货车对木箱的摩擦力做的功。
x
x
v0
Ff
W=Flcosα的理解
②l是对地位移大小
W=-Ff（ x+x）
x+x
3.一学生用100N的力将质量为0.5kg的球迅速踢出，球在水平路面上滚出20m远，则该学生对球做的功是（ ）
A．2000J B. 1000J
C. 16J D.无法确定
D
F和l必须同时存在
W=Flcosα的理解
4.如图表示物体在力F的作用下在水平面上发生了一段位移l，分别计算这三种情形下力F对物体做的功。设这三种情形下力F和位移l的大小都是一样的：F=10N，l=2m。角θ的大小如图所示。
F
l
l
l
v0
v0
v0
4.如图表示物体在力F的作用下在水平面上发生了一段位移l，分别计算这三种情形下力F对物体做的功。设这三种情形下力F和位移l的大小都是一样的：F=10N，l=2m。角θ的大小如图所示。
a=180-θ=30
a=180-θ=150
a=θ=30
F
l
l
l
v0
v0
v0
③ α是位移与力方向间的夹角
F和L起点相同时的夹角
W=Flcosα的理解
α COSα 功的正负
α＝π/2
COSα＝ 0
表示力F对物体不做功
0≤α＜π/2
COSα＞0
表示力F对物体做正功
π/2＜α≤π
COSα＜0
表示力F对物体做负功
F
l
v0
v0
l
a=180-θ=30
a=180-θ=150
二、正功和负功
思考：1.功的正、负由哪个因素决定？
F
l
v0
v0
l
思考：2.功是标量，它的正、负表示什么物理意义呢？
功W 力的作用效果 能量变化
正功W>0
负功W<0
动力
能量增加
阻力
能量减少
假设水平面光滑
正功和负功的物理意义：
表示动力或阻力做功；得到能量或失去能量。
思考：怎么比较功的大小？
-10J 7J
-4J 5J
>
<
比较绝对值
注意：力对物体做负功时，可以说物体克服这个力做了功。
汽车关闭发动机以后，在阻力的作用下逐渐停下来，阻力对汽车做负功-100J，可以说成“汽车克服阻力做功100J”
l
F
F
F
正
零
负
做一做： (多选)一个力对物体做了负功，则说明(　　) A．这个力一定阻碍物体的运动 B．这个力不一定阻碍物体的运动 C．这个力与物体运动方向的夹角α>90° D．这个力与物体运动方向的夹角α<90°
AC
我们学习了一个力对物体所做的功的求解方法，而物体所受的力往往不止一个，那么如何求解这几个力对物体所做的功呢？
三.总功的计算方法
【例题】一个质量为 150 kg 的雪橇，受到与水平方向成 37°角斜向上方的拉力，大小为500 N，在水平地面上移动的距离为 5 m。地面对雪橇的阻力为 100 N， cos 37°＝ 0.8。求该过程：(1)各力对雪橇做功，(2)各力对雪橇做功的代数和;
(3) 雪橇所受合力 (4)合力做的功。
受力分析
37°
F
l
F
F阻
FN
G
v0
解：
1.拉力对雪橇所做的功为：
W1= Flcos37°=2000J
摩擦阻力对雪橇所做的功为：
W2= F阻lcos180°= -500J
重力和支持力对雪橇不做功，
W3 , W4 均为0
2.所以各力做功的代数和为：
W=W1+W2+W3+W4=1500J
3.雪橇所受的合力
F合＝Fcos37°- F阻＝300N
4.合力对雪橇所做的功为
W= F合l=1500J
求总功的方法
2.求几个力的合力所做的功
先求出合外力F合，再由W合=F合lcosα计算。
1.求各个力所做功的代数和
先分别求出各个力所做的功：
再对各个力做的功求代数和。
课堂
小结
一、功
2.功的计算式 W=Flcosα
①功是标量；过程量，单位是焦耳J。
②F是恒力大小,
l是对地位移大小,
α是位移与力方向间的夹角。
F和l必须同时存在
二、正功和负功
1.由α决定， 功的正、负表示：动力或阻力做功；得到或失去能量。
2.比较绝对值定大小。
3.求几个力对物体所做的总功 ①各个力分别对物体所做功的代数和。
②先求合力，再求合力做的功。
1.做功的两个必要因素①作用在物体上的力
②物体在力的方向上发生位移
等效替代
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