1.1机械功课件（共21张PPT）高一下学期物理鲁科版（2019）必修第二册

(共21张PPT)
1.1 机械功
高中物理 必修第二册
1.理解机械功的概念及其物理意义
2.知道正功、负功的概念,能利用功的一般公式进行计算
3.理解总功的概念,会计算外力对物体所做的总功
学习目标
1.仔细观察下面四种情境,人是否对物体做功

提示:甲不做功,乙不做功,丙做功,丁做功。
引入
1、定义：一个物体受到力的作用，并且在力的方向上发生一段位移，我们就说这个力对物体做了功。
2、做功的两个必要因素：
（1）必须有力作用在物体上。
（2）物体在力的方向上要发生一段位移。
这两个因素是严格的，缺一不可 ！
一、机械功的含义
二、求恒力做的功
1.恒力F与位移同向时
W＝F s
力的大小
位移的大小
力F对物体做的功
s
s
2.恒力F与位移垂直时
W＝0
F
α
3.恒力F与位移有一定夹角时
s
W1＝F1 ·s=F s cosα
W＝W1+ W2= F s cosα
W2＝0
根据合力与分力的等效性原理,可把计算F做功的问题转化为分别求F1和F2做功的问题。
F
α
F1
F2
4、恒力做功的公式
W＝F s cosα
对功的理解：
（1）功只有大小，没有方向，是一个标量。
（2）功的单位焦耳，简称焦，符号是J。
（3）1J等于1N的力使物体在力的方向上发生1m的位移时所做的功，即：1J=1N×1m=1N m
力F对物体做的功
恒力的大小
位移的大小
力与位移的方向的夹角
【练习1】已知力与位移同向，请根据图像，计算物体在恒力作用下前进5m所做的功。
/N
/m
10
5
据图知，物体在恒力10N的作用下前进了5m。
由公式可知=50J 。
由图像可知，以为邻边构成的矩形面积表示功的大小。
思考：若为变力，能否根据图像求出变力所做的功？
二、根据图像求变力做的功
/N
/m
4
3
2
1
2
4
6
10
8
【练习2】已知力与位移同向，请根据图像，计算物体在变力作用下前进4m所做的功。
无限细分
/m
4
3
2
1
4
6
10
8
微元法
/N
变力作用下的一段位移
细分为若干
等距离小段
每一小段中F可近似为恒力，其做功大小为该小段对应的小矩形的面积
整个过程中F所做功的大小近似等于所有小矩形面积之和
4
3
2
1
2
4
6
10
8
无限细分
/N
/m
2
据图知，物体在变力的作用下前进了4m所做的功为图像与坐标轴所包围的梯形的面积。
当力的方向与位移方向一致时，不论是恒力还是变力，图像与坐标轴所包围的面积表示该力做功的大小。
由图像可知， W＝24J 。
/N
/m
4
3
2
1
2
4
6
10
8
探究三：正功与负功
思考：这两种情况下，拉力做功的效果相同么？
（1）当0≤ α< π/2时， cosα>0，这时我们就说力对物体做正功
W＝F s cosα
促进运动
（2）当π/2 <α≤ π时，cosα<0，， 这时我们就说力对物体做负功，或者物体克服这个力做功
阻碍运动
使物体获得能量
使物体消耗能量
注意：正功、负功不表示方向相反，仅表示不同做功的效果！！
（3）当α=π/2时， cosα=0，,这时我们就说力对物体做不做功
（4）当α=0时， cosα=1， ,这就是作用力与位移同向的情况
（5）当α=π时， cosα=-1，,这就是作用力与位移反向的情况
W＝F s cosα
四、总功的计算
思考：在日常生活中，一个物体往往是在几个力的共同作用下发生一段位移，那么如何计算这几个力对物体所做的总功？
α指什么？
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 scos α
(2)力是矢量
故可以先求合力，再求合力做的功：
1、定义：一个物体受到力的作用，并且在力的方向上发生一段位移，我们就说这个力对物体做了功。
一、认识机械功
2、做功的两个必要因素：
（1）必须有力作用在物体上。
（2）物体在力的方向上要发生一段位移。
3、恒力做功的公式：
4、根据图像求功：当力的方向与位移方向一致时，不论F是恒力还是变力，图像与坐标轴所包围的面积表示该力做功的大小。
二、正功与负功
注意：正功、负功不表示方向相反，仅表示不同做功的效果！！
三、总功的计算
本课小结
1.[多选] 如下图，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
ACD
当堂检测
2. [多选]用拉力F将一个重为5N的物体匀速升高3m，在这个过程中，（ ）
A．拉力 F对物体做的功是15J
B．物体克服重力做的功是15J
C．合力对物体做的功是15J
D．合力对物体的功为0
ABD
谢 谢！