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第四章 机械能和能源
第一节 功
第一课时
学习目标
理解功的概念，知道力和物体在力的方向上产生的位移是做功两个不可缺少的因素。
知道功是标量，功的计算公式W=Fscosα的含义及适用条件，能用功的公式进行简单的计算。
知道什么是几个力对物体所做的总功，知道几个力对物体所做的总功等于这几个力的合力对物体所做的功，基本能根据功的公式计算多个力的总功。
关于“功”的理解
功劳，跟“过”相对，例如丰功伟绩、功劳、立功；
成绩、效果、成效的意思，例如事半功倍、大功告成；
技术和技术修养，例如唱功、基本功等等。物理学里的功主要偏重于"成效、效果"的意思，当然还有它本身的物理意义。
我们为什么要引入功这个概念？
依据必修一所学知识，描写物体运动和受力之间的关系我们已经有了牛顿第二定律。
思考1： 在粗糙水平面，一个力F作用在物体上，物体将如何运动？力F对物体产生什么作用效果？
F
S
F
F
位移为零
把外力对物体作用一段距离而产生的效果，称为力对物体的空间累积效应，引入一个物理量来描述它。
F
F
S
F
F
F
S
F
F
一、怎样才算做了功
（阅读课本相应内容）
如果一个物体受到力的作用，并使物体在力的方向上发生了位移，就说这个力对物体做了机械功，简称功。
1、功的概念：
F
F
F
F
机器向前推动泥土
直升机向上起飞
人拉着黄包车前行
人提着皮包往前走
判断以上情形中，力F是否对物体做功？说明理由。
F
F
S
思考2、手的拉力是否对皮包做功？
皮包没有在拉力的方向移动一段距离
一、怎样才算做了功
（阅读课本相应内容）
如果一个物体受到力的作用，并使物体在力的方向上发生了位移，就说这个力对物体做了机械功，简称功。
1、功的概念：
2、做功的要素：
作用在物体上的力
物体在力的方向上发生的位移
讨论与交流：（课本）
1、人是否对物体做了功：说明理由。
2、根据图片的条件，计算人对物体所做的功。
F=10N，S=5m
F=50N，S=3m
F=90N，S=0m
F=40N，S=100m，F与S成60o角.
W1=FS
=10×5J
=500J
W2=0
W3=0
二、如何计算功
1、F方向与S方向相同
W = F S
2、 F方向与S方向成α角
S
α
F
α
F
F=10N，S=5m
F=50N，S=3m
W1=500J
W2=0
二、如何计算功
1、F方向与S方向相同
W = F S
2、 F方向与S方向成α角
S
α
F
α
F
即 力对物体所做的功等于力的大小、位移的大小以及力和位移夹角的余弦的乘积。
功是标题，单位为焦耳，简称焦，符号为J。
F=40N，S=100m，F与S成60o角.
讨论与交流：（课本）
2、根据图片的条件，计算人对物体所做的功。
练1、如图所示，重为1kg的木箱在拉力F=40N的作用下，沿光滑水平面向前加速运动，前进了8m。求：
（1）拉力F对木箱所做的功。（2）重力对木箱所做的功。
（3）支持力对木箱所做的功。（4）外力对木箱所做的总功。
S
F
解：
（1）
（2）WG= 0
（3）WN= 0
（4）W = WF＋ WG＋ WN = 320 J
三、如何计算总功
(1)、分别求出每个力所做的功，然后求出所有功的代数和。即：
W总=W1+W2+……+Wn
(2)、先求出物体所受的合力，然后再求出合力的功，即：
W总=F合 S cosα
求力对物体所做的总功有两种方法：
练1、如图所示，重为1kg的木箱在拉力F=40N的作用下，沿光滑水平面向前加速运动，前进了8m。求：
（1）拉力F对木箱所做的功。（2）重力对木箱所做的功。
（3）支持力对木箱所做的功。（4）外力对木箱所做的总功。
S
F
解：
（4）方法一：W = WF＋ WG＋ WN = 320 J
方法二：
W总=F合 S cosα=40×8×cos 0oJ= 320J
木箱所受的合力为 F合=40N
木箱所受的合力F合与位移的角度为 α= 0o
外力对木箱所做的总功为
F
G
S
练2、重为5Kg的小球在光滑水平面上匀速运动，向前滚动了9m，求外力对小球所做的总功？
解：小球作匀速直线运动，则所受合力为零，故外力对小球所做的总功为零。
四、知识小结
（一）功
1、概念
2、做功要素
作用在物体上的力
物体在力的方向上发生的位移
（二）功的计算
说明：
α是F和s之间的夹角
只能用于计算恒力所做的功
求功时一定要明确求的是哪一个力在哪一段位移（过程）上做的功
（三）总功的计算
W总=W1+W2+……+Wn
W总=F合 S cosα
五、作业
1、完成同步练习
2、预习 第二课时 功有正负之分
