(共26张PPT)
高中物理必修2
班级：高一（8）班
授课：张 立 强
机械工作实例
（一）怎样才算做了功
1、功的概念
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一段位移，就说这个力对物体做了机械功，简称功。
2、做功的两个因素：
一是作用在物体上的力
二是物体在力的方向上移动的位移
那请问怎样才算做了功呢？
【讨论与交流一】 下面四幅图片所描述的情景中，人是否对物体做了功，人对物体有没有“做工”呢？探讨一下“做功”和“做工”的关系？
图例 研究对象 作出受力和位移示意图 是否做功
图1 砖头
图2 花盘
图3 杆铃
图4 拖地
讨论并完成表格：
人用拖把拖地时，人对拖把的推力是否做了功？
（二）如何计算功
功的计算公式推导
【讨论与交流二】
特殊情景1：
如图，物体在水平恒力F的作用下前进S位移，力F做功多少？
S
F
F
功=力×位移
W=F·S
特殊情景2：
如图用竖直向上的提力F提水桶水平匀速前行一段位移S，提力对水桶有没有做功？做了多少功？
S
F的方向与位移S是垂直，物体在F的方向没有位移，所以F不做功。
即：W=0
一般情景3：
一般的情况力F的方向与运动方向并不一致，也不是与运动方向发生的位移相垂直，力F方向与运动方向成某一角度时，力F对物体有没有做功呢？
F
F
1
F
2
α
S
F
F
1
F
2
α
论证：
由力的合成与分解知识，把力F分解成两个方向的分力，即与位移方向相同的分力F1，与位移方向垂直的分力F2，再根据初中所学过的功的求解方法可得：
分力F1与位移s的方向相同，对物体所做的功： W1=F1S=FSCOSθ
分力F2的方向与位移s是垂直，物体在F2的方向没有位移，所以F2不做功，即：W2=0
F1=FScosθ
F2=FSsinθ
总结归纳：
公式：
W=F ·S · cosα
力对物体做的功等于力的大小、位移大小、及力与位移的夹角的余弦的乘积。
③F：力的大小（恒力）
④S：位移的大小(力的作用点的位移， 通常指对地位移)
⑤α：是力的方向与位移方向的夹角
公式符号代表的意义：
①W：功（标量）
②单位：焦耳 符号J 1J=1 N . m
α你真懂了么？
例题：如图所示是物体受到力F的作用发生的位移S，θ为30o讨论力F和位移S之间的夹角α是多大？
α=30o
α=30o
α=150o
α=150o
例题：如图所示 ，一个人用与水平方向上成60o角的力F=40N拉一个木箱，在水平地面上沿直线匀速的前进了8m，求：
（1）拉力F对木箱所做的功？
（2）摩擦力对木箱所做的功？
分析：木箱受到重力、支持力、拉力和摩擦力的作用，其中重力和支持力的方向与位移方向垂直，所以不做功，只有拉力和摩擦力对木箱做功。由于物体做匀速直线运动，所以摩擦力与拉力在水平方向的分力大小相等，方向相反，摩擦力做负功，拉力做正功。
（1）拉力F对木箱所做的功为
W1=FScos60o=40×8×0.5 J=1.6×102 J
（2）摩擦力f对木箱所做的功为
W2=fScos180o=(Fcos60o)Scos180o
=40×0.5×8×(-1) J= -1.6×102 J
解:根据功的公式W=FScosα，可得
功有正负之分吗？怎样就做
正功和负功呢？
（三）正功与负功
【讨论与交流三】
1.如图所示，人的拉力做正功还是负功？
（Ⅰ）对功的公式：W=FsCOSα的讨论
2.通过上图和之前学过的知识总结一下并完成下表，力在什么情况下做正功？在什么情况下做负功？你能不能举出生活中的实例支持你自己的看法？
示意图 α范围 Cosα值
（+或-） W的值
（+或-） 物理意义
0o≤α<90o
α=90o
90o≤α<180o
归纳总结：
(1)当0o≤α<90o时，COSα>0，W=Fs COSα>0, 力对物体做正功。
(2)当α=90o 时，COSα=0，W =0 , 力对物体没做功。
(3)当90o <α≤ 180o时，COSα<0, W=FsCOSα<0 ,力对物体做负功。
3.一个力对物体做-10J的功，那么物体克服该力做了多少功？而另一个力同样对物体做5J的功，请问-10J的功一定比5J的小吗？
一个力对物体做负功，往往说成“物体克服这个力做功”（取绝对值），这两种说法的意义是相同的.
（Ⅱ）讨论小结
②功的正负表示是动力对物体做功还是阻力对物体做功。
③一个力对物体做负功，往往说成物体克服这个力做功。例如：一个力对物体做了－6J的功，可以说成物体克服这个力做了6J的功。
①功有正负之分，但功是个标量。正、负不表示功的大小。
（四）课堂小结
学了什么？
1、功的两要素：
力和力的方向上有位移
2、功的表达式：
W=Fs cosα
①当 时，力对物体做正功
②当 时，力对物体做负功
③当 时，力对物体不做功
3、对功的公式的讨论
【小试牛刀】
1、分别在光滑水平面、粗糙水平面上推同一物体，如图甲、乙所示．如果所用的图示推力大小相等，在物体发生大小相等位移的过程中，推力对物体所做的功（ ）
A．在光滑水平面上较大
B．在粗糙水平面上较大
C．在粗糙斜面上较大
D．相等
评析：力对物体做功只与F、S和α三者有关，与物体的运动状态等因素无关。
【拓展练习】如图所示，质量为2 kg的物体在水平地面上受到与水平方向成37°角、大小为10 N的拉力作用，移动了2 m，已知地面与物体间的动摩擦因数μ＝0.2，求
(1)拉力对物体做的功；
(2)重力对物体做的功；
(3)弹力对物体做的功；
(4)摩擦力对物体做的功。
（五）课后练习
教材课后习题（P67）：3 4 5
学案习题（P67）：1-6 12
谢谢光临
多多指导
