人教版高一物理必修二第七章7.2 功 35张ppt

(共35张PPT)
7.2 功
功 是 能量 转化的量度
过程量
状态量
能量变化，是因为有力对物体做功。
△ 做功的两个不可缺少的因素
1、作用在物体上的力
2、物体在力的方向上发生的位移
定义：物体受到力的作用，并在力的方向上发生了一段位移，就说力对物体做了功.
一、功的定义
纹丝不动!!
有力无距
无功
匀速
有距无力
无功
真辛苦!!
有力有距，但力⊥距
无功
1、搬运工在平地上行走，他对货物向上的支持力对货物做功吗？
2、此人扛着货物上楼，他对货物向上的支持力对货物做功吗？
△ 做功的两个不可缺少的因素
1、作用在物体上的恒力
2、物体在力的方向上发生的位移
功是力×力方向的位移
恒力做功计算
1、如果力的方向与物体的运动方向一致， 功就等于力的大小和位移的大小的乘积。
思考：当力的方向与位移方向有一夹角，如何求功呢？
l
（F是恒力）
恒力做功计算（力×力方向的位移）
l
2、当力F的方向与位移L方向有一夹角α
α是力的方向与位移方向的夹角
恒力做功计算（力×力方向的位移）
4、当π/2 <α≤ π时，W <0
这时我们就说力对物体做负功。
1、当α=0时，W =Fl
与初中学过的功的公式相同。
2、当α=π/2时，W =0
这时我们就说力对物体没做功
3、当α<π/2时，W>0
这时我们就说力对物体做正功。
W=Flcosa
恒力做功计算（力×力方向的位移）
正功: 表示动力对物体做功（促进作用）
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。
正负表示力的作用效果:
负功: 表示阻力对物体做功（阻碍作用）
功是标量，没有方向、但是有正负
恒力做功计算（力×力方向的位移）
不做功
不做功
l
某个力的方向跟位移的方向同侧，则做正功，夹角均为锐角；跟位移的方向反侧，则做负功，夹角均为钝角
恒力做功计算（力×力方向的位移）
1．关于功的判断，下列说法正确的是(　)
A．功的大小只由力和位移决定
B．力和位移都是矢量，所以功也是矢量
C．因为功有正功和负功，所以功是矢量
D．因为功只有大小而没有方向，所以功是标量
D
例题
2.下列哪种情况中作用力对物体做了功( )
A. 用50N的力提着水桶沿水平地面前进10米
B. 男子举重运动员举着重1700N的杠铃停留
3秒
C. 用50N的力提着书包从一楼走到三楼
D. 铅球受到手的推力,离手后通过9米的距离
C
例题
3、关于功的论述，下列说法正确的是（ ）
A、大的力一定比小的力做的功多
B、+5J的功比-5J的功多
C、+10J功比+5J的功多
D、-10J功比+5J的功少
C
要点：功的正负不表示功的大小
例题
4. 某人用50N的竖直向上的力把重20N的物体竖直向上移动了2米，该人做功（ ）
A. 40J
B. 60J
C. 100J
D. 140J
C
例题
5、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
要点： 公式中F为恒力，且始终作用在物体上
例题
6．一人乘电梯从1楼到20楼，在此过程中经历了先加速，后匀速，再减速的运动过程，则电梯支持力对人做功情况是 (　　)
A．加速时做正功，匀速时不做功，减速时做负功
B．加速时做正功，匀速和减速时做负功
C．加速和匀速时做正功，减速时做负功
D．始终做正功
D
例题
7、两质量相等的物体A、B分别放在粗糙水平面上和光滑的水平面上，在同样的拉力F作用下，产生相同的位移S，则拉力（ ）
A、对A做的功多 B、对B做功多
C、一样多 　 D、以上都有可能
C
力对物体做的功只与F、 l 、α三者有关，与物体的运动状态等因素无关
例题
8.物体质量为2kg，光滑的动滑轮质量不计，今用一竖直向上的50N的恒力向上拉，使物体上升4m距离。则在这一过程中拉力做功 J,物体克服重力做功 J.（ ）
400
80
要点：功的公式
1、如果力的作用点就在物体上，且物体不发生形变或者物体可以看成质点，那么l就表示物体的位移；
2、如果力的作用点不在物体上，那么l为F的作用点发生的位移
例题
W=Flcosa中l的意义：
(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lcosα
求力对物体所做的总功有两种方法：
总功的求法
例：一个质量m=150kg的雪橇，受到水平方向成θ=370角斜向上方的拉力F=500N，在水平地面上移动的距离l=5m。雪橇与地面间的滑动摩擦力F阻=100N。求力对雪橇做的总功。
F
F阻
θ
总功的求法
8.如图，一质量m=4.0 kg的物体，由斜面长度l=5.0 m,倾角θ=53°的固定斜面顶端滑到底端.物体与斜面间的动摩擦因数为μ=0.2.求物体所受合外力做的功.（g=10 m/s2）
总功的求法
变力做功
变力做功
方法一：分段法
若一个力大小不变，方向总是与运动方向相同或者相反（如水的阻力、空气阻力等），则该力所做的功为力与路程的乘积。当力与运动方向总是相同时，该力做正功，总是相反时，该力做负功。
例题：以一定的初速度竖直向上抛出一小球，小球上升最大高度是h，空气阻力的大小为F, 则从抛出到落回原点的过程中，空气阻力对小球做的功为
A、0　 B、-Fh C、-2Fh D、-4Fh
C
变力做功
方法二：图像法
力与位移（F-L）的图像中，图线与坐标轴所围图形的面积表示力F所做的功（注意：图像必须是力与力方向位移的图像）。
在L轴上方的面积，表示力对物体做正功，在L轴下方的面积，表示力对物体做负功。
例题1、一辆汽车质量为800kg,从静止开始运动,其阻力为车重的0.05倍.其牵引力的大小与车前进距离的变化关系为：F=100x＋f0,f0是车所受的阻力.当车前进20m时,牵引力做的功是多少?（g=10m/s）
28000J
变力做功
例2、如图甲所示，在水平地面上放置一个质量为m＝4 kg的物体，让其在随位移均匀减小的水平推力作用下运动，推力随位移x变化的图象如图乙所示，已知物体与地面间的动摩擦因数μ＝0.5，g取10 m/s2，下列说法正确的是(　　)
A．物体先做加速运动，推力撤去时开始做减速运动
B．水平推力所做的功为200J
C．0-4m过程中合力做功为420J
D．物体在运动中的加速度先变小后不变
B
变力做功
方法三：等效转换法
若某一变力所做的功和某一恒力所做的功相等，则可以通过求恒力所做的功，来求变力所做的功。
例1、如图，定滑轮至滑块的高度为h，已知细绳的拉力为F（恒定），滑块沿水平面由A点前进S至B点，滑块在初、末位置时细绳与水平方向夹角分别为α和β。求滑块由A点运动到B点过程中，绳的拉力对滑块所做的功。
例2、如图，一根轻质绳子绕过高4m的滑轮（大小、摩擦均不计），绳的一端拴一质量为10kg的物体，另一侧沿竖直方向的绳被人拉住．若人拉住绳子前进3m，使物体匀速上升，则人拉绳所做的功为
A．500J B．300J 　
C．100J D．50J
C
变力做功
摩擦力做功
一、滑动摩擦力做功
滑动摩擦力对滑块做负功
滑动摩擦力对桌不做功
滑动摩擦力对M做正功
滑动摩擦力对m做负功
滑动摩擦力既可以做正功，也可以做负功，还可以不做功。
滑动摩擦力f对m做负功 W1=- f Sm
滑动摩擦力f对Ｍ做正功 W2= f SM
滑动摩擦力f对Ｍ和m做的总功 W总= -f（Sm-SM）
一对相互作用的滑动摩擦力对系统做的总功必定为负功。
二、静摩擦力做功
F
没拉动
静摩擦力不做功
A和B相对静止,一起加速运动
静摩擦力对A做负功
静摩擦力对B做正功
静摩擦力既可以做正功，也可以做负功，还可以不做功。
静摩擦力对A做负功W=-fS
静摩擦力对B做正功Ｗ＝fS
静摩擦力对AB做的总功Ｗ＝0
一对相互作用的静摩擦力对系统做的总功必定为零。
例题：如图，在加速向左运动的车厢中，一个人用力沿车前进的方向推车厢，已知人与车厢始终保持相对静止，那么人对车厢做功的情况是( )
A.做正功 B.做负功
C.不做功 D.无法确定
B