7.2 功—人教版高中物理必修二课件 (共28张PPT)

(共28张PPT)
人教版物理必修二第七章第二节
功
学习目标
1.领会寻找守恒量是科学研究的重要思想方法。
2.了解势能、动能的概念。
重力势能增大
动能增大
弹性势能增大
x
x
x
力?
功！
若物体在力的作用下能量发生了变化，则这个力一定对物体做了功。
思考1:有无做功
纹丝不动!!
匀速
真辛苦
匀速前进
一、功的概念
一、功的概念
2、功的两个因素：
（1）力
（2）沿力的方向发生位移
1、功的定义：物体受力的作用，并沿力的方向发生一段位移，称力对物体做了功。
思考
如果起重机提着货物静止不动，拉力对货物是否做功了？
如果提着货物水平运动，拉力是否做功了？
一、功的概念
陷在雪地里的汽车，人不管怎样用力，都推不动，人的推力对汽车是否做功了？
火车在平直轨道上运动，铁轨对火车的支持力和火车的重力做不做功？
一、功的概念
在光滑的水平地面上，物体M在水平力F的作用下发生了一段位移L。
问题1、物体受力情况和各力的做功情况如何？
问题2、力F做了多少功？
二、功的计算
二、功的计算
W＝F
L
力的大小
位移的大小
力F对物体做的功
1.力的方向与物体运动的方向相同时
二、功的计算
根据力的等效性原理,
可把计算F做功的问题转化为分别求F1和F2做功的问题。
W1=
F1L=
FLcosα
W2
=
0
W
=
W1
+
W2
W
=
FLcosα
思考：当拉力与水平方向的夹角为α时，此时拉力F做的功应该是多少呢？
二、功的计算
若将位移L分解,结果如何?
L1=Lcosα
L2=Lsinα
W1=FL1=FLcosα
W2=0
W=FLcosα
二、功的计算
W＝F
L
cosα
力F对物体做的功
力的大小
位移的大小
力与位移的方向的夹角
功的定义式为：
力对物体所做的功，等于力的大小、位移的大小、力与位移夹角的余弦这三者的乘积。
2.力的方向与物体运动的方向成一夹角时，
二、功的计算
功是一个标量。在国际单位制中单位是焦耳，简称焦，符号是J。
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。
1J=1N×1m=1N?m
W＝F
Lcosα
对功的公式的理解
1.公式只能用于求恒力的功，如果力是变力，无论力的大小变化，还是力的方向变化，都不能直接用该公式求解；
2.α角是“力的方向和位移方向的夹角”，而不是题目中的某一个以α命名的角；
二、功的计算
辨认力的方向与位移方向的夹角
答案：450
答案：1350
二、功的计算
二、功的计算
辨认力的方向与位移方向的夹角
答案：450
答案：
1350
方法：将力、位移矢量的箭尾移到同一个作用点上。
W＝F
L
cosα
某力对物体做负功，往往说成“物体克服某力做功”（取绝对值），两种说法的意义是等同的。
三、正功与负功
功是标量，没有方向
正功说明此力为动力
负功说明此力为阻力
功的正负不是数量上的正与负，
既不能说“正功和负功方向相反”
也不能说“正功大于负功”，
它们仅表示相反的做功效果。
三、正功与负功
α指什么？
四、总功的求法
W总=W1+W2+W3+??????
W总=F合
Lcos
α
2、力是矢量
故可以先求合力，再求合力做的功：
.如图2所示，静止在光滑水平面上的物体，在与水平方向成60°角斜向上的力F作用下沿光滑水平面运动了10
m，已知F＝10
N，则拉力F所做的功是
J.
50
图2
例1　如图5所示，坐在雪橇上的人与雪橇的总质量为m，在与水平面成θ角的恒定拉力F作用下，沿水平地面向右移动了一段距离l.已知雪橇与地面间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g，则雪橇受到的
A.支持力做功为mgl
B.重力做功为mgl
C.拉力做功为Flcos
θ
D.滑动摩擦力做功为－μmgl
解析　支持力和重力与位移方向垂直，不做功，A、B错误；
拉力和滑动摩擦力做功分别为W1＝Flcos
θ，W2＝－μ(mg－Fsin
θ)l，C正确，D错误.
√
图5
例2　(多选)质量为m的物体，静止在倾角为θ的斜面上，斜面沿水平方向向右匀速移动了距离l，如图7所示.物体始终相对斜面静止，则下列说法正确的是
A.重力对物体做正功
B.合力对物体做功为零
C.摩擦力对物体做负功
D.支持力对物体做正功
√
图7
解析　物体的受力和位移如图所示.支持力FN与位移l的夹角α<90°，故支持力做正功，D选项正确；
重力方向与位移方向垂直，故重力不做功，A选项错误；
摩擦力Ff与位移l的夹角大于90°，故摩擦力做负功，C选项正确；
物体做匀速运动，所受合力为零，合力做功为零，B选项正确.
√
√
例3　(2019·嘉兴七校高一下学期期中)如图8所示，一个质量为m＝2
kg的物体，受到与水平方向成37°角斜向上方的力F＝10
N作用，在水平地面上从静止开始向右移动的距离为l＝2
m，已知物体和地面间的动摩擦因数为0.3，g取10
m/s2，求外力对物体所做的总功.(cos
37°＝0.8，sin
37°＝0.6)
图8
答案　7.6
J
例4.(总功的计算)如图11所示，质量m＝50
kg的滑雪运动员从高度h＝30
m的坡顶由静止下滑，斜坡的倾角θ＝37°，滑雪板与雪面之间的动摩擦因数μ＝0.1.则运动员滑至坡底的过程中：(g取10
m/s2，sin
37°＝0.6，cos
37°＝0.8，装备质量不计)
(1)滑雪运动员所受的重力对他做了多少功？
答案　1.5×104
J　
解析　重力做的功为：WG＝mgh＝50×10×30
J＝1.5×104
J
图11
(2)各力对运动员做的总功是多少？
答案　1.3×104
J
解析　运动员所受合力为：F合＝mgsin
37°－μmgcos
37°＝260
N
合力做的功W合＝F合·l＝260×50
J＝1.3×104
J.
课堂小结
1.
做功的条件
物体在力的方向上移动的位移
2.
功的计算
W
=
F
l
cos
?
b.
力必须是恒力
3.
功是标量，但有正负。正负只表示做功的力的效果。功的正负决不表示方向，也不表示大小。
4.
总功等于各个力对物体所做功的代数和，也就是合力对物体所做的功。
作用在物体上的力
作业
同步练习
T
谢谢观看
HANK
YOU!