粤教版 必修2 第四章 机械能和能源 第01节 功 ：19张PPT

(共19张PPT)
功
握力器在手的压力作用下弹性势能增加
瀑布在地球重力作用下重力势能减少
列车在机车牵引力作用下动能增加
如果物体在力的作用下能量发生了变化，这个力就对物体做了功。
一、功
一个物体受到力的作用，如果在力的方向上发生了一段位移，这个力就对物体做了功。
1、定义
2、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
初中已经学习过功的表达式为：W=F
s
探究：此公式是否适用于任何情况？
W2
=
0
3、公式：
W
=
F
l
cosα
4、单位
国际单位：焦耳（焦）
J
１Ｊ＝１Ｎ×１m=1N·m
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
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
5、功是标量
只有大小，没有方向
注意：
功一定要指明是哪个力对物体做的功
公式的适用条件：力F是恒力
α是F和l的夹角,而不是题目中的某一个以α命
名的角，
其取值范围是
0°≤α≤180°
l是力的作用点相对地面的位移
要点：
公式中F为恒力，且始终作用在物体上
要点：计算某个力做功时，力和位移要对应同一个过程。
人用20
N的水平恒力推着小车在粗糙的水平面上前进了5.0
m，人放手后，小车又前进了2.0
m才停下来，则在小车运动过程中，人的推力所做的功为(　　)
A．100
J
B．140
J
C．60
J
D．无法确定
A
C
1．用水平恒力F作用于质量为M的物体，使之在光滑的水平面上沿力的方向移动距离l，恒力做功为W1；再用该恒力作用于质量为m(m(
　)
A．W1>W2　　　　
B．W1C．W1＝W2
D．无法判断
结论：功只由F、l、α三者决定，与物体的运动状态以及物体是否受到其他力作用没有关系。
三维设计P44
二、正功和负功
当
时，
当
力F对物体做负功。
力F对物体做正功。
时，
当
时，
力F对物体不做功。
功的表达式W
=
F
l
cosα
W>0，
cosα>0，
W=0
,
cosα
=
0，
W<0,
cosα<0
，
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.
如：摩擦力做了
-8J
的功，也可以说成，
物体克服摩擦力做了
8J
的功。
力对物体做正功时，说明这个力促进物体的运动，是动力
，对物体而言是对物体输入了能量，物体的能量发生了增加。
力对物体做负功时，说明这个力阻碍物体的运动，是阻力，对物体而言是物体输出了能量，物体的能量发生了减小。
正负功的物理意义
功是能量转化的量度,即做了多少功就有多少能量发生了转化.
比较：
-10J的功与+5J的功，哪个多？
正功
动力
能量增加
负功
阻力
能量减少
三维设计
P43
[解析]　(1)物体的受力情况如图所示
重力对物体做的功
WG＝0
支持力对物体做的功
WN＝0
拉力对物体做的功
WF＝Fs
cos
37°＝16
J
摩擦力对物体做的功
Wf＝fs
cos
180°＝－8.4
J
三维设计
P43
[解析]　(1)物体的受力情况如图所示
W总＝WF＋Wf＋WG＋WN＝7.6
J。
重力对物体做的功
WG＝0
支持力对物体做的功
WN＝0
拉力对物体做的功
WF＝Fscos
37°＝16
J
摩擦力对物体做的功
Wf＝fscos
180°＝－8.4
J
(2)物体所受的合外力为
F合＝Fcos
37°－f＝3.8
N
故合外力所做的功为
W合＝F合s
cos
0°＝7.6
J。
(3)物体所受的各个力所做的功的代数和为
三、总功的求法
提示：不是．总功为零可能是各力都不做功，也可能是各力有的做正功，有的做负功，它们做功的代数和为零．
☆思考：总功指物体受到的所有力对物体做功的总和，物体的合力不做功，是否意味着它所受到的所有外力都不做功呢？
小结：
一.功的概念和两个要素:
二.功的表达式：
四.外力的总功:
1.功的二个要素：
力和力方向上的位移
2.功的单位：
焦（J），标量
三.正功和负功：
功的正负不代表功的大小也
　
不代表功的方向,它代表的是力的作用效果．
W
=
F
lcosα
1.W总
=
W1
+
W2
+
W3
+······
Wn
2.W总
=
F合
l
cosα
1、以一定的初速度竖直向上抛出一个小球，小球上升
的最大高度为h，空气阻力大小恒为f，则从抛出至回到
原出发点的过程中，空气阻力对小球做的功为（
）
A、0
B、-fh
C、-2fh
D、-4fh
C
2、用起重机把重量为2.0×104N的物体匀速提高5m，问：
（1）钢绳的拉力做了多少功？
（2）重力做了多少功？
（3）物体克服重力做了多少功？
（4）这些力所做的总功是多少？