人教版高中物理必修二7.2-功(共28张PPT)

(共28张PPT)
7.1
功
功是能量转化的量度
在物理学的发展过程中，人们建立并不断发展了功的概念，认识到功和能量的重要关系：
什么是功？
1、功的概念：
如果一个物体受到力的作用，并且在力的方向上发生了位移，物理学中就说这个力对物体做了功。
2、做功的两个不可缺少的因素
a、作用在物体上的力
b、物体在力的方向上发生的位移
“两个必要因素”的含义是指“缺一不可”
（１）当你端着一盆水不动时，你累吗？你做功了吗？为什么？
（２）用力推讲台,讲台没有动，人累吗？人做功了吗
分析：
Ｓ=０
Ｆ≠０
没有做功．
（劳而无功）
实例分析：
“两个必要因素”的含义是指“缺一不可”
（３）用脚踢出足球，球在地面上滚动，滚动过程中，人对球做功了吗？
分析：
Ｓ≠０
Ｆ＝０
没有做功．（不劳无功）
“两个必要因素”的含义是指“缺一不可”
（４）人推着木箱前进时，箱子的重力和支持力做功了吗？为什么？
分析：
Ｓ≠０
Ｆ≠０
没有做功．（劳而无功）
Ｆ⊥Ｓ
（５）人提一桶水沿水平方向前进，提力做功了吗？
Ｓ
．
Ｇ
Ｎ
．
Ｇ
Ｎ
不做功的情况
１．有力，但是在力的方向上通过的距离为零．
２．有距离，但是和距离同一方向上没有力的作用
３．有力，也有距离，但是力和距离方向是相互垂直的．
(1)如果力的方向与物体的运动方向一致，这个力所做的功是多少？
l
3、功的计算
W=Fl
F支
F支
l
F不做功
即
W=0
(2)如果力的方向与物体的运动方向垂直，这个力所做的功是多少？
一物体在与水平方向成60°角斜向上的力F=10N的作用下，在光滑水平面上由静止开始移动l=5m,请你求出力F所做功。
F
F
l
α
α
W=？
（探究2.3）
l
WF1=F1·l
WF2=F2·0
又
F1=F
cos
α
即W=Fcosα·
l
分析：把计算F做功的问题转化为分别求F1和F2做功的问题
F
F2
F1
α
l
l1
l2
（2）单位
国际单位：焦耳（焦）符号：J
１Ｊ＝１Ｎ×１m=1N·m
功
W=Fl
cosα
（1）计算公式
力的大小
位移的大小
力与位移的夹角
（3）物理意义
描述力在空间上积累效果的物理量。
辨认力的方向与位移方向的夹角
α
F
S
甲
答案：α
α
F
S
乙
答案：π-
α
α
F
S
丙
答案：
α
α
F
S
丁
答案：
π-
α
——力和位移正方向的夹角
计算以下三种情形力F对物体做的功
F=10N
l=2m
W=Flcos(180°-θ)
≈17.3J
W=Flcos(180°-θ)
≈
-17.3J
W=Flcosθ
≈
17.3J
功虽有正、负之分，但功是标量。
v
v
v
4、正功和负功
（1）当α＝0°时
cosα＝
1
，
（2）当α＝90°时，W＝0、力对物体不做功
（3）当α＜
90°时，cosα＞0，W
＞
0
力对物体做正功
该力为物体前进的动力
（4）当90°＜
α
≤
180°时，
cosα＜
0，W
＜
0
力对物体做负功
该力成为物体前进的阻力
往往说成“物体克服某力做功”
1、一学生用100
N的力将质量为0.5
kg的球迅速踢出，球在水平路面上滚出20
m远，则该学生对球做的功是：（
）
A、2000
J　　　
B、1000
J　　　　
C、16
J　
D、无法确定
课堂练习
D
要点：
公式中F为恒力，且始终作用在物体上
2、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、+5
J的功比-5
J的功多
C、+10
J功比+5
J的功多
C
要点：功的正负不表示功的大小
3、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
粗糙
光滑
A
B
F
F
θ
θ
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
一个质量m=2kg的物体，受到与水平方向成60°角斜向上的力F1=20N和水平方向的力F2=4N的作用，在水平地面上移动距离l=2m，求力对物体所做的总功.
F1
α
l
F2
（探究）
5、总功
当物体在几个力的共同作用下发行一段位移l时，这几个力对物体做的总功，等于各分力分别对物体所做功的代数和，也等于这几个力的合力对物体所做的功。
W总=W1+W2+W3+……+Wn
W总=F合l
cos
α
注意：
应用F合
l
cos
α时各力必须同时作用在物体上。
你知道吗？
一、做功的条件
作用在物体上的力
物体在力的方向上移动的位移
二、功
W
=
F
l
cosα(恒力)
a、功一定要指明是哪个力对物体做的功
b、力必须是恒力
三、正功、负功及其物理意义
四、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。
W=Fl
cosα只适用于恒力做功
公式的适用范围
F弹
F弹
原长处O
1、严格讲，l是力作用点的位移，一般情况下，物体的位移与“力作用点”位移是一致的。
2、中学阶段计算功一般以地面为参考系。
对
l
的理解
B
A
l1
l2
l3
F
正功的物理意义是：力对物体做正功，表明此力的效果是促进物体的运动，是动力做功。
负功的物理意义是：力对物体做负功，表明此力的效果是阻碍了物体运动，是阻力做功。
一个力对物体做负功，也可说成物体克服这个力做了功（正值）。
正功和负功
4、判正误：
A、举重运动员正举着重物，但举力却不做功
B、作竖直上抛运动的物体受到的重力先做负功后做正功
C、作竖直上抛运动的物体先克服重力做功后重力做功
D、作竖直上抛运动的物体受到的重力先做负功后物体克服重力做功
E、做功的两个必不可少的因素是力和位移
F、功是一个状态量
G、功的单位用国际单位制中的基本单位表示为kgm2/s2
H、有力有位移，该力一定做功
√
×
√
√
×
×
√
×
5、质量为m的物体沿倾角为θ的斜面匀速滑下，在通过位移s的过程中
(　　)
A.重力对物体做功mgs
B.重力对物体做功mgssin?
C.支持力对物体做功mgscos?
D.摩擦力对物体做正功，数值为mgssin?
B
6、如下图所示，物体的质量为m=2
kg,滑轮的质量和阻力不计，今用一竖直向上的力F=12
N向上拉，使物体匀速上升h=4
m的高度，则在此过程中拉力所做的功是多少？
(取g=10
m/s2)
要点：l为F的作用点发生的位移
方法二：等效法
7、如图，一根绳子绕过高4
m的滑轮（大小、摩擦均不计），绳的一端拴一质量为10
kg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3
m，使物体匀速上升，则人拉绳所做的功为
(
)
A．500
J
　　　
B．300
J
　
C．100
J
　　　
D．50
J
C
等效法：化变力做功为恒力做功