物理：功 课件（新人教版必修2）

(共20张PPT)
功
导入:神奇的机械
一、 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, 我们就说这个力对物体做了功.
举例说明
判断:有无做功
纹丝不动!!
匀速
真辛苦
力与位移方向相同，力做功
力与位移方向垂直，在竖直方向上有力但没有位移故力不做功
归纳:做功的两个必要条件
（1）作用在物体上的力．
（2）物体在力的方向发生一段位移
这两个条件是严格的，缺一不可 ！
二、功的表达式
1、力的方向与物体的运动方向一致
物体m在水平力F的作用下水平向前行驶的位移为S，如图所示，则力F对物体所做的功为：
W=FS
F表示力的大小，S表示位移的大小，W表示力对物体所做的功
如何求一个力做了多少功呢？
2、如果力的方向与运动方向垂直
当力的方向跟位移方向垂直时，物体在力的方向上没有发生位移，力对物体不做功，即做功为零。
即 W ＝ 0
F
匀速运动
S
3、当力的方向与位移方向成某一角度时
物体m在与水平方向成α角的力F的作用下，沿水平方向向前行驶的距离为S，如图所示，求力F对物体所做的功。
S
F
F
F
α
F
α
F
α
分析：
根据力的等效性原理,可以把计算F做功的问题转化为分别求F1和F2做功的问题
W1= F1S= F COSαS
W2 = 0
∵
W = W1 + W2
∴
W = F SCOSα
拉力F做的功W = ？
F2
F1
理解：在位移方向的分力与位移的乘积
1、公式：
W = F S cosα
W=Fscosα，其中α为F与s的夹角，F是力的大小，s一般是物体相对地面的位移，而不是相对于和它接触的物体的位移.（力的作用点发生的位移）
功的公式：
2、单位
国际单位：焦耳（焦）
单位符号：J
１Ｊ＝１Ｎ×１m=1N·m
5.适用条件:公式只适用于恒力做功.即力的大小和方向恒定且受力物体沿着确定直线运动。（力和位移的夹角恒定）
4.功是过程量。计算功时必须明确是哪个力在哪个过程中对哪个物体做功。
3.物理意义：一个力做的功等于这个力的大小、位移的大小、力的方向和位移的方向的夹角的余弦、这三者的乘积。恒力做功多少只与Ｆ、Ｓ及二者夹角余弦有关，而与物体的加速度大小、速度大小、运动时间长短等都无关，即与物体的运动性质无关，同时与有无其它力做功也无关。
6.功是标量，只有大小，没有方向，但是有正负.
①当0≤α＜90°时cosα>0 ,W＞0，力对物体做正功；
若物体做直线运动，由力和位移夹角来判断较方便。
②当α=90时，cosα=0、W=0，力对物体不做功；
③当90°＜α≤180°时， cosα<0 ,W＜0，力对物体做负功或说成物体克服这个力做功.
若物体做曲线运动，利用力和速度的夹角来判断做。
① ０≤α＜９０Ｏ时，力对物体做正功；
② α＝９０Ｏ时，力对物体不做功。
③ ９０Ｏ＜α≤１８０Ｏ时，力对物体做负功（或物体克服力做功）。
正功的意义是：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。
功是标量，但有正负。功的正负只表示力做功的效果, 决不表示方向 ,也不表示大小。即：表示是动力或阻力做功。
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）
例：某一物体以一定初速度在粗糙水平面做匀减速直线运动，若阻力做－20J功，
也可以讲物体克服阻力做了20J功。
比较－8J的功与5J的功谁大？
总功等于各个力对物体所做功的代数和，也等于合力对物体所做的功。
三、求总功
练习：在光滑水平面上，物体受到两个沿水平方向互相垂直的大小分别为3N和4N的恒力，从静止开始运动10m,求每个力做的功和合力做的功。
由上可知，总功的计算是标量运算，不符合平行四边形定则
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(mA w1>w2 B w1C
本题说明了一个力所做的功只由力和力的方向上发生的位移决定,跟物体是否还受到其它力作用,以及物体的运动情况均无关
若将位移 S 分解,结果如何
F
S
S1
S2
α
90。
S1=Scosα
S2=S sinα
W1= FS 1= F Scos α
W2= 0
W= F Scos α
理解：力与位移在力的方向的分量的乘积
1、做功的两个不可缺少的因素
作用在物体上的力
在力的方向上移动的位移
2、功的计算
W = F S cosα
a、功一定要指明是哪个力对物体做的功
b、力必须是恒力