高一物理必修二.功ppt课件

2.做功的因素
一是作用在物体上的力； 二是物体在力的方向上发生位移.
概括归纳
一、功的概念
3.功的定义
力与力方向上的位移的乘积叫该力 的功 。
4.功的公式
W = Fl 定义式 只对恒力适用
5.功的单位 焦耳，符号“J ”表示。
１Ｊ＝１Ｎ×１m=1 N·m
合作探究
二、功的计算
1.力与位移方向一致时
F
α=30o θ
θ=150°
θ=30°
F θv
θ=30°
合作探究
二、功的正负
α
α=π/2 α＜π/2
π/2＜α≤π
COSα
COSα= 0 COSα＞0 COSα＜0
W
W= 0 W＞0 W＜0
物理意义
表示力F对物 体不做功
表示力F对物 体做正功
表示力F对物 体做负功
思考：功是标量，它的正、负表示什么意思呢？
合作探究
二、功的计算
3.力与位移方向不一致时 L1
F
ma
L
m
公式可以表达为W＝F·lcosα，表达的意义是功等
于沿力F与F方向的位移的乘积。
L2
应用练习
二、功的计算
[例1] 分别计算这三种情形下力对物体做的 功。设这三种情形下力和位移的大小都相同
F＝10N，l＝2m。角θ的大小如图所示。
F
F
θv v
• 14、Thank you very much for taking me with you on that splendid outing to London. It was the first time that I had seen the Tower or any of the other famous sights. If I'd gone alone, I couldn't have seen nearly as much, because I wouldn't have known my way about.

借题发挥 (1) 抓住做功的两个因素判断各个 力的做功情况． (2) 根据力和物体在力的方向上的位移关系判 断功的正负．
【变式1】 下列说法中正确的是 ( )． A．力对物体做正功还是做负功，取决于力 和位移的方向关系 B．力做功总是在某过程中完成的，所以功 是一个过程量 C．功是矢量，正、负表示方向 D．功是标量，正、负表示外力对物体做功， 还是物体克服外力做功
三、功的正负、合力的功 正功和负功 力F与位移x方向的夹角为α，则根据功的公 式W＝Fxcos α可知： (1)当α＝90°时，cos α＝0，W＝0.表示力F 垂直x 的方向 不做功 的方向跟位移 时，力 F ； 正 (2) 当 0≤α<90°时， cos α>0 ， W>0. 表示力 F 对物体做 功； (3)当90 cos α<0 ，W<0.表示 负 °<α≤180°时， 物体克服力 F做功 力F对物体做 功，也可以 说 ．
一、做功与能量的变化 位移 力的方向 如果物体受到力的作用，并在 上发 生了 ，我们就说力对物体做了功． 能量的变化 做功总是与 密切相关，做功的过 程就是能量变化的过程．
二、功 力的方向 力 做功的两个不可缺少的因素： 和物体在 上发生的位移． 功的计算 力的大小 (1) 力 的 方 向 与 位 移 方 向 一 致 时 ， 功等于 与 位移大小 的 乘 积W＝Fx ， 公 式 为： ． 力与位移夹角的余弦 (2)力的方向与位移方向成某一角度 α时，力 力的大小 位移的大小 对物体做的功等于 W＝Fxcos、 、 α 这三者的乘积，公式为： ． 焦耳 (3) 功的单位：在国际单位制中，功的单位 J 是 ，简称焦，符号是 ．
如已知物体受力中有的不做功有的虽做功但方便求得该力的功如重力的功时选择ww三相互作用力的功作用力和反作用力有等大反向的关系但是它们分别作用在两个不同的物体上两个力的作用点所产生的位移的大小并不一定相同因此两个力所做的功并不一定相同功的正负也不确定会出现多种情作用力与反作用力均做负功

（2）他所能到达的最大离地高度为多少（场地足够高）？
（3）若从B高台开始下滑，为能到达A高台，此人下滑的最小速度为多少？
课堂练习
1.(多选)下列过程中，在不计空气阻力的情况下机械能守恒 的是( ) A.物体做自由落体运动 B.用轻绳系一小球，给小球一初速度，使小球以另一端为 圆心，在竖直面内做圆周运动，小球在做圆周运动的过程 中 C.自由下落的炸弹在空中爆炸 D.物体以一定的初速度冲上光滑的斜面
第八章 第四节 机械能守恒定律
前面我们学习了重力势能、弹性势能和动能，它们分 别有怎样的特点？与做功分别有怎样的关系？
[情境展示] 图片中展示的各种运动过程，是什么力做功？有哪些
能量参与了转化？
小孩荡秋千
瀑布
蹦极
蹦床
一、动能与势能的相互转化
1.机械能概念：物体的动能和势能之和称为物体的机械能。 机械能包括动能、重力势能和弹性势能。通过做功，机 械能可以从一种形式转化为另一种形式。 2.计算公式：E=Ek+Ep 3.机械能是标量 4.具有相对性(需要设定零势能面)
二、追寻守恒量
钢球用细线悬起，请一个同学靠近将钢球拉至同学鼻子处释放， 摆回时，观察钢球所能达到的高度。将小钢球换成塑料球再做， 观察现象。
钢球所能达到的高度与初始高度基本相同， 说明什么问题？
二、追寻守恒量 DIS实验
三、机械能守恒定律
请以物体沿光滑曲面滑下为例，推导动能与势能 的相互转化是否存在某种定量的关系。
[例题2]质量为25kg的小孩坐在秋千上，小孩离栓绳子的横梁2.5m，如果秋千摆
与其当一辈子乌鸦，莫如当一次鹰。
到最高点时，绳子与竖直方向的夹角是60°，当秋千板摆到最低点时（不计空气 由静止释放到最低点，弹簧的长度也等于L(在弹性限度内)，这时A、B两球在最低点的速度分别为vA和vB，则( )

F1
F1 F cos
WF1=F1·
l
WF2=F2·
0
W2 = 0
W F l cos
二、用分解位移的方法求功
除了分解力以外还可以分解位移:
l1=lcosα
l1
F
α
l2
l
l2=lsinα
W= Flcosα
W1= Fl 1= Flcos α
W2= 0
在力方向发生的位移
三、功
1.公式：W = Flcosα
F1
A
B
负功的物理意义:
F2
表示该力是阻力。
2.某力做多少负功，也可说成“物体
克服该力做多少功”（取绝对值）。
v
f=5N
A
l=2m
B
如：－8J > 5J
不做功的情况
1.有力无距离
2.有距离无力
3.力与运动方向垂直
03
几个力对物体做的总功
我们学习了一个力对物体所做
的功的求解方法，而物体所受的力
往往不止一个，那么如何求解这几
02
正功和负功
力与位移夹角为锐角(0≤α＜π/2)
0≤α<π/2，cosα>0，W=Flcosα>0
即力对物体做正功
力与位移夹角为钝角(π/2＜α≤π)
π/2 <α≤π，-1≤cosα<0，W=Flcosα<0
即力对物体做负功 或“物体克服某力做功(取绝对值)”
阅读课文
完成下表
W = F l cosα
故计算功时一定要指明是哪个力在哪个过程对物体做的功。
（2）公式W = Fl cosα只适用于计算恒力的功，l是物体的位移，

功?
(答案：9J, 16J, 25J, 25J)
2. 如图所示. A为静止在水平桌面上
的物体, 其右有一个动滑轮O, 跨过动滑轮
的细绳的P端固定在墙壁上,于细绳的另一
端Q用水平力F向右拉,物体向右滑动s的过
程中, 力F对物体做多少功? (上、下两段
绳均保持水平)
(答案：2Fs)
O QF
A
P
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, 我 们就说这个力对物体做了功.
N
F
F
s mg
N
F
F
s
mg
WF = Fs
N
F
F
s
2. 做功m的g两个要素: 力和物体在 力的方向上发生的位移.
功的两个要素:力和在力方向发生的位移。
当F与S同方向时,W=FS α时,W=?
注 意:
①讲“功”，一定要指明是哪个 力做的功.
②公式中F是恒力，s是物体对地
的位移, 是F与 s的夹角.
③公式中的F和s必须具备同时性.
4. 在国际单位制中, 功的单位是: 焦耳(J) 1J＝1N·m
5. 功是过程量，是力对空间的积累
例1. 人以恒力50N推小车在水
平路面上前进了5m, 人放手后, 小车
sin53=0.8, cos53=0.6, g取10m/s2, 求在这一过程中:
①重力G对物体所做的功; ②拉力F对物体所做的功; ③摩擦力 f 对物体所做的功; ④外力对物体所做的总功.
①0 ② 9J ③ -4.5J ④ 4.5J
小结: 总功的求解方法： a. 求出各个力所做的功，则总功等于各
个力所做功的代数和. W总=W1 + W2 +W3+…（注意要把各个功的正负号 代入运算）.

1 2
t1
，
选项 C 错误；
D．在t2 时刻，汽车达到最大速度，则有汽车的牵引力 F Kmg ，
则 vm
P0 F
P0 Kmg
，选项
D
正确；故选
BD。
三、关键点拨
涉及到机车的启动、吊车吊物体 等问题，如果在某个过程中保持功 率P恒定，随着机车或物体速度的 改变，牵引力也改变，要求该过程 中牵引力的功，可以通过W=Pt求 变力做功。
功通过绳子将能量转移到物体
上，故此恒力F做功应该等于绳
子对物体做的功。
W F( h h )
sin sin
Fh
A
B
二、变式训练
【变式1】人在A点拉着绳通过一个光滑定滑轮以加速度a匀加速吊起质量为m的物体， 如图所示，保持人手与滑轮间的竖直距离不变，大小为h,开始时绳与水平方向成 600 角，当人拉着绳由A点沿水平方向运动到B点时，绳与水平方向成300 角，求人 对绳的拉力做了多少功？（不计摩擦）
B．W3=W1+W2
C．W1=W2
D．W1>W2
【参考答案】BD
三、关键点拨
做曲线运动的物体，当力的大小不变,力的方向时刻与速度同向(或反向)时,把 物体的运动过程分为很多小段,这样每一小段可以看成直线,先求力在每一小段上做 的功,再求和即可。用微元累积法的关键是如何选择恰当的微元，如何对微元作恰 当的物理和数学处理。
量为m，额定功率为P0，汽车在行驶过程中所受阻力恒为车重的K倍，在t2时刻汽
车刚好获得最大速度。则下列说法正确的是（ ）
【参考答案】BD
A．在t1~t2时间内汽车做匀速直线运动
B．在0~t1时间内汽车平均功率为
1 2 P0

的事就赶紧去做，并且尽量把它做到最好，这样才不会留下太多的遗憾和悔恨。淡看人生苦痛，淡薄名利，心态积极而平衡，有所求而有所不求，有所为而有所不为，不用刻意掩饰自己，不用势利逢迎他人，只是做一个简单真实的 自己。63.你所做的事情，也许暂时看不到成果，但不要灰心或焦虑，你不是没有成长，而是在扎 64.无论你从事什么行业，只要做好两件事就够了：一个是专业、一个是人品。专业决定了你的存在，人品决定了你的人脉；剩下的就 是坚持。65.给自己的三句话：一、年轻，什么都还来得及;二、不要纠缠于小事;三、你现在遇到的事都是小事。66.生活只有两种选择：重新出发，做自己生命的主角；抑或停留在原地，做别人的配角。67.决定你的人生高度的，不 是你的才能，而是你的人生态度！限制你的，从来就不是什么年龄，而是你的心态！68.水再浑浊，只要长久沉淀，依然会分外清澄；人再愚钝，只要足够努力，一样能改写命运！69.人最大的对手，就是自己的懒惰；做一件事并不 难，难的在于坚持；坚持一下也不难，难的是坚持到底；你全力以赴了，才有资格说自己运气不好；感觉累，也许是因为你正处于人生的上坡路；只有尽全力，才能迎来美好的明天！70.有理想，有目标，攒足力量向前冲;有勇气， 有信心，艰苦奋斗不放松;有恒心，有毅力，百折不挠不认输;加把劲，提提神，前途光明见曙光。71.想要体面生活，又觉得打拼辛苦；想要健康身体，又无法坚持运动。人最失败的，莫过于对自己不负责任，连答应自己的事都办不 到，又何必抱怨这个世界都和你作对？72.人生从来没有固定的路线，决定你能够走多远的，并不是年龄，而是你的努力程度。无论到了什么时候，只要你还有心情对着糟糕的生活挥拳宣战，都不算太晚。迟做，总比不做好！73.任 何打击都不应该成为你堕落的借口，你改变不了这个世界，但你可以改变自己，选择一条正确的路，坚定的走下去。74.也许你一生中走错了不少路，看错不少人 ，承受了许多的叛逆，落魄得狼狈不胜， 但都无所谓，只要还活着， 就总有盼望，余生很长， 何必慌张 75.这世界上，没有能回去的感情。就算真的回去了，你也会发现，一切已经面目全非回去的，只是存于心底的记忆。是的，回不去了，所以，我们只能一直往前。76.鸡汤再有理，终究是别人的 总结。故事再励志，也只是别人的经历，只有你自己才能改变自己。77.理想艰险，遇到再大的困难，想着为自己的理想奋斗，也不会选择放弃。即使在阴霾的云沙下，也会想到苍天苏醒的风和日丽。即使在封闭的角落中也会让心 灵驰骋在广阔的草原上。78.只要勇于去博，英勇去闯，就可闯出一片属于自己天地，以实现人生出色。不管结局能否完美，至少你享受拼搏的过程，就是人生的成功，就是胜者。79.一个人想要优秀，你必须接受挑战！一个人想要 尽快优秀，就要寻找挑战！80.人最大的对手，就是自己的懒惰；做一件事并不难，难的在于坚持；坚持一下也不难，难的是坚持到底；你全力以赴了，才有资格说自己运气不好；感觉累，也许是因为你正处于人生的上坡路；只有 尽全力，才能迎来美好的明天！81.每个人都有一行热泪，苦也要面对，因为坚强；每个人都有无言的伤，痛也要承受，因为成长。82.每一份坚持都是成功的累积！只要相信自己，总会遇到惊喜；每一种生活都有各自的轨迹！记得 肯定自己，不要轻言放弃；每一个清晨都是希望的开始，记得鼓励自己！83.我没有靠山，自己就是山！我没有天下，自己打天下！我没有资本，自己赚资本！这世界从来没有什么救世主。我弱了，所有困难就强了。我强了，所有 阻碍就弱了！活着就该逢山开路，遇水架桥。生活，你给我压力，我还你奇迹！.你要记得，在这个世界上，你是独一无二的，没人像你，你也不需要去代替谁。在你的人生舞台上，你是自己的主角，不需要去做谁

l1
α
F
WF1=F1·l
WF2=F2·0
l
F1
又 F1=F cos α
即W=Fcosα·l
W表示力对物体所做的功；
高中物理
一、功
F表示物体所受到得力；
Ｌ是物体所发生的位移；
1、定义：
α是力F和位移Ｌ之间的夹角；
求功时一定明确要求的是哪一个力在哪一段位移 力对物体所做的功，上等做于的力功的。大小、位移的大小、力与位移夹角余弦 这三者的乘积
(2)摩擦力对木箱所做的功； (3)外力对木箱所做的总功．
W1＝Fxcos 60°＝40×8×0.5 J＝160 J (2)摩擦力对木箱做负功 f=Fcos 60°
W2＝﹣fx=﹣Fxcos 60°＝﹣160J
(3)外力对木箱所做的总功:
W＝W1＋W2＝0
典例精析
二、功的计算
针对训练 如图所示，两个互相垂
锐角 钝角 锐角 钝角
典例精析
一、正、负功的判断
例2 质量为m的小物块在倾角为α的
斜面上处于静止状态，如图所示．若
N
f
x
斜面体和小物块一起以速度v沿水平方
向向右做匀速直线运动，通过一段位
移x.斜面体对物块的摩擦力和支持力
mg
的做功情况是( B )
A．摩擦力做正功，支持力做正功 B．摩擦力做正功，支持力做负功 C．摩擦力做负功，支持力做正功
直的力F1与F2作用在同一物体上， 使物体通过一段位移的过程中，力
F1对物体做功4 J，力F2对物体做功3 W1 4J J，则力F1与F2的合力对物体做功为 W2 3J
(A)
A．7 J
B．1 J
功为标量，合力做功等于F1与 F2做功的代数和

2、实际功率：是指机器在工作中实际输出的功率。 注意：
①机器不一定在额定功率下工作 ②机器正常工作时实际功率总是小于或等于额定功率 ③机器只能在短暂时间内实际功率略大于额定功率，但不允许长时间超 过额定功率。
4、m=2kg静止，μ=0.2，最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等。 t＝0时，物体受到方向不变的水平拉力F的作用，F的大小在不同时间段内 有不同的值，具体情况如表格所示(g取10 m/s2)。求：
获得较大牵引力
加大
增大
3）汽车在高速公路上想要提高速度，需要 油门， 输出功
率，以提高速度
加大
增大
五.机车启动问题
发动机的 实际功率
P＝F v
机车的瞬 时速度
v
vm
发动机的牵引力
1.机车以恒定功率 P 启动
0
t
v↑
→P＝F↓v↑
a↓＝
F↓－f阻
m
当F=F阻时，
a＝0 ，v达到
最大
vm＝
P f阻
保持
v大小相同
② 落地速度大小相同，方向不同，时间不同、平均功率、瞬时功率不同。
距地面同一高度：（3）以初速度V0 平抛，竖直上抛、竖直下抛 分析这几种情况下重力做功、落地时间、重力做功的平均功率、瞬时功率
①重力做的功都相同W=mgh
时间不同 t上>t平>t下 平均P上<P平<P下
2、 P F V co s求瞬时功率
当V是瞬时速度时，对应功率为瞬时功率.
1.m=2kg、α=37°由静止开始下滑，μ=0.5，求： ①前2 s内重力做的功? W=48J ②前2 s内重力的平均功率? P1=24W ③2 s末重力的瞬时功率？ P2=48W ④前2s内摩擦力的平均功率？ P3=16W

课堂练习
【练习5】(多选)质量为m的物体静止在光滑水平面上，从t＝0时刻开
始受到水平力的作用，力的大小F与时间t的关系如图所示，力的方向
保持不变，则（ ）
A．3t0时刻的瞬时功率为
5F (2t) m
【参考答案】BD
B．3t0时刻的瞬时功率为 15F(2t)
m
23F (2t)
C．在t＝0到3t0这段时间内，水平力的平均功率为 4m
【参考答案】B
课堂练习
【练习2】如图所示为一辆新能源电动汽车，发动机的额定功率为
9.0×104W。当汽车以10m/s的速度沿水平路面匀速行驶时，牵引力大
小为3.0×103N，此时汽车发动机输出的实际功率为（ ）
A．1.0×104W B．1.5×104W
C．3.0×104W D．9.0×104W
【参考答案】C
A．0.5×103s B．1.0×103s
C．1.5×103s D．2.0×103s
【参考答案】CBiblioteka 课堂练习【练习4】如图为修建高层建筑常用的塔式起重机。在起重机将质量 m=5×103kg的重物由静止开始竖直吊起，已知重物做加速度a=0.2m/s2匀加 速直线运动，当起重机输出功率达到其允许的最大值时，保持该功率不变， 直到重物做vm=1.02m/s的匀速运动。不计空气阻力和额外功。则（ ） A．起重机允许输出的最大功率P0=5.2×104W B．起重机允许输出的最大功率P0=5.1×104W C．重物做匀加速运动所经历的时间t=5.1s D．重物速度v1=0.8m/s时，起重机输出的功率为4×104W 【参考答案】B
瞬时功率
度时功率为瞬时功率.
联系 (1)公式P＝Fv是P＝W/t的推论 (2)功率P的大小与W、t无关

W=F · X · cosα 2、也可分解位移。 国际单位制
注:公式中F为恒力
第四章 第一节 功
变式练习：质量为m的物体沿倾角为θ 的 固定斜面匀速滑下，在通过位移L的过程 中( B ) N A.重力对物体做正功mgL B.重力对物体做正功mgLsin
mgsin
V
f
m
θ
mg cos
mg
C.支持力对物体做功mgLcos
检测：在粗糙的水平面上，用F=10N的水 平拉力分别使两个质量均为1kg的木块和 铁块沿F方向前进1m，已知动摩擦因数分 别为0.3和0.5，问：
1、重力做功了吗？
2、拉力做功相同吗？
3、求摩擦力对两物体做的功？哪个大？
第四章 第一节 功
3、
F方向与X的方向不在一条直线上
22 F
α
F F1 1
注意：1、 F与X的方向不在一直线 X 上时，将F沿与X垂直和平行方向 功=力在位移方向的分力×位移 进行分解，用一直线上的分量来 功的计算时，各 计算。 量要求统一采用
例：如图，一个物体在拉力F的作用下，水平向右 移动位移为X，求各个力对物体做的功是多少；各 个力对物体所做功的代数和如何 ；物体所受的合 力是多少；合力所做的功是多少。
FN
f G
F α
X
第七章 第一节 功
解：重力和支持力不做功∵它们和位移的夹角为900 根据正交分解法求得物体所受的合力 F所做的功为：Ｗ1＝Fscosα， Ｆ合=Ｆcosα－f
合力所做的功为：
滑动摩擦力f所做的功为：Ｗ2＝fscos1800＝－fs
FN f α
F
W1 0 W2 重力和支持力不做功 根据正交分解法求得物体所受的合力 Ｆ=Ｆcosα－f，合力方向向右，与位移同向； F所做的功为：Ｗ 3＝FXcosα，