高一物理必修2--功课件

一质量一质量m=10kgm=10kg的物体放在光滑的水平面，在的物体放在光滑的水平面，在受到一水平向右的拉力受到一水平向右的拉力F=10NF=10N作用下从静止开始作用下从静止开始运动，求运动，求5s5s末物体的速度。末物体的速度。复习：复习：F FF Fxv观察下面三张图片，回答问题。举起杠铃过程中，什么力对杠铃做功？能量怎样变化？人对杠铃的举力做功，人体内的化学能转化为对杠铃的重力势能。人在下滑时，什么力对人做功，能量怎么转化?人受的重力和摩擦力对人做功。人的重力势能减少，动能增加，摩擦力做功还要产生内能。箭射出时，什么力对人做功，能量怎么转化?弹力对箭做功。弓和弦的弹性势能转化为箭的动能。能量是物质运动的量化转换,是用以衡量所有物质运动规模的统一的客观尺度。世界万物是不断运动着的，在物质的一切属性中，运动是最基本的属性，其他属性都是运动属性的具体表现;物质的运动形式是多种多样的，对于每一个具体的物质运动形式存在相应的能量形式，能量分为机械能、分子内能、电能、化学能、原子能、内能等。如果一个物体对另一个物体做功，我们就说这个如果一个物体对另一个物体做功，我们就说这个物体具有能量。物体做功的过程就是能的转化过物体具有能量。物体做功的过程就是能的转化过程。一个物体对外做了多少功，它的能量也就减程。一个物体对外做了多少功，它的能量也就减少了多少。少了多少。功只是度量能量转换的一种工具功只是度量能量转换的一种工具。一、功是能量转化的量度一、功是能量转化的量度力与位移方向相同，力与位移方向相同，力做功力做功只有力，没有位移，故只有力，没有位移，故力不做功力不做功力与位移方向垂直，故力与位移方向垂直，故力不做功力不做功物体静止物体静止有力有位移有力有位移,拉力做功拉力做功回顾、力做功的必要因素回顾、力做功的必要因素思考思考:在什么条件下说力对物体做功呢？在什么条件下说力对物体做功呢？2 2、功的概念、功的概念 如果一个物体受到如果一个物体受到力的作用力的作用,并且在并且在力力的方向上发生了位移的方向上发生了位移,我们就说这个力对物我们就说这个力对物体做了功体做了功.结论结论1 1：1、力做功的两个必要因素：、力做功的两个必要因素：力力和物体在和物体在力的方向上发生的位移力的方向上发生的位移 探究探究1：推导功的表达式推导功的表达式.FFl 在光滑的水平地面上，物体在光滑的水平地面上，物体M在水平恒力在水平恒力F的的作用下发生了一段位移作用下发生了一段位移l。问题问题1、物体受力情况和各力的做功情况如何？、物体受力情况和各力的做功情况如何？问题问题2、力、力F做了多少功？做了多少功？M 问题问题3：当拉力与水平方向的夹角为：当拉力与水平方向的夹角为时，时，此时拉力此时拉力F做的功应该是多少呢？做的功应该是多少呢？FFllFFFFF分析：分析：根据力的等效性原理根据力的等效性原理,可以可以把计算把计算F做功的问题转化为做功的问题转化为分别求分别求F1和和F2做功的问题做功的问题W1=F1l=F COSlW2=0W=W1+W2W=F l COS 拉力拉力F做的功做的功W=？F2F1若将位移若将位移 l 分解分解,结果如何结果如何?Fll1l290。l1=l cosl2=l sinW1=Fl 1=F lcos W2=0W=F lcos 1 1、公式：、公式：W=F l cos力对物体所做的功，等于力的大小、位移的力对物体所做的功，等于力的大小、位移的大小、力与位移夹角余弦这三者的乘积大小、力与位移夹角余弦这三者的乘积二、功的计算：二、功的计算：2 2、单位、单位国际单位：焦耳（焦）国际单位：焦耳（焦）单位符号：单位符号：J Jm=1Nmlf fL=2m，m=2kg，=0.1，求，求W=?a、功一定要指明是哪个力对物体做的功、功一定要指明是哪个力对物体做的功b b、力必须是恒力、力必须是恒力3 3、理解：、理解：思考思考一同学在操场上踢球，飞起一脚用一同学在操场上踢球，飞起一脚用50N的力将球踢出，球在操场上滚了的力将球踢出，球在操场上滚了20m时时,关于脚对球做功下列说法中正确的是关于脚对球做功下列说法中正确的是AJ B.1000J C.无法求出无法求出C、注意：公式中的、注意：公式中的F和和L必须具备必须具备同同时性时性C C4 4、功是标量、功是标量只有大小，没有方向只有大小，没有方向议一议议一议3)功是一个过程量还是一个状态量？功是一个过程量还是一个状态量？1)如果如果F是一个变力，能否继续是一个变力，能否继续W=FL cos求求F所做的功？所做的功？2)若水平面是粗糙的或滑块做变速运动时，若水平面是粗糙的或滑块做变速运动时，力力F所做的功会改变吗？所做的功会改变吗？不能不能不会不会过程量，因为它必须对应一段时间或一段位移过程量，因为它必须对应一段时间或一段位移正功和负功正功和负功WF l cos 0 时，时，cos0，W0表示力对物体做正表示力对物体做正功功2=时，时，cos=0，W=0表示力对物体不做功表示力对物体不做功2 时，时，cos0，W0表示力对物体做负功表示力对物体做负功2某力对物体做负功，往往说成某力对物体做负功，往往说成“物体克服某力做功物体克服某力做功”（取绝对值），两种说法的意义是等同的。（取绝对值），两种说法的意义是等同的。COSW物理意义物理意义=/2/2/2COS=0COS0COS0W=0W 0W0表示力表示力F对对物体不做功物体不做功表示力表示力F对对物体做正功物体做正功表示力表示力F对对物体做负功物体做负功正正功功的的意意义义是是：力力对对物物体体做做正正功功，表表明明此力的效果是促进物体的运动，是此力的效果是促进物体的运动，是动力动力。负负功功的的意意义义是是：力力对对物物体体做做负负功功，表表明明此力的效果是阻碍了物体运动，是此力的效果是阻碍了物体运动，是阻力阻力。三、正功和负功：三、正功和负功：一个力对物体做负功，也可说成物体克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）服这个力做了功（正值）一个质量一个质量m=150kg的雪橇，受到与水平方向成的雪橇，受到与水平方向成37角斜向上方的拉力角斜向上方的拉力F=500N，在水平地面上移动的距离，在水平地面上移动的距离l=5m。物体与地面间的滑动摩擦力。物体与地面间的滑动摩擦力F阻阻=100N。求外力。求外力对物体所做的总功。对物体所做的总功。解析：解析：拉力拉力F F对物体所做的功为对物体所做的功为 W W1 1=FlFlcos37cos37=2000J=2000J。摩擦力摩擦力F F阻阻对物体所做的功为对物体所做的功为 W W2 2=F F阻阻l lcos180cos180=-500J=-500J。外力对物体所做的总功外力对物体所做的总功 W W=W W1 1W W2 2=1500J=1500J。（另解：先求合力，再求总功）（另解：先求合力，再求总功）1.功是标量，但有正负。正负只表示做功的力功是标量，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的效果功的正负决不表示方向 也不表示大小。也不表示大小。即：表示即：表示动力或阻力做功。动力或阻力做功。比较比较8J的功与的功与5J的功谁大？的功谁大？2.总功等于各个力对物体所做功的总功等于各个力对物体所做功的代数和代数和，也，也就是就是合力合力对物体所做的功。对物体所做的功。课堂练习：课堂练习：1.关于功的论述，下列说法中正确的是：关于功的论述，下列说法中正确的是：A、大力做的功多。、大力做的功多。B、+5J的功比的功比-5J的功多的功多C、物体加速运动时的功比减速运动时的、物体加速运动时的功比减速运动时的功多。功多。D、-5J的功比的功比0J的功多。的功多。(D)F2.如图所示，质量为如图所示，质量为m的物体受到与水平方向成的物体受到与水平方向成的力的力F作用下，在水平面上发生的位移为作用下，在水平面上发生的位移为L，物体与支持面的，物体与支持面的滑动摩擦力为滑动摩擦力为f，问：，问：（1）物体受到哪些力的作用？）物体受到哪些力的作用？（2）各力对物体所做的功分别是多少？）各力对物体所做的功分别是多少？GNf竖直方向：竖直方向：N和和GWG=WN=0WF=FLcosWf=fLcos=fLL L请问：这些力所做的总功是多少呢？请问：这些力所做的总功是多少呢？W总总=WG+WN+WF+Wf =FLcos+（fL）=(Fcos-f)L=F合合L 一物体静止在光滑水平面上，受到两个力做直线一物体静止在光滑水平面上，受到两个力做直线运动，运动，F1=3N，F2=4N，做功分别为，做功分别为W1=9J，W2=16J，求（求（1）对物体所做的总功。（）对物体所做的总功。（2）物体合力做的功。）物体合力做的功。F2F1W总总=W1+W2=25JW合合=F合合L=55J=25J W总总=W合合F合合L1L2L=5m方法二：方法二：先求出合外力先求出合外力F合合，再利用，再利用W合合=F合合lcos求出合外求出合外力的功力的功方法一：方法一：先求出各力的功，再利用合外力的功等于物体所先求出各力的功，再利用合外力的功等于物体所受各力的功的代数合求出受各力的功的代数合求出 W合合=W1+W2+W3+结论结论：几个力对一个物体做功的代数和，等于这：几个力对一个物体做功的代数和，等于这几个力的合力对这个物体所做的功几个力的合力对这个物体所做的功四、合外力做功的求法四、合外力做功的求法如图，已知物体质量如图，已知物体质量如图，已知物体质量如图，已知物体质量m m m m，斜面质量，斜面质量，斜面质量，斜面质量M M M M，斜面倾角，斜面倾角，斜面倾角，斜面倾角,物体物体物体物体与斜面间的动摩擦因素与斜面间的动摩擦因素与斜面间的动摩擦因素与斜面间的动摩擦因素，物体与斜面保持相对静止。，物体与斜面保持相对静止。，物体与斜面保持相对静止。，物体与斜面保持相对静止。现使斜面在水平面上向左匀速运动现使斜面在水平面上向左匀速运动现使斜面在水平面上向左匀速运动现使斜面在水平面上向左匀速运动 l 的位移，讨论物体的位移，讨论物体的位移，讨论物体的位移，讨论物体所受各力是否做功，做正功还是做负功？所受各力是否做功，做正功还是做负功？所受各力是否做功，做正功还是做负功？所受各力是否做功，做正功还是做负功？fFN若使斜面向右匀速运动若使斜面向右匀速运动l l的位移的位移,则以则以上三小问的结果又该怎样上三小问的结果又该怎样?fFNfFNl 求做功的一般思路：求做功的一般思路：1)1)先明确是哪个力做功；先明确是哪个力做功；2)2)再看看该力方向与物体运动方向的关系；再看看该力方向与物体运动方向的关系；3)3)然后在明确该力然后在明确该力F F大小、物体位移大小、物体位移L L大小下：大小下：直接用公式法！直接用公式法！先将力分解后，再用公式计算！先将力分解后，再用公式计算！分力方向垂直于运动方向分力方向垂直于运动方向分力方向与运动方向在同一直线上分力方向与运动方向在同一直线上注意：注意：1 1 1 1）提到功，须明确是哪个力做功！）提到功，须明确是哪个力做功！）提到功，须明确是哪个力做功！）提到功，须明确是哪个力做功！2 2 2 2）在怎样的情况下力）在怎样的情况下力）在怎样的情况下力）在怎样的情况下力F F F F不做功？不做功？不做功？不做功？3 3 3 3）怎样判断某力做功的正负？）怎样判断某力做功的正负？）怎样判断某力做功的正负？）怎样判断某力做功的正负？4 4 4 4）功是标量！但有正负！）功是标量！但有正负！）功是标量！但有正负！）功是标量！但有正负！5 5 5 5）功是一个过程量！）功是一个过程量！）功是一个过程量！）功是一个过程量！6 6 6 6）W=FLcosW=FLcosW=FLcosW=FLcos应用的另一思路：先将应用的另一思路：先将应用的另一思路：先将应用的另一思路：先将F F F F分解后计算（一个分解后计算（一个分解后计算（一个分解后计算（一个方向沿运动方向；另一方向垂直运动方向）方向沿运动方向；另一方向垂直运动方向）方向沿运动方向；另一方向垂直运动方向）方向沿运动方向；另一方向垂直运动方向）F=0;L=0;FLF=0;L=0;FLF=0;L=0;FLF=0;L=0;FL看看看看F F F F与与与与L L L L的方向关系！的方向关系！的方向关系！的方向关系！1 1、做功的条件、做功的条件作用在物体上的力作用在物体上的力物体在物体在力的方向上力的方向上移动的位移移动的位移2 2、功的计算、功的计算W=F l cosa a、功一定要指明是哪个力对物体做的功、功一定要指明是哪个力对物体做的功b b、力必须是、力必须是恒力恒力3 3、功是功是标量标量，但有正负。正负只表示做功的力，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。的效果功的正负决不表示方向，也不表示大小。4 4、总功等于各个力对物体所做功的、总功等于各个力对物体所做功的代数和代数和，也，也就是就是合力合力对物体所做的功。对物体所做的功。C、F和和L具有同时性具有同时性功是一过程量，计算时必须指明是哪一过程功是一过程量，计算时必须指明是哪一过程