8.1.1功(两课时)-【点石成金系列】2020-2021学年高中物理课件（2019人教版必修第二册）

§8.1.1 功 1. 初中时我们学过做功的两个因素是什么？ （1）作用在物体上的力； （2）物体在力的方向上发生了位移。 知识回顾 F F 人推小车行走了一段位移人对小车做功。 货物在起重机拉力的作用下 重力势能增加了 一、功和能 列车在机车的牵引力作用下 动能增加了 握力器在手的压力下 弹性势能增加了 能量 力 如果物体在力的作用下能量发生了变化，这个力一定对物体做了功。 货物在起重机的拉力作用下重力势能增加了 列车在机车的牵引力作用下动能增加了 握力器在手的压力作用下弹性势能增加了 纹丝不动! 想一想 只有力，没有位移，故力不做功 说明要有位移 力与位移方向相同，力做功 力的方向上有位移 力与位移方向垂直不做功 在力方向上必须有位移 有力有位移,拉力做功 1、功的概念：一个物体受到力的作用，如果物体在力的方向上发生一段位移，就说这个力对物体做了功。 F F l （1）作用在物体上的力 （2）物体在力的方向上发生的位移 2、做功的两个不可缺少的因素（缺一不可） 二、功 (1)如果力的方向与物体的运动方向一致，应如何计算这个力的功？ W = F l l F支 F支 l (2)如果力的方向与物体的运动方向垂直，应如何计算这个力的功？ F支不做功 即 W=0 如何求功？ 想一想 如果力的方向与物体的运动方向成某一角度α，应如何计算这个力的功？ F F l α α 想一想 W1=F1l=Fcosα﹒l=Flcosα W2=0 W=W1=Flcosα 方法一： 方法二： W1=Fl1=F﹒lcosα=Flcosα W2=0 W=W1=Flcosα 恒力F与水平方向夹角为α，物体在F作用下，水平向右移动了一段距离l。求力F的功。 F1 F2 l 3. 公式： F ---- 恒力的大小（正值） l ---- 力的作用点相对地面的位移大小（正值） α---- F与 l 的夹角 （0～180°） 注：公式只适用于恒力做功！ 4. 单位：焦耳（J）　１Ｊ＝１Ｎ×１m=1N·m 5. 物理意义：功是能量转化的量度(过程量) W=Flcosα “lcosα”整体也可称为力方向上的位移 6. 功是标量，只有大小没有方向、但有正负。 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（ 0～180°） 轻轻告诉你:寻找“夹角α”可以将力的方向向位移方向旋转，当力的方向与位移方向相同时，力的方向所转过的较小的角度就是力与位移方向的夹角。 寻找“夹角α”方法：将力、位移矢量的箭尾移到同一个作用点上，两矢量方向之间的夹角就是力与位移的夹角。 l F 光滑水平面 α l F 粗糙水平面 α 问:F大小相同，l相同,角度也相同，哪种情况下拉力F做的功多? ★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 想一想 ★注意： ① 做功只与F、l 、α三者有关，与物体的受力情况（是否受其它力、其它力是否做功及做功多少）和运动形式（匀速或变速）无关，即力对物体做功具有独立性。 ②计算功时，一定要明确是计算哪个力对物体所做的功，不能张冠李戴。 ③力F与位移l必须具有同时性，即l必须是力F作用过程中的位移。 问题探究 一个质量m=150kg的物体，放在光滑水平面上，受到沿水平方向的拉力F =500N，在水平地面上移动的距离L=5m。求： (1)拉力对物体做的功。 L F F 力的方向与位移方向一致，W=FL (2)重力和支持对物体做的功。 拉力F对物体所做的功为 WF = FL=500×5J= 2500J。 G N WN=0， WG=0 力的方向与位移方向垂直，W=0 v (3)如果将拉力F的方向变为与水平方向成α ＝37°角斜向上方,其它条件不变，求此时拉力对物体做的功。(cos 37°=0.8,sin 37°=0.6) 拉力F对物体所做的功为 WF= FLcos37°=500×5×0.8J=2000J 。 力的方向与位移方向成某一角度α， W= FL cosα v L α F α F F1 F2 18 例、如下图所示，物体的质量为m=2kg,滑轮的质量和阻力不计，今用一竖直向上的力F=12N向上拉，使物体上升h=4m的高度，则在此过程中拉力所做的功是多少？(取g=10m/s2) 要点：l为F的作用点发生的位移 方法二：等效法 问题探究 (4)如果地面是粗糙的，物体与地面间的滑动摩擦力f=100N，求摩擦力对物体做的功。 摩擦力f对物体所做的功为