第一节 功（课件）-高一物理同步精品课堂（沪科版2020上海必修第二册）

第七章 机械能守恒定律 第一节 《功》 沪科版2020 物理中所说的功的概念 一、功的概念 1、定义：当物体在力的方向上发生位移时，叫力对物体做了功。 2、功的两个要素： 力；物体沿力的方向发生位移； 3、功是标量，是过程量。 4、功的大小：W=FS （S为物体沿力的方向位移） 5、功的单位：焦耳；简称：焦；符号：J 根据初中功的概念，判断4个图中运动对杠铃做功吗？ 1.恒力做功：力和物体位移方向有夹角时， 二、功的计算 F  S W=Fscos 恒力 力的作用点通过的位移 F与S间的夹角 功等于力的大小、位移大小、力和位移之间夹角α的余弦的乘积 F 物体虽然未动，但拉力仍然作功 当α取不同值时，讨论做功的情况： （W=Fscosα） α的取值 cosα的值 计算功(W)的值 含义 α=0 1 W=Fs＞0 力对物体做正功；力是动力 0<α<π/2 α=π/2 π/2<α<π α=π 大于0 W=Fscosα ＞ 0 0 W=0 力对物体不做功 小于0 W=Fscosα<0 力对物体做负功；力是阻力,物体克服阻力做功 －1 W=-Fs<0 力对物体做负功； 物体克服阻力做功 2.功是标量，但有正功和负功 力对物体做正功；力是动力 物块在力F 作用下，在水平面上发生一段位移S，设在这四种情况下力﹑位移的大小都相同: F＝10N， S＝2m，θ的大小如图所示。求这四种情况下力F对物体所做的功。 自主活动 思考：哪个力做功多？ 大小只看绝对值 【计算功的一般步骤】 （1）确定研究对象—受力物体 （2）对物体进行受力分析，画出物体的受力示意图 （3）找准每个力与位移方向之间的夹角θ （4）根据功的公式：W=Fscosθ进行求解 注意：计算时要统一成国际单位！ 【例题1】 -8J的功与5J的功谁大？ 【例题2】某学生用100N的力将质量为0.5kg的球迅速踢出后，球在水平地面上滚动10m远，球在地面上滚动的过程中，学生对球做的功和重力对球做的功分别是（ ） A、1000J、50J 　B、1000J、0 C、0、50J D、条件不足无法确定、0 -8J的功大 D 【例题3】如图所示，小物块A位于光滑的斜面上，斜面位于光滑的水平面上。从地面看，在小物块沿斜面下滑的过程中，斜面对小物块的作用力 （ ） A．垂直于接触面，做功不为零 B．垂直于接触面，做功为零 C．不垂直于斜面，做功为零 D．不垂直于接触面，做功不为零 A 3.重力做功： G 力做功与路线无关 末 4.物体受到的合外力做的功 方法①：先把每个分力所做的功求出来，然后 求它们的代数和，W总=W1+W2+W3+-----； 方法②：先把合力求出来，然后用公式计算合力所做的功，W总= F合scosθ；（一般不用） 5.功的图示 图7–9 恒力的力–位置图像 F F0 x0 xf x O F-X图线下阴影面积表示在一段位移上力做的功 F x0 xf x （b） F x0 xf x （a） ΔWi = FiΔxi Fi Δxi 图7–10 变力的力–位置图像 图7–10 （a）中无限多窄条矩形的面积进行累加，其结果正好等于图7–10 （b）中从起点到终点之间图线下方的面积。  功的图示：当力的方向与物体的位移沿同一直线时，力对物体所做的功可以用F–x图线下阴影面积表示在一段位移上力做的功。 请做好笔记 f 【例题4】如图所示，在水平地面上有一个质量为30kg的木箱，有一个大小为200N，与水平方向成60°角斜向上的拉力作用下向右前进了30m,木箱受到的摩擦力是重力的0.1倍，求木箱受到的每个力所做的功及合外力做的功。 60° F G N s 解： F1 F2 【例题5】如图所示，两个互相垂直的力F1和F2作用在同一物体上，使物体沿虚线方向运动，在通过一段位移的过程中，F1对物体做功4 J，F2对物体做功3 J，则F1和F2的合力对物体做的功为（ ） A．5 J B．7 J C．1 J D．3.5 J B 【例题6】如图所示，工人将重 G = 100 N的包裹沿离地高h=1m的水平平台由静止开始从A处推至平台边缘B处，A、B间的距离为4 m；工人对包裹施加恒定的推力F=50N，推力与水平面的夹角θ=37°，包裹到达B处时，撤去推力，随即在重力作用下落至水平地面上的 C 处，包裹与平台间的动摩擦因数μ=0.2，分别求包裹受的每个力做的功及这些力做的总功。（忽略阻力） A B F s′ h φ θ C 图7–7 工人推包裹 解： 课堂小结 一、功的概念 二、功的计算 1.恒力做功 2.功的正负 3.重力做功