1.功（教学课件）物理教科版必修第二册

第四章 机械能及其守恒定律 第一节 功 XXX给你创意和灵感 1 做功与能量的转化 起重机提起货物，拉力做功，重力势能增大 机车牵引车厢加速行驶，牵引力做功，动能增加 手握弹簧，压力做功，弹性势能增加 做功总是与能量的变化密切相关，做功的过程就是能量变化的过程 x F F N N G G WF =？ WG =？ WN =？ 一、功的计算公式 (1) 力与位移方向垂直 W = 0 (2) 力与位移方向一致 W = Fx ？ (3)力F和位移间的夹角为 W1=Fcosα x F α F1 F2 x W2 =0 W=W1+W2=F xcosα F α x x∥ x⊥ x∥ = x cosα x ⊥ = x sinα W = F x ∥ = F x cosα 分解位移: 5 2.单位：焦耳，简称焦，符号是J 1J=1N×1m=1N•m 1.公式：W＝Fcosα 定义：力对物体所做的功等于力的大小、位移的大小、力和位移夹角的余弦这三者的乘积 l——物体对地位移大小 α——力和位移的夹角，0≤α≤1800 F——某个恒力 恒力做功 注意：功是标量、过程量 公式只适用恒力做功 做功的两个因素，二者具备同时性: ① 力; ②在力的方向上发生位移（力作用点的位移） 问题1： 例如运动员用50N的力将蓝球水平扔出，蓝球在空飞了2m被截住，则运动员对蓝球做的功是100J。对吗？ G F推 v G v 做功 F不做功 出手瞬间对球做功 α角是“力的方向和位移方向的夹角”，而不一定是题目中已知的角； 问题2. 如何理解W＝Fcosα中的夹角？ α x F α x F α x F α x F 8 F F l μ=0 F F l μ≠0 l F F 问题3.下列三种情况下，拉力F对物体做的功分别是多少： ①用力F拉动物体m在光滑水平面上加速移动l； ②用力F拉动物体2m在粗糙水平面上匀速移动l； ③用力F拉动物体m沿斜面向上减速移动l 力对物体做功的多少，只与F、x 、有关，与其它因素无关 问题4：如图所示，木块A放在木块B的左端，用恒力F将A拉至B的右端，第一次将B固定在地面上，F对A做功为W1，第二次让B可以在光滑的地面上自由滑动，F对A做功为W2，比较两次做功，应有(　　) A．W1<W2 B．W1＝W2 C．W1>W2 D．无法比较 在计算功时，位移都是以地面为参照系的 A A 10 1.做功的两个因素，二者具备同时性: 力、在力的方向上发生位移（力的作用点的位移） 2.公式只能用于求恒力的功 3.α角是“力的方向和位移方向的夹角”，而不一定是题目中已知的角； 4.力对物体做功的多少，只与F、x 、有关，与其它因素无关 5. 在计算功时，位移都是以地面为参照系的 对功的理解(一) 二、正功和负功 W=Flcosα ①当α=π/2时，cosα=0，W=0。这表示力F的方向跟位移L的方向垂直，即力F不做功。 例如，物体在水平桌面上运动，重力G和支持力FN都与位移方向垂直，这两个力都不做功。 l W=Flcosα ②当0＜α＜π/2时， cosα＞0，W＞0，这表示力F对物体做正功； l 例如，人用力拉车前进时，人的拉力F对车做正功。 动力 能量↑ ③当π/2＜α≤π时，cosα＜0，W＜0。这表示力F对物体做负功。 ④当α=0时，cosα=1，即W=Fl。 W=Flcosα 例如，要使运动的小车减速时，人向后拉车的力F对车做负功。 l 阻力 能量↓ 二、功的正负 α cosα W 物理意义 α=π/2 0≤α＜π/2 π/2＜α≤π cosα= 0 cosα＞0 cosα＜0 W = 0 W ＞ 0 W＜0 功的正负表示所作用的力是动力还是阻力：动力对物体做正功，阻力对物体做负功） W = Fx cosα α F x α F 某力对物体做负功，往往说成“物体克服某力做功”（取绝对值），两种说法的意义是等同的。 1.功的正负不代表方向，功是标量，没有方向。 2.功的正负不代表大小，不能说“正功大于负功” 。功的大小指绝对值 对功的理解(二) 思考讨论：力F1对物体做了20J的功，力F2对物体做了－100J的功，F1、F2哪一个力对物体做的功多？ 3.功的正负代表力是动力还是阻力。 W总=W1+W2+W3+•••••• 1、功是标量，所以合力的功（即总功）就等于各分力做功的代数和： W总=F合cos α 2、力是矢量，故可以先求合力，再求合力做的功： 三、求合力的功 还有其他方法？？ 四、变力做功的计算 4.用微元法求功 功的公式只能计算恒力做功，若一个力的大小不变，只改变方向时，可将运