7.2 功 课件 -2022-2023学年高一下学期物理人教版必修2

第二节 功 第七章 机械能守恒定律 复习回顾： 初中所学的做功，两个必要因素是什么？ 1 作用在物体上的力 2 物体在力的方向上移动的距离 一 功 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，物理学中就说这个力对物体做了功。 2、做功的两个必要因素： (1)作用在物体上的力 (2)物体在力的方向上发生的位移 “两个必要因素”的含义是指“缺一不可” (1)举重运动员举着杠铃在空中不动，人累吗？人做功了吗？ 分析： 有力 没有距离 没有做功 （劳而无功） “两个必要因素”的含义是指“缺一不可” (2)用脚踢出足球，球在地面上滚动，滚动过程中，人累吗？人对球做功了吗？ 分析： 没力 有距离 没有做功 （不劳无功） “两个必要因素”的含义是指“缺一不可” (3)人提一桶水沿水平方向前进，提力做功了吗？ F F S 分析： 有力 有距离 Ｆ⊥Ｓ 没有做功 （劳而无功） 回顾： (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？ s W=FS (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 F支 l F不做功 即 W=0 问题来了： 如果力的方向与物体的运动方向成某一角度，应如何计算这个力的功？ F F s α α F和S都是矢量 矢量的合成和分解？ 矢量的合成和分解 a1 a2 a合 矢量的合成 b1 b2 b b3 b4 矢量的分解 矢量合成分解的等效性 F F s α α （1）把F分解到位移方向上 F F2 F1 α l WF=WF1+WF2 WF =F1·S+F2·0 而 F1=F cos α W=FS cosα F F s α α （2）把S分解到力方向上 F α l 同学们思考： l2 l1 W=Ws1+Ws2 WF =F·S1+0·S2 W=FScosα 而 S1=Scos α 3、功的计算公式 W=FS cosα 理解： (1) 公式中各物理量的含义。 (2)用此公式计算功时，F必须为恒力。 (3) 做功与物体运动形式无关，也就是说，力对物体做功具有独立性。 (4)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。 4、 功的国际单位：焦耳(J) 1J就是1N的力让物体在力的方向上发生1m的位移时所做的功。 下列图中，各力做功会怎样？ 二 正功和负功 其中F=100N S=1m cos150°=-cos30° W=Flcos(180°-θ) =86.6J W=Flcos(180°-θ) =-86.6J W=Flcosθ =86.6J 当 q = 90°时，cos q = 0 , W = 0 , 力对物体不做功。 当 0°≤ q ＜ 90°时，cos q ＞0 , W ＞0 , 力对物体做正功。 1. 正功 2. 零功 s q F s F s q G s G s G s F N F N F N v 当90°＜ q ≤ 180°时，cos q ＜0 ，W ＜0 ,力对物体做负功。 3. 负功 s s G G s F f 功是标量，但有正负之分。 所谓正功负功，是反映力对物体做功性质的，若为正功，表明该力促进了物体的运动，若为负功，表明力阻碍物体的运动。 例题1： 一个质量m=2kg的物体，受到与水平方向成37°角斜向上的力F1=10N作用；在水平地面上移动距离l=2m，物体与地面间的摩擦力F2=4.2N，求外力对物体所做的总功。 解法1： W1=F1·l·cos37° W2=F2·l·cos180° Wmg=mg·l·cos90° WF支=F支·l·cos90° W=W1+W2+Wmg+ WF支 =7.6J 解法2： 经正交分解先求出物体受到的合力，然后计算合力对物体做的功。 F合=F1cos37°-F2 =8N W=F合·l·cos0°=7.6J 三、总功 当物体在几个力的共同作用下发行一段位移S时，这几个力对物体做的总功，等于各分力分别对物体所做功的代数和，也等于这几个力的合力对物体所做的功。 注意：各力必须对应同一段位移 求几个力做总功的两条途径： （1）先求合力，再求合力所做的功； （2）先求出各个