8.1功与功率（功） 课件-2024-2025学年高一下学期物理人教版（2019）必修第二册

8.1 功 1.定义：一个物体受到力的作用，并在力的方向上发生了一段位移，这个力就对物体做了功。 2.力对物体做功的条件：（1）有力作用在物体上；（2）物体在力的方向上发生位移。 一、功的概念及做功条件 被举高的小球能对物体做功 具有速度的小球能对物体做功 恢复原状的弓弦对箭做功 如图所示：力F对物体做功是多少？ 二、功的表达式推导 二、功的表达式推导 WF1=F1·l WF2=F2·0 第一种推导方式： F α F2 F1 第二种推导方式： F l l1 l2 α l1=lcosα l2=lsinα W2= 0 W= F lcosα W1= Fl 1= Flcos α 1.公式：W=Fl cosα 力对物体做的功，等于力的大小、位移的大小、力于位移夹角的余弦这三者的乘积。 2.对公式的理解：此公式只适用于恒力做功。 ①力F：为恒力； ②位移l：为对地位移； ③夹角α：为力与位移的夹角，0-180°范围变化。 三、功的计算 3.功的单位：焦耳 符号：J 1J=1N×1m=1N·m；1N的力使物体产生1m的位移，做功为1J。 4.功是过程量：对应一段时间或位移是力对空间的积累效果； 计算功时一定要指明是哪个力在哪个过程对物体做的功。 5.功是一个的标量，只有大小没有方向，但有正负。 三、功的计算 例1 图8.1-5 表示物体在力F 的作用下水平发生了一段位移l，分别计算这三种情形下力F对物体做的功。设这三种情形下力 F 和位移 l的大小都是一样的：F＝10 N，l＝2 m。角θ的大小如图所示。 典型例题：三、功的计算 1.当α＝ 时，cosα＝0，W＝0。 这表示力F的方向跟位移l 的方向垂直时，力F 不做功。 2.当α < 时，cos α > 0，W > 0。这表示力 F 对物体做正功。 3. < α ≤π 时，cos α < 0，W < 0。 这表示力对物体做负功。 四、正功与负功 4.功的正负既不表示方向，也不表示大小，只表示动力做功还是阻力做功， 5.功是一个的标量，只有大小没有方向，但有正负。 四、正功与负功 正功的物理意义:表示该力是动力 负功的物理意义:表示该力是阻力 例2 一个质量为150 kg 的雪橇，受到与水平方向成37°角斜向上方的拉力，大小为500 N，在水平地面上移动的距离为5 m。地面对雪橇的阻力为100 N， cos 37°＝0.8。求各力对雪橇做的总功。 典型例题：五、总功 例2 一个质量为150 kg 的雪橇，受到与水平方向成37°角斜向上方的拉力，大小为500 N，在水平地面上移动的距离为5 m。地面对雪橇的阻力为100 N， cos 37°＝0.8。求各力对雪橇做的总功。 典型例题：五、总功 实际中，物体通常会受多个力的作用。当一个物体在几个力的共同作用下发生一段位移时，这几个力对物体所做的总功，是各个力分别对物体所做功的代数和。可以证明，它也就是这几个力的合力对物体所做的功。即： 1.先求每个力的功，再求和： W = W1+ W2+W3+…… 2.求F合，再求W合：W总=F合lcosα 五、总功 例3　如图所示，坐在雪橇上的人与雪橇的总质量为m，在与水平面成θ角的恒定拉力F作用下，沿水平地面向右移动了一段距离l.已知雪橇与地面间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g，则雪橇受到的(　　) A．支持力做功为mgl B．重力做功为mgl C．拉力做功为Flcos θ D．滑动摩擦力做功为－μmgl 典型例题：一、对功的理解 例4　如图所示，质量分别为M和m的两物块A、B(均可视为质点，且M>m)分别在同样大小的恒力作用下，沿水平面由静止开始做直线运动，两力与水平面的夹角相同，两物块经过的位移相同．设此过程中F1对A做的功为W1，F2对B做的功为W2，则(　　) A．无论水平面光滑与否，都有W1＝W2 B．若水平面光滑，则W1>W2 C．若水平面粗糙，则W1>W2 D．若水平面粗糙，则W1<W2 典型例题：一、对功的理解 例5　(多选)如图所示，用树枝提着毛毛虫水平向右匀速运动一段距离，毛毛虫始终与树枝保持相对静止，且毛毛虫所在位置的树枝与水平方向成一定夹角，则在该运动过程中(　　) A．摩擦力对毛毛虫做负功 B．树枝对毛毛虫的弹力做正功 C．重力对毛毛虫做的功为零 D．树枝对毛毛虫做的功为零 典型例题：二、正、负功的理解 例6　一个质量m＝150 kg的物体，受到与水平方向成θ＝37°角斜向左上方的500 N的拉力F作用，在水平地面上移动的距离l＝5 m(如图所示)．物体与地面间的滑动摩擦力Ff＝100 N，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.7求： (1)力F对物体所做的功； (2)摩擦力对物体所做的功； (3)求合外力对物体所做的总功． 典型例题：三、恒力做功的计算 $$