4.1 功 课件-2024-2025学年高一下学期物理教科版（2019）必修第二册

德 阳 市 江 南 高 级 中 学 高一物理组赵雪 高一物理组赵雪 2025.4.9 第四章 第一节 功 思考 观察该同学举起重物的过程： ①上举的过程； ②举起后站着不动； ③举起后水平匀速前进。 “文明其精神，野蛮其体魄”中的野蛮其体魄指的就是强身健体 问题:人对重物的力，是否做功？（展开讨论） 回顾初中所学 做功包含两个要素： ①作用在物体上的力；②物体在这个力的方向上移动的距离 功等于与物体在力的方向上移动的距离的乘积，W=FS 新课引入 生产生活中，经常看见的是作用于物体的力与物体位移的方向成一个夹角的情况 模型建构 新课讲授 推理论证 问题： 这种情况下，对箱子的拉力所做的功该怎样计算？ 新课讲授 F2 F1 X1 X2 ①分解力的角度：当力F的方向与物体位移X的方向成某一夹角时，可以把力分解为平行于位移和垂直于位移的这两个方向的力。 ②分解位移的角度：当力F的方向与物体位移x的方向成某一夹角时，可以把位移分解为平行于力和垂直于力的这两个方向的位移。 新课讲授 1.文字表述 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 2.公式 3.单位 焦耳，简称焦，符号是J。1J等于1N的力使物体在力的方向上发生1m位移的过程中所做的功，所以1J=1N×1m=1N·m 新课讲授 v F v F v F 甲 θ=150° 乙 θ=30° 丙 θ=30° 4.对夹角的理解（共起点） 新课讲授 5.对位移的理解 情境1：人在运动的车内，用手推车。 问题：手对车的力是否做功？（展开讨论） （1）凡不特别说明，高中阶段都是以地面为参考系。 新课讲授 5.对位移的理解 情境2：一同学从下蹲状态向上起跳，到刚离开地面，研究此过程。 问题：地面对该同学是否做功？ 模型建构： 用弹簧笔起跳模拟人的起跳，此时研究桌面对笔是否做功？（展开讨论） 新课讲授 模型简化：拆笔，发现有弹簧连接两物，因此简化为弹簧连接模型 推理论证：因为和桌面接触的物体未发生位移，所以桌面对接触的物体没有做功，即桌面对笔没有做功，地面对该同学没有做功。 （2）位移是指力的作用点的位移 反思：认为地面对人做功的根源错误，将人看成了一个质点，在研究做功问题中，人的身体各部分运动情况不一样，不能够简单的把人视为质点，而误认为重心位移是力的作用点的位移。 新课讲授 6.功是标量 力做正功 力F是动力 ②正负功的物理意义： ①功是标量，只有大小，没有方向，但有正负. 即不是动力也不是阻力 力做负功 力F是阻力 力F对物体做负功，我们通常说成是物体克服F做功. 新课讲授 方法一：先求物体受到的各个力做的功，再求各力做功的代数和，就是合力做的功. 7.合力做功的求法 方法二：先求物体受到的合力，再求合力做功. 例题示范 例题示范：甲、乙两人在小河的两岸同时用绳拉小船，使小船在河的中间沿直线行驶，甲、乙的拉力分别为 F1=100 N 和F2=100 N，其方向如图所示。在小船行驶 80 m 的过程中，求 ： （1）两个拉力F1 和 F2 的合力以及该合力所做的功。 （2）两个拉力F1 和 F2 分别做的功以及它们的代数和。 新课讲授 8.适用范畴 (1)恒力 (2)直线 (3)变力 (4)曲线 问题：当物体受变力作用，或做曲线运动时，适用吗？ 当物体受变力作用，或者做曲线运动时，我们可以采用把整个过程分成许多小段，认为物体在每小段运动中受到的是恒力，运动的轨迹长度是直线，把这些小段中力做的功相加。（化变为恒，化曲为直） 课堂小结 随堂练习 例1：(多选)下列说法正确的是(　　) A．－10 J的功小于＋5 J的功 B．功是标量，正、负表示外力对物体做功还是物体克服外力做功 C．一个力对物体做负功，则说明这个力一定阻碍物体的运动 D．功是矢量，正、负表示方向 BC 随堂练习 例2：(多)如图所示，两箱相同的货物，现要用电梯将它们运上五楼，其中图甲是用台阶式电梯，图乙是用履带式电梯，假设从一楼运到二楼两种情况下电梯都是匀加速运动，关于此过程下列说法正确的是(　　) A．货物所受的摩擦力都做正功 B．货物所受的支持力都不做功 C．图甲中货物所受的支持力做正功 D．图乙中货物所受的支持力不做功 ACD 选 随堂练习 例3：如图，在大小F＝10 N的方向向右的水平恒力作用下，物体受到的滑动摩擦力大小f＝6 N。物体水平向右移动5 m的过程中，以下说法不正确的是(　　) A．恒力F对物体做功50 J B．滑动摩擦力f对物体做功30 J C．合力对物体做功20 J D．物体克服摩擦力f做功30 J B 随堂练习 例4：在光滑的水平地面上有质量为M的长木板A，如图所示，木板上放一质量为m的物体B，A、B之间的动摩擦因数为μ。现在物体B上加一水平恒力F，B和A发生相对滑动，经过时间t，B未滑离木板A，重力加速度为g。 (1)求摩擦力对A所做的功。 (2)求摩擦力对B所做的功。 (3)若木板A固定，求B对A的摩擦力对A做的功。 $$