1.1 机械功 课件 -2024-2025学年高一下学期物理鲁科版（2019）必修第二册

第1章第1节 机械功 复习巩固 机械能 动能： 势能 弹性势能： 重力势能： v 物体由于运动而具有的能量 发生弹性形变而具有的能量 在地球附近物体由于被举高而具有的能量 如何使下面的物体具有能量 在的力作用下使物体产生了能量 F 向上用力提起水桶，使之产生势能 F 向前推动水桶，使之产生动能 向上做功 向右做功 当我们对物体做功时，就可以改变物体的机械能 功 定义：受到力的作用，并在力的方向上发生位移 计算：W=FS 功用W表示 F是恒力的大小（单位N） S是力方向上位移（单位m） F S 功是标量（单位J) F S F S 当力的方向与位移方向一致时，以力F的大小为纵坐标、位移S的大小为横坐标，做出F随S变化的图像。功要如何计算呢？ 以F和S为领边构成的矩形面积即表示功的大小 变力同样适用 以下选项中哪些有做功？ 戊：斜向上拉车，车被拉动 丙 丁 例 题 √ √ ？ 判断方法 作用在物体上的力 力方向上是否位移 F F S F1 F2 α ②F2做与位移方向平行，做功 F做功W=FScosα 分解位移可以得出同样的结果吗？ ①F1与位移方向垂直，不做功 WF2=F2S F2=Fcosα 例 题 H 重量为m的物体（可视为质点），在光滑的斜面上从斜面顶端自由滑落到斜面底端，斜面高H，倾斜角度为α，求此过程中，重力做功了吗？大小为多少？ 重力做正功，且功的大小为 mg 分解力还是分解位移呢？ ①当α=0°时，cosα=1 ②当0°＜α＜90°时， 0＜cosα＜1 ③当α=90°时，cosα=0 ④当90°＜α＜180°时，-1＜cosα＜0 ⑤当α=180°时，cosα=-1 正功 负功 不做功 注意：α是力与位移的夹角 功有正负之分，功的正负具有什么样的物理意义呢？ 正功的意义：力对物体做正功，表明此力的效果是促进物体的运动，是动力做功。 负功的意义：力对物体做负功，表明此力的效果是阻碍了物体运动，是阻力做功。 功的正负只表示做功的力的效果. 功的正负既不表示方向，也不表示大小 f 功 功 定义：受到力的作用，并在力的方向上发生位移 计算：W=FS S 功虽然是标量（单位J)，但有正负 小车克服摩擦力做了200J的功 功用W表示 F是恒力的大小（单位N） S是力方向上位移（单位m） 例：小车以恒力刹车，向前滑行一段距离，此期间刹车摩擦力做了-200J的功 例 题 1．(多选)下列说法正确的是( ) A．－10J的功大于＋5J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．一个力对物体做了负功，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 ABC 正负表示力的作用效果:促进（动力）和阻碍（阻力），功是标量，正负不表示方向，也不表示大小. 例 题 用轻绳栓一物体，使物体以恒定速度向下做匀速运动，则 A 重力做正功，拉力做负功 B 重力做正功，拉力做正功 C 重力做负功，拉力做负功 D 重力做负功，拉力做正功 √ 合力是否做功？ 合力为0，不做功 总功（合外力做功） 将各个力所做的功分别求出来，哪些做正功，哪些做负功。由于功是标量，对功的叠加可采用求代数和的方法。 先求出合外力，再计算功的大小 F f 位移S T G F合 =F+T+f+G W合 =WF+WT+Wf+WG W合 =F合 Scosα 例 题 一个人用平行于斜面的推力把重G=500N的货物从斜面底端推到斜面顶端。已知斜面的倾角a=37°，斜面长l=5m，斜面与货物间的动摩擦因素μ=0.2，推力F=400N。求货物从斜面底端运动到顶端的过程中，所受各力分别对其做的功，以及所有外力对其做的总功。（货物可视为质点，取sin37°=0.6，cos37°=0.8） F G f N 解：货物视为质点，则位移S=l=5m WF=FS ① Wf=fS ② WN=NScos90° ③ WG=GScosa ④ W合=WF+Wf+WN+WG ⑤ 联立①②③④⑤得： WF=2000J Wf=-400J WN=0J WG=-1500J W合=100J 如图所示,利用斜面从货车上卸货,每包货物的质量m=20 kg,斜面倾角α=37°,斜面的长度l=0.5 m,货物与斜面间的动摩擦因数μ=0.2,求货物从斜面顶端滑到底端的过程中受到的各个力所做的功以及合外力做的功.(取g=10 m/s2) 例 题 小结 1.力做功的两个不可或缺的因素 3.功虽然是标量，但有正负 2.计算： ①作用在物体上的恒力 ②在力的方向上的位移 F为恒力大小，S为位移大小，α为力与位移的夹角 正负表示力的作用效果:促进（动力）和阻碍（阻力），功是标量，正负不表示方向，也不表示大小。 4.总功（合力做功）的计算 总功等于各个力对物体所做功的代数和，也等于合力对物体所做的功。 $$