8.1.1 功 课件 -2025-2026学年高一下学期物理人教版必修第二册

第1节 功 高一物理组 高中物理人教版必修二 第八章机械能 任何人类活动都离不开能量 现代化的生活离不开电厂供应的电能 现代化的生活离不开电厂供应的电能 现代交通离不开燃料燃烧释放的化学能 现代交通离不开燃料燃烧释放的化学能 核电站要利用原子核裂变时释放的核能 核电站要利用原子核裂变时释放的核能 核电站要利用原子核裂变时释放的核能 核电站要利用原子核裂变时释放的核能 核电站要利用原子核裂变时释放的核能 核电站要利用原子核裂变时释放的核能 核电站要利用原子核裂变时释放的核能 核电站要利用原子核裂变时释放的核能 植物的生长依赖太阳能 植物的生长依赖太阳能 汽车在机车牵引力的作用下 ? 能增加 货物在拉力的作用下 ? 能增加 握力器在手的压力作用下 ？ 能增加 导入新课 力对物体做了功 思考在什么条件下力才是对物体做功？ 想一想 功的两个不可缺少的因素：力和物体在力的方向上发生的位移。 1.定义：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, 我们就说这个力对物体做了功. 一、功的概念 做功的必要因素 判断力F对物体的做功情况 F 物体静止 F L 只有力，没有位移，故力对物体不做功 力与位移方向相同，力对物体做功 F F L （3） （4） 有力有位移,拉力做功 力与位移方向垂直不做功 在力的方向上有位移 （F表示力的大小，L表示位移的大小， W表示力对物体做的功） 2、功的计算 W=FL （1）. 力的方向与物体的运动方向一致物体在水平力F的作用下水平向前行驶的位移为L。如图所示，则力F对物体所做的功为： （2）. 如果力的方向与运动方向垂直物体在力的方向上没有发生位移，力对物体不做功，即做功为零。 F 匀速运动 L W =FLcos900= 0 2、功的计算 （3）.当力的方向与位移方向成某一角度时物体在与水平方向成α角的力F的作用下，沿水平方向行驶的距离为L ，如图所示，求力F对物体所做的功。 F L F F α F α W = F L COSα FX FY 2、功的计算 2.功的计算 （1）公式： W = F L cosα 力对物体所做的功，等于力的大小(F)、位移的大小(L)、力与位移夹角余弦(cosα)这三者的乘积。 （2） 单位： 国际单位：焦耳（焦） 符号：J １Ｊ＝１Ｎ×１m=1N·m （3）理解： a、一定要指明是哪个力对哪个物体在哪个过程做的功 b、仅适用于恒力做功,.公式中的F为恒力;L指相对地面的位移 c、功是过程量。 d、功是标量。 如图所示：在力F的作用下，物体发生了一段位移L。力F做功的公式W=FLcosα中，甲乙丙三个图中α分别取多少呢？ 甲图：α=37⁰ W甲=FLcos37⁰=16J 乙图：α=143⁰ W乙=FLcos143⁰=-16J 丙图：α=37⁰ W丙=FL cos37⁰=16J 甲图：θ=143⁰ 乙图：θ=37⁰ 丙图：θ=37⁰ α α α 角为力和位移正方向的夹角 π/2＜α≤π 二﹑正功和负功 α＜π/2 F G α α=π/2 V F L α COSα W α=π/2 0≤α＜π/2 π/2＜α ≤π COSα＜0 W = 0 W ＞ 0 W＜0 COSα= 0 COSα＞0 α与功的关系？ 二﹑正功和负功 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。 正负功的意义： 做正功 做负功 1 一物体以一定初速度在粗糙水平面做匀减速直线运动，受到Ff=10N的摩擦力，经过L=2m停下来，则摩擦力做功Wf多少？ 也可以说物体克服阻力做了20J功。 V Wf=FfLcos1800= -20J 2.质量为1kg的物体以一定的初速度竖直向上抛出，上升3m达到最高点，此过程中物体克服重力做了多少功?(g=10m/s2) 30J 三﹑总功的计算 我们学习了一个力对物体所做的功的求解方法，而物体所受的力往往不止一个，那么如何求解这几个力对物体所做的功呢？ 例题：一个质量m=2 kg的物体,受到与水平方向成37°角斜向上方的力F1=10N作用,在水平地面上移动的距离L=2 m,物体与地面间的滑动摩擦力F2=4.2N,求外力对物体所做的总功。 解法一: 拉力F1对物体所做的功为： Ｗ1=F1Lcos370=16J 摩擦力F2对物体所做的功为： W2=F2Lcos1800=-8.4J WG=0，WN=0 外力对物体所做的总功W等于W1和W2的代数和 所以：W总=W1+W2=7.6J。 FN mg L 解法二：物体受到的合力为: F合=F1cos370-F2=3.8N 所以W总=FLcos00=7.6J。 mg FN W总=W1+W2+W3+…… 1.几个力对物体所做的总功等于各个力对物体所做功的代数和。 2.几个力对物体所做的总功等于这些力的合力对物体做功。 W总=F合Lcosα α为合力与位移的夹角 总结：总功的两种求法 1. 一同学在操场上踢球，飞起一脚用50N的力将球踢出，球在操场上滚了20m,关于脚对球做功下列说法中正确的是 （ ） A．０J B.1000J C.无法求出 C 练习 位移应该为力的作用点的位移 2. 用水平恒力F作用于质量为M的物体，使之在光滑的水平面上沿力的方向移动距离L，恒力做功为W1，再用该恒力作用于质量为m(m<M)的物体上，使之在粗糙的水平面上移动L，恒力做功为W2，则两次恒力做功的关系是 ( ) A w1=w2 B w1<w2 C w1>w2 D 无法判断 A 解析：一个力所做的功只由力和力的方向上发生的位移决定,跟物体是否还受到其它力作用,以及物体的运动情况均无关。 3. 如图所示, 用同样的力F拉同一物体, 在甲(光滑水平面)、乙(粗糙水平面)、丙(光滑斜面)、丁(粗糙斜面)上通过同样的距离，则拉力F的做功情况是（ ） A．甲中做功最少 B．做功一样多 C．丁中做功最多 D．无法比较 B 解析：因为力F相同 ,在力方向上的位移相同，功的公式可得四种情况多做的功相同 摩擦力一定对物体做负功吗? 想一想 当摩擦力与速度方向相反时，摩擦力做负功。 V 当摩擦力与速度方向相同时摩擦力做正功。 举例：如倾斜传送带将物体运送到高处。 当摩擦力与物体运动方向垂直时，或物体受摩擦力，但无运动方向的位移时，摩擦力不做功。 结论：摩擦力可能做正功，也可能做负功，还可能不做功。 举例： Ff 一、做功的两个不可缺少的因素 作用在物体上的力和在力的方向上移动的位移 二、功的计算 W = F L cosα a、功一定要指明是哪个力对哪个物体在哪个过程做的功 b、力F必须是恒力，L是指相对地面的位移 课堂小结 三、功是标量，但有正负。 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。 四、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。 天高任鸟飞—变力做功 如果一个力方向不变，大小发生变化，该怎样求该力做功？ F-x图像 F-x图像的面积表示力做的功. 面积取正值，代表力做正功；面积为负值，代表力做负功. 29 O x F f F O x F O x F $$