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

该高中物理课件聚焦“功与功率第1课时”，系统讲解功的定义、正功负功的判断及合力做功的求解。通过起重机吊物等实例导入，从功的两个要素出发，用分解力或分解位移两种方案推导公式，结合思考题和典例搭建从具体到抽象的学习支架。 其亮点在于融合物理观念与科学思维，功的公式推导双角度呈现，正功负功从动力学和能量角度深化理解，体现运动与相互作用、能量观念。典例如斜面体推物、滑轮拉物等层层递进，培养科学推理与模型建构能力。学生能深化概念理解，教师可直接用结构清晰的内容及解析提升教学效率。

8.1.1 功与功率第1课时 01 理解功的定义 03 正功与负功的理解和判断 04 合力做功的求解 本课要点 01. 理解功的基本定义 1．力的图示：力可以用有向线段表示，有向线段的长短表示力的大小，箭头表示力的方向，箭尾(或箭头)表示力的作用点． 2．力的示意图：只用带箭头的有向线段来表示力的方向和作用点，不需要准确标度力的大小． 1.功的定义 物体受力的作用，并沿力的方向发生一段位移，就说力对物体做了功。 力对物体做功是和一定的运动过程相关的，功是一个过程量，是力对空间的积累效果。 F F l 01. 理解功的基本定义 1．力的图示：力可以用有向线段表示，有向线段的长短表示力的大小，箭头表示力的方向，箭尾(或箭头)表示力的作用点． 2．力的示意图：只用带箭头的有向线段来表示力的方向和作用点，不需要准确标度力的大小． 2.功的两个要素： ①力 ②沿力的方向发生的位移。 起重机吊着卡车不动，拉力做功吗？ 起重机吊着物体匀速运动，拉力做功吗？ 01. 理解功的基本定义 1．力的图示：力可以用有向线段表示，有向线段的长短表示力的大小，箭头表示力的方向，箭尾(或箭头)表示力的作用点． 2．力的示意图：只用带箭头的有向线段来表示力的方向和作用点，不需要准确标度力的大小． F α F α l A B （1）当F与l同方向时: l （2）当F与l不同方向时，W=？ A B F F 3.功的计算公式： 01. 理解功的基本定义 1．力的图示：力可以用有向线段表示，有向线段的长短表示力的大小，箭头表示力的方向，箭尾(或箭头)表示力的作用点． 2．力的示意图：只用带箭头的有向线段来表示力的方向和作用点，不需要准确标度力的大小． F 结论： l F F⊥ F∥ F 其中α为力的方向与位移的方向之间的夹角 方案1：分解力 01. 理解功的基本定义 1．力的图示：力可以用有向线段表示，有向线段的长短表示力的大小，箭头表示力的方向，箭尾(或箭头)表示力的作用点． 2．力的示意图：只用带箭头的有向线段来表示力的方向和作用点，不需要准确标度力的大小． 结论： F l l⊥ l ∥ F 其中α为力的方向与位移的方向之间的夹角 方案2：分解位移 01. 理解功的基本定义 1．力的图示：力可以用有向线段表示，有向线段的长短表示力的大小，箭头表示力的方向，箭尾(或箭头)表示力的作用点． 2．力的示意图：只用带箭头的有向线段来表示力的方向和作用点，不需要准确标度力的大小． ①F是作用在物体上的某个力（如G、N、f 等），但必为恒力 ②l是物体发生的位移 ③α是力F和位移l的夹角，α为0～180° 力对物体做的功只与F、l 、α三者有关，与物体的运动状态等因素无关。 4.对公式 的理解： 01. 理解功的基本定义 1．力的图示：力可以用有向线段表示，有向线段的长短表示力的大小，箭头表示力的方向，箭尾(或箭头)表示力的作用点． 2．力的示意图：只用带箭头的有向线段来表示力的方向和作用点，不需要准确标度力的大小． A F θ x 思考题:质量为m的物体A置于粗糙的斜面上,斜面位于水平面上,用力推斜面向左匀速移动位移x时,斜面对物体A的弹力做功是 ，斜面对物体A的摩擦力做功是 ，重力对物体A做的功是 。 01. 理解功的基本定义 1．力的图示：力可以用有向线段表示，有向线段的长短表示力的大小，箭头表示力的方向，箭尾(或箭头)表示力的作用点． 2．力的示意图：只用带箭头的有向线段来表示力的方向和作用点，不需要准确标度力的大小． A F θ x 思考题:质量为m的物体A置于粗糙的斜面上,斜面位于水平面上,用力推斜面向左匀速移动位移x时,斜面对物体A的弹力做功是 ，斜面对物体A的摩擦力做功是 ，重力对物体A做的功是 。 mgx sinθcosθ - mgx sinθcosθ f N mg 0 x Gx Gy θ 01. 理解功的基本定义 1．力的图示：力可以用有向线段表示，有向线段的长短表示力的大小，箭头表示力的方向，箭尾(或箭头)表示力的作用点． 2．力的示意图：只用带箭头的有向线段来表示力的方向和作用点，不需要准确标度力的大小． 5.功是标量 6.功的单位： 在国际单位制中，功的单位是焦耳，符号是 J 但功有正负之分。 01. 理解功的基本定义 1．力的图示：力可以用有向线段表示，有向线段的长短表示力的大小，箭头表示力的方向，箭尾(或箭头)表示力的作用点． 2．力的示意图：只用带箭头的有向线段来表示力的方向和作用点，不需要准确标度力的大小． 典例.如图所示，A为静止在水平桌面上的物体，其右侧固定着一个定滑轮O，跨过定滑轮的细绳的P端固定在墙壁上，于细绳的另一端Q用水平力F向右拉，物体向右滑动s的过程中，求力F对物体做的功？（上、下两段绳均保持水平） 01. 理解功的基本定义 1．力的图示：力可以用有向线段表示，有向线段的长短表示力的大小，箭头表示力的方向，箭尾(或箭头)表示力的作用点． 2．力的示意图：只用带箭头的有向线段来表示力的方向和作用点，不需要准确标度力的大小． 典例.如图所示，A为静止在水平桌面上的物体，其右侧固定着一个定滑轮O，跨过定滑轮的细绳的P端固定在墙壁上，于细绳的另一端Q用水平力F向右拉，物体向右滑动s的过程中，求力F对物体做的功？（上、下两段绳均保持水平） 如果着眼于受力物体，它受到水平向右的力为两条绳的拉力，合力为2F。因而合力对物体所做的功为W=2Fs； 01. 理解功的基本定义 1．力的图示：力可以用有向线段表示，有向线段的长短表示力的大小，箭头表示力的方向，箭尾(或箭头)表示力的作用点． 2．力的示意图：只用带箭头的有向线段来表示力的方向和作用点，不需要准确标度力的大小． 如果着眼于绳子的Q端，即力F的作用点，则可知物体向右发主s位移过程中，Q点的位移为2s，因而力F拉绳所做的功W=F·2s=2Fs。 力做的功等于力乘以力的作用点的位移 典例.如图所示，A为静止在水平桌面上的物体，其右侧固定着一个定滑轮O，跨过定滑轮的细绳的P端固定在墙壁上，于细绳的另一端Q用水平力F向右拉，物体向右滑动s的过程中，求力F对物体做的功？（上、下两段绳均保持水平） 01. 理解功的基本定义 1．力的图示：力可以用有向线段表示，有向线段的长短表示力的大小，箭头表示力的方向，箭尾(或箭头)表示力的作用点． 2．力的示意图：只用带箭头的有向线段来表示力的方向和作用点，不需要准确标度力的大小． 变式.质量为m的物块放在光滑的水平面上,绳的一端固定，在绳的另一端经动滑轮用与水平方向成α角、大小为F的力拉物块，如图所示，将物块由A点拉至B点，前进S，求力F对物体所做的功？ F α A B s 01. 理解功的基本定义 1．力的图示：力可以用有向线段表示，有向线段的长短表示力的大小，箭头表示力的方向，箭尾(或箭头)表示力的作用点． 2．力的示意图：只用带箭头的有向线段来表示力的方向和作用点，不需要准确标度力的大小． 解一：注意W=FScosα中的S应是力的作用点的位移,当物体向右移动S 时，力F的作用点既有水平位移S，又有沿绳向的位移S，合位移为S合 F α A B s S合 s α F A B s F 01. 理解功的基本定义 1．力的图示：力可以用有向线段表示，有向线段的长短表示力的大小，箭头表示力的方向，箭尾(或箭头)表示力的作用点． 2．力的示意图：只用带箭头的有向线段来表示力的方向和作用点，不需要准确标度力的大小． 解二：外力对物体所做的总功等效于水平绳和斜绳上的两个力做功的代数和 故W=FS+FScosα =FS(1+cosα) F α A B s F F α 02. 正功负功的判断与理解 1．力的图示：力可以用有向线段表示，有向线段的长短表示力的大小，箭头表示力的方向，箭尾(或箭头)表示力的作用点． 2．力的示意图：只用带箭头的有向线段来表示力的方向和作用点，不需要准确标度力的大小． 02. 正功负功的判断与理解 1．力的图示：力可以用有向线段表示，有向线段的长短表示力的大小，箭头表示力的方向，箭尾(或箭头)表示力的作用点． 2．力的示意图：只用带箭头的有向线段来表示力的方向和作用点，不需要准确标度力的大小． 根据W＝Fl cosα判断 0≤α＜ 时，cosα＞0， W＞0表示力对物体做正功 W<0表示力对物体做负功 ＜α ≤ 时，cosα<0， 某力对物体做负功，往往说成“物体克服某力做功”（取绝对值），两种说法的意义是等同的。 α= 时，cosα=0，W=0表示力对物体不做功 02. 正功负功的判断与理解 1．力的图示：力可以用有向线段表示，有向线段的长短表示力的大小，箭头表示力的方向，箭尾(或箭头)表示力的作用点． 2．力的示意图：只用带箭头的有向线段来表示力的方向和作用点，不需要准确标度力的大小． 正功的物理意义 ： （1）从动力学角度考虑： 力F对物体做正功，这个力是动力，对物体的运动起推动作用。 （2）从能量角度考虑： 力F对物体做正功，这个过程是受力物体得到能量的过程，即正功表示物体得到了能量。 02. 正功负功的判断与理解 1．力的图示：力可以用有向线段表示，有向线段的长短表示力的大小，箭头表示力的方向，箭尾(或箭头)表示力的作用点． 2．力的示意图：只用带箭头的有向线段来表示力的方向和作用点，不需要准确标度力的大小． 负功的物理意义 ： （1）从动力学角度考虑： 力F对物体做负功，这个力是阻力，对物体的运动起阻碍作用。 （2）从能量角度考虑： 力F对物体做负功，这个过程是受力物体向外输出能量的过程，即负功表示物体失去了能量。 注意：讲“功”一定要指明是那个力对那个物体的功。 02. 正功负功的判断与理解 1．力的图示：力可以用有向线段表示，有向线段的长短表示力的大小，箭头表示力的方向，箭尾(或箭头)表示力的作用点． 2．力的示意图：只用带箭头的有向线段来表示力的方向和作用点，不需要准确标度力的大小． 第一次此人做了－8J的功 此人第一次做功多 因为功的正负既不表示功的方向也不表示功的大小 v F v F 第二次此人做5J的功 比较两次做功的大小？ 02. 正功负功的判断与理解 1．力的图示：力可以用有向线段表示，有向线段的长短表示力的大小，箭头表示力的方向，箭尾(或箭头)表示力的作用点． 2．力的示意图：只用带箭头的有向线段来表示力的方向和作用点，不需要准确标度力的大小． 典例.如图，在匀加速向左运动的车厢中，一人用力向前推车厢。若人与车厢始终保持相对静止，则下列说法正确的是（ ）　 A.车厢对人做负功　　　 B.人的推力对车厢做正功　　　 C.人对车厢做负功 D.人通过做功把能量给了车厢 a f F 车厢对人有一个向右的推力F 和一个向左的摩擦力f 人向左加速 f >F 合外力向左 车厢对人做正功 人对车的推力向左，车的位移向左，人的推力对车做正功 02. 正功负功的判断与理解 1．力的图示：力可以用有向线段表示，有向线段的长短表示力的大小，箭头表示力的方向，箭尾(或箭头)表示力的作用点． 2．力的示意图：只用带箭头的有向线段来表示力的方向和作用点，不需要准确标度力的大小． 典例2.如图，在匀加速向左运动的车厢中，一人用力向前推车厢。若人与车厢始终保持相对静止，则下列说法正确的是（ ）　 A.车厢对人做负功　　　 B.人的推力对车厢做正功　　　 C.人对车厢做负功 D.人通过做功把能量给了车厢 a f´ F ´ BC 车向左加速 f ´ >F ´ 合外力向右 人对车厢做负功 人对车厢做负功 车厢对人做正功 车厢失去能量 人得到能量 车厢通过做功把能量给了人 03. 合力做功的求解 1．力的图示：力可以用有向线段表示，有向线段的长短表示力的大小，箭头表示力的方向，箭尾(或箭头)表示力的作用点． 2．力的示意图：只用带箭头的有向线段来表示力的方向和作用点，不需要准确标度力的大小． 方法1：求出各个力所做的功，则总功等于各个力所 做功的代数和，注意要代入功的正、负号。 方法2：先求出各个力的合力，则总功等于合力 所做的功。 合力做功的两种方法 知识疏理 03. 合力做功的求解 1．力的图示：力可以用有向线段表示，有向线段的长短表示力的大小，箭头表示力的方向，箭尾(或箭头)表示力的作用点． 2．力的示意图：只用带箭头的有向线段来表示力的方向和作用点，不需要准确标度力的大小． 思考:一个质量m＝2kg的小车，受到与水平方向成37°角斜向上方的拉力F=10N，在水平地面上移动的距离l=2m。小车与地面间的摩擦力Ff =4.2N。求外力对小车所做的总功。 方法1： WF =Fl cos37°= 16J Wf = Ff l cos180°= -8.4J 外力对小车所做的总功W W=WF+Wf = 7.6J 代数和 Ff FN G Fy Fx F 37° v 知识疏理 03. 合力做功的求解 1．力的图示：力可以用有向线段表示，有向线段的长短表示力的大小，箭头表示力的方向，箭尾(或箭头)表示力的作用点． 2．力的示意图：只用带箭头的有向线段来表示力的方向和作用点，不需要准确标度力的大小． 方法2： 解：小车所受到的合力为： F合=Fx-Ff = Fcos37°- Ff =3.8N 外力对小车所做的总功为： W=F合l cos0°=3.8×2J=7.6J Ff FN G Fy Fx F 37° v 知识疏理 03. 合力做功的求解 1．力的图示：力可以用有向线段表示，有向线段的长短表示力的大小，箭头表示力的方向，箭尾(或箭头)表示力的作用点． 2．力的示意图：只用带箭头的有向线段来表示力的方向和作用点，不需要准确标度力的大小． 典例1.在光滑水平面上，物体受两个沿水平方向、互相垂直的大小分别为F1和F2的恒力，它们做的功分别为3J和4J，则合力做的功为（ ） 4N 3N A.1J B.3.5J C.5J D.7J 要点：功是标量，总功为各个力做功的代数和，不能用平行四边形定则去求合。 D 03. 合力做功的求解 1．力的图示：力可以用有向线段表示，有向线段的长短表示力的大小，箭头表示力的方向，箭尾(或箭头)表示力的作用点． 2．力的示意图：只用带箭头的有向线段来表示力的方向和作用点，不需要准确标度力的大小． 【解析】A受到重力G、弹力N、摩擦力f，A处于匀速运动状态，合力为零，故斜面B对物体A的合力竖直向上，与重力等大反向，物体位移水平向左， B对A做功为零。 A . B . C. 0 D. 典例2.如图所示,质量为m的物体A静止于倾角为θ的斜面体B上,斜面体B的质量为M,现对该斜面体施加一个水平向左的推力F,使A物体随斜面体一起沿水平方向向左匀速运动的位移为s,则在此运动过程中斜面体B对物体A所做的功为( ) C A G N f $