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

第八章 机械能守恒定律 第1节 功与功率 第一课时 金查理小镇公园计划建设一座名为“云霄矿车”的大型过山车项目。其设计灵感来源于老式矿区运送矿石的斜坡和轨道。咱们班级将化身为一个工程项目团队，接受委托，负责完成该过山车关键部分的设计、论证与安全评估。 设计并制作一个“过山车”模型，用能量观点论证其运动过程的合理性。 大单元核心任务 物体运动的方向与力的方向不一致，这时应当怎样计算功呢？ 结合课本P74页课文，完成学案自主探究，构建物理模型，推导功的一般表达式 情境创设 一、功的表达式 1.把力F正交分解 WF2= 0 F1=F cos α WF= F1·l= Fcosα·l 等效替代 F l l1 α l2 l1=lcos α 2.把位移l正交分解 F F α l WF=F·l1= F·lcosα F2 F1 一、功的表达式 【自主探究】 在力方向发生的位移 位移方向的力 一、功的表达式 F ---- 作用在物体上的力（恒力，可以是某个力或者合力） l ---- 物体（力的作用点）在F作用下相对地面的位移大小 α---- F与 l 正方向之间的夹角( 0-180°) 说明： W=Fl cosα 1J等于1N的力让物体在力的方向上发生1m的位移时所做的功。 功的国际单位：焦耳(J) 1焦耳的意义？ 练习.如图所示，物体在恒力F作用下在水平面上发生一段位移L，试分别找出F与L的夹角，并写出功的表达式。 你有什么重要发现？ 功是标量，但功有正负。 辨析：－8J 和 5J 哪个做功更大？ 正功： 1作用效果：力对物体是动力做功 2能量角度：物体动能增加，其他形式的能转化为动能 负功： 1作用效果：力对物体是阻力做功 2能量角度：物体动能减少，动能转化为其他形式的能 某力对物体做 -8J 负功，往往说成 “物体克服某力做了 8J 功” 二、正功负功 二、正功负功 α cosα W 正负功 力的作用效果 能量转化 动力做功 其他 动能 阻力做功 动能 其他 α = π/2 0 ≤ α＜π/2 π/2 ＜α ≤ π cosα=0 cosα＞0 cosα＜0 W = 0 W＞0 W＜0 不做功 做正功 做负功 【例1】 一个质量m＝0.5kg的矿车模型沿着53度倾角的倾斜轨道滑下，轨道长1.2米，矿车与倾斜轨道的动摩擦因数为0.1。cos 53°＝ 0.6。试分析： （1）各个力对矿车所做的功 （2）各个力对矿车所做的功的总和 （2）矿车所受的合力 （3）合力对矿车做的功 三、总功的求法 2.求几个力的合力所做的功 先求出合外力F合，再由W合=F合lcosα计算。 1.求各个力所做功的代数和 先分别求出各个力所做的功： 再对各个力做的功求代数和。 实际中，通常物体受多个力的作用，怎么求做功？ 功是标量 遵循代数运算法则 三、总功的求法 物体的运动过程无线分割，每一小段作用在物体上的力可看成恒力，将先求力在每一小段上做的功,再求和即为全过程力对物体做的功。 四、变力做功——微元法 体验探究：情境1：在拉着箱子绕教室一周过程中，拉力对箱子做的功是零吗？ DISIZHANG 第四章 专题强化　瞬时性问题 四、变力做功——平均值法 情境2：某块石头陷入淤泥过程中，其所受的阻力F与陷入深度h的关系为 （k，已知），石头沿竖直方向做直线运动，当 时，石头陷入淤泥过程中克服阻力做的功是多少？ 四、变力做功——微元法 情境3：.如图甲所示，质量为5kg的物体在斜向下、与水平方向成37°角的力F作用下，沿水平面开始运动，推力大小F随位移大小x变化的情况如图乙所示，sin37°=0.6，cos37°=0.8，则力F所做的功为多少？ DISIZHANG 第四章 专题强化　瞬时性问题 四、变力做功——图像法 在F ­ x图象中，图线与x轴所围的“面积”的代数和表示F做功．“面积”有正负，在x轴上方的“面积”为正，在x轴下方的“面积”为负．如图甲、乙所示，这与运动学中由v ­ t图象求位移的原理相同． 课堂小结 Lavf58.46.101 $