第4章 1 第一节 功（课件）-【学而思·PPT课件分层练习】2025-2026学年高一物理必修第二册（粤教版）

该高中物理课件围绕“功”展开，涵盖功的定义、计算（恒力、合力、变力）、正功负功及功与能量关系，从基础概念出发，通过公式推导、正负功判断到总功计算，构建递进式学习支架。 其亮点在于结合知识辨析（如行星引力做功判断）、典例分析（滑块木板摩擦力做功）及变力做功方法（分段法、微元法等），以科学思维（科学推理、模型建构）和科学探究为核心，帮助学生理解抽象概念，提升解题能力，为教师提供系统教学资源，提高教学效率。

第一节　功 知识点1　功的计算 知识 清单破 知识点 1 功的计算 1.功的定义 一个物体受到力的作用,且物体在力的方向上发生一段位移,就说这个力对物体做了机械功, 简称功。 2.做功的两个必要因素 作用在物体上的力和物体在力的方向上发生的位移,是做功的两个必要因素。 第四章 机械能及其守恒定律 高中同步 3.功的计算公式 (1)力和物体位移方向一致时,W=Fs。 (2)力与物体位移方向的夹角为α时,W=Fs cos α,即力对物体所做的功等于力的大小、位移的 大小以及力和位移夹角的余弦的乘积。 (3)适用条件:在用公式W=Fs cos α计算力F做的功时,F应为恒力。 4.功的单位 功的单位为焦耳,简称焦,符号是J。1 J等于1 N的力使物体在力的方向上发生1 m的位移时所 做的功。即1 J=1 N·m。 第四章 机械能及其守恒定律 高中同步 5.总功的计算     第四章 机械能及其守恒定律 高中同步 知识点2　正功和负功 利用公式W=Fs cos α计算功的大小时,F、s都只取绝对值,力对物体做正功还是负功,由力F和 位移s的夹角α决定,如表所示: α的取值 cos α 功的正负 物理意义 0≤α<  cos α>0 W>0,力做正功 做功的力是动力 α=  cos α=0 W=0,力不做功 力既不是动力,也不 是阻力  <α≤π cos α<0 W<0,力做负功 做功的力是阻力 知识点 2 正功和负功 第四章 机械能及其守恒定律 高中同步 特别说明 力对物体做功的正负也可以根据力和速度的夹角判断。 第四章 机械能及其守恒定律 高中同步 知识点 3 做功与能量变化的关系 1.能量的意义 一个物体能够对其他物体做功,我们就说这个物体具有能量。 2.功与能的关系 做功的过程就是能量变化的过程。做了多少功,就有多少能量发生变化。功是能量变化的量 度。 第四章 机械能及其守恒定律 高中同步 知识辨析 判断正误,正确的画“√”,错误的画“✕”。 1.行星围绕太阳在圆轨道上运行时,引力对行星一定做功。 (　    ) ✕ 2.汽车沿斜坡向上加速行驶时,牵引力对汽车一定做功。 (　    ) √ 3.物体受到力的作用,而且还通过了一段位移,则此力一定做了功。 (　    ) ✕ 物体在力的方向通过位移才能做功。 提示 4.作用在物体上的两个力,一个做正功,一个做负功,这两个力的方向一定相反。 (　    ) ✕ 第四章 机械能及其守恒定律 高中同步 疑难　计算功的方法 讲解分析 疑难 情境破 疑难 计算功的方法 1.单个恒力做功 2.合力做功 方法一:先求合外力F合,再用W合=F合s cos α求功。适用于F合为恒力的过程。 方法二:先求各个力做的功W1、W2、W3…,再应用W合=W1+W2+W3+…求合力做的功。 第四章 机械能及其守恒定律 高中同步 3.变力做功 计算变力做的功,通常采用的方法是将变力做功转化为恒力做功。 ①分段法:力在全程是变力,但在每一个阶段是恒力,这样就可以先计算每个阶段恒力做的功, 再利用求和的方法计算整个过程中变力做的功。 ②微元法:当力的大小不变,力的方向时刻与物体速度同向(或反向)时(物体做曲线运动),把物 体的运动过程分为很多小段,这样每一小段可以看成直线运动,先求在每一小段上力做的功, 再求和即可。 ③转换研究对象法:在某些情况下,通过等效转换可以将变力做功转换成恒力做功,然后应用 公式W=Fl cos α计算。如图所示,人站在地上以恒力F拉绳,使小 车向左运动,求绳子对小车的拉力FT所做的功时不能用公式直接 计算。但拉力FT对小车所做的功与恒力F对绳子做的功相等,可将 计算绳子对小车做功的问题转换为求力F做功的问题。 第四章 机械能及其守恒定律 高中同步 ④平均力法:当力的方向不变,大小随位移按线性规律变化时,可采用平均力法求解。即先求 出力在这段位移内的平均值 = (F1、F2分别为初、末位置力的大小),再由W= l cos α 计算功。 ⑤图像法:若作用在物体上的力只是大小变化,而方向始终与位移在同一条直线上时,可以将 力随位移变化的关系描绘在F-l图像上,则图线与l轴所围的面积即F在这段位移l上对物体所 做的功,如图中的阴影部分所示(这与运动学中利用v-t图像求位移的原理相同)。 第四章 机械能及其守恒定律 高中同步 典例 质量为M的长木板放在光滑的水平面上【1】,一个质量为m的滑块以某一速度沿木板上表 面从A点滑至B点,在木板上前进了距离L【2】,而木板前进了距离s【3】,若滑块与木板间的动摩 擦因数为μ,求: (1)摩擦力对滑块所做的功; (2)摩擦力对木板所做的功; (3)这一对摩擦力做的总功【4】。   第四章 机械能及其守恒定律 高中同步 信息提取    【1】水平面与长木板间没有摩擦力。 【2】L是滑块相对木板的位移。 【3】s是木板相对地面的位移,则滑块相对地面的位移为L+s。 【4】功是标量,计算总功时可以直接求其代数和。 思路点拨    根据功的公式【5】可知,摩擦力对滑块、木板所做的功等于摩擦力与滑块、 木板相对于地面的位移的乘积。摩擦力做的总功等于摩擦力对滑块、木板所做功的代数 和。 第四章 机械能及其守恒定律 高中同步 解析    (1)滑块受力情况如图甲所示 摩擦力对滑块所做的功为W1=-Ff(s+L)=-μFN1(s+L)=-μmg(s+L)(由【2】、【3】和【5】得到) (2)木板受力情况如图乙所示,摩擦力对木板所做的功为W2=Ff's=μmgs(由【3】和【5】得到) (3)这一对摩擦力做功的代数和为 W=W1+W2=-μmgL(由【4】得到) 答案    (1)-μmg(s+L)    (2)μmgs    (3)-μmgL 第四章 机械能及其守恒定律 高中同步 $