人教版高中物理必修 2第7章 第2节 功(共25张PPT)

G
题型：变力做功问题
对于变力做功不能依定义式 直接求解，但可依物理规律通过技巧的转化间接求解
W Fl cos
1.将变力的功转化为恒力做功 （1）题目当中明确指出是平均力，直接用公式计算
（2）若变力大小随位移是线性变化，且方向不变 时，可将变力的平均值求出后用公式
F1 F2 W F l cos l cos 2
计算。如弹簧的弹力做功就可以用此法计算。
练习： 1、判正误：
A、举重运动员正举着重物，但举力却不做功
√
√ B、作竖直上抛运动的物体受到的重力先做负功后做正功
C、作竖直上抛运动的物体先克服重力做功后重力做功 √
D、作竖直上抛运动的物体受到的重力先做负功后物体克 服重力做功 × E、做功的两个必不可少的因素是力和位移 × F、功是一个状态量 × G、功的单位用国际单位制中的基本单位表示为 kgm2/s2 √ H、有力有位移，该力一定做功 ×
F
v
F
x
(1)物体的速度变大，意味着物体具有的
动
能增加
(2)增加的动能是由 化学 能转化过来的
通过力F对物体做功 (3)化学能是通过什么途径转化为动能的？
观察我们熟知的一些物理现象：
共同特征
1.有力作用在物体上 2.力的方向上发生了位移
初中的时候我们学过，如果一个力作用在物体上，使这个 物体在力的方向上移动了一段距离，就说这个力对这个物 体做了功。
高中物理必修2第七章
机械能守恒定律
动能的概念： 由于物体的运动而具有的能量 相互作用物体凭借其位置而具 势能的概念： 有的能量叫做势能 不同形式的能量是可以相互转化的
等 高
复习：
一质量m=10kg的物体放在光滑的水平面，
某人用F=10N的拉力水平向右拉物体，使物体 从静止开始运动，求5s末物体的速度。
W Fl cos
温馨提示：功是标量。
力对物体所做的功，等于力的大小、 位移的大小、力和位移的夹角的余弦 这三者的乘积。单位：焦耳（J）
对功的公式的进一步理解：
（1）公式只能用于求恒力做的功。 L是沿力F的方向并且有F存在时的物 体的对地的位移 （2）功的公式中，F和L必须具备同时性
判一判：运动员用50N的力将静止的足球踢出， 足球在草地上滚动了30m停下，则运动员对足 （ 3 ）利用这个公式计算做功时，一定要明 球做的功是1500J。
典例剖析
一个质量m=150kg的雪橇，受到与水平方向成θ ＝ 37°角斜向上方的拉力F =500N，在水平地面上向 右移动的距离l=5m。雪橇与地面间的滑动摩擦力
F阻=100N，（cos37°=0.8 ）
求：（1）各个力对雪橇所做的功。 （2）各个力对雪橇做的总功。 （3）雪橇所受的合力。
V FN
α
COSα
W
物理意义
α=π/2 α＜π/2
COSα=
0
W=0 W＞0 W＜0
表示力F对 物体不做功
表示力F对 物体做正功
COSα＞0
π/2＜α≤π
COS
α＜0
表示力F对 物体做负功
四、正功和负功： 正功的意义是：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。 负功的意义是：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。 一个力对物体做负功，也可说成物体克 服这个力做了功（正值）
Ｆ ≠０ 分析：Ｓ≠０
没有做功．劳而无功）
Ｆ⊥Ｓ
不做功的情况
１．有力，但是在力的方向上 通过的位移为零． ２．有位移，但是位移同一方向 上没有力的作用 ３．有力，也有位移，但是力 和位移方向是相互垂直的．
二、功的计算

如果力的方向与物体运动的方向一致，我 们就把功定义为力的大小与位移大小的乘 积.用F表示力的大小，用L表示位移的大小， W表示力F所做的功，则有：
总功的求法：
当一个物体在几个力的共同作用下发生一 段位移时，这几个力对物体所做的总功如何求 解？
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。 W总=W1 +W2 + W3+….
（注意：W1、W2、W3本身包含正、负号）
方法2：先求出各个力的合力，再用
W Fl cos 求总功
一、功
F s F
F
物体受到力的作用,并且
在力的方向上发生了一
s
段位移,就说这个力对物
体做了功．
谁能归纳出做功 的两个必要因素 是什么？
必要因素
（作用在物体上的力） Ｆ （物体在力的方向上移 Ｓ
动了位移）
同时存在，缺一不可．
实例分析：
“两个必要因素”的含义是指“缺一不 可”
１．当你端着一盆水不动时，你 累吗？你做功了吗？为什么？
2.用400N的力在水平地面上拉车行走 50m， 拉力与车前进的方向成 30°角。那么， 拉力对车做的功是( )
A. 2 ． 0×104J ； C. 1．7×104J；
C B. 1 ． 0×104J ；
D.以上均不对。
3.木箱在如图所示力的作用下匀速运动，求： ⑴拉力对木箱做的功。WF Fs cos 600 40J ⑵摩擦力对木箱做的功。W f fs cos 1800 Fs cos 600 40J ⑶支持力对木箱做的功。 WN 0
确是哪个恒力对物体做了功
（4）功是过程量，和某段位移相对应
（6）如何找力与位移的夹角 ？
甲 α F L 乙 F
L
α
答案：α
丙 α 答案： α 丁
答案：π- α L α
L F 答案： π- α
F
轻轻告诉你:寻找“夹角α”可以将力的方向向位移方向 旋转，当力的方向与位移方向相同时，力的方向所转过的 较小的角度就是力与位移方向的夹角。
F
370
（4）合力对雪橇做的功。
F阻 G
规范解答：
（1）拉力F对物体所做的功为 W1= Flcos37°=2000J 摩擦力F阻对物体所做的功为 W2= F阻lcos180°= -500J F阻 重力和支持力对物体做功
W3 , W4 均为0
V FN 370
F
（2）各力做功的代数和为 W=W1+W2+W3+W4=1500J （3）物体所受的合力 F合＝Fcos37°－ F阻＝300N （4）合力对物体所做的功为 W= F合l=1500J
W=FL
F F
L
思考与讨论：如下图所示，当力的方向与
位移方Байду номын сангаас有一夹角，如何求功？
F
α A L α B
F
演绎推理、总结规律
分 解 力 WF=F Lcosα 分 解 位 移
α是力的方向与位移方向的夹角
适用于恒力做功
WF=F1· L=Fcosα· L
WF=F·L 1= F ·Lcosα
功的一般计算公式：
Ｆ ≠０ 分析： Ｓ=０
没有做功．
（劳而无功）
“两个必要因素”的含义是指“缺一不 可”
2．用脚踢出足球，球在地面上 滚动，滚动过程中，人对球做功 了吗？
Ｆ＝０ 分析： Ｓ≠０ 没有做功．不劳无 功）
“两个必要因素”的含义是指“缺一不 可” 3．人推着木箱前进时，箱子的重力 和支持力做功了吗？为什么？ Ｎ ． Ｓ Ｇ
⑷重力对木箱做的功。 WG 0
⑸合外力对木箱做的功。 W合 ＝ 0
10 N
小
一、做功的两个必要因素 1、作用在物体上的力 2、物体在力的方向上发生一段位移 二、功的一般计算公式
结
W Fl cos
三、功是标量，国际单位制中单位为J 四、功的正负的物理意义： 力对物体做正功，该力成为物体运动的动力 力对物体做负功，该力成为为物体运动的阻力 五、总功的求法 1、先求每一个力所做的功，在求它们的代数和； 2、先求合力，再求合力所做的功。