第2节 功和能
第1章 第2节 功和能
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[后思考] 1．2016年举行的F1汽车大奖赛上，某赛车如图123所示，试分析在赛车 加速阶段和匀速运动阶段能量转化的情况．
图123
【提示】赛车加速阶段，化学能转化为动能和内能，在赛车匀速运动阶 段，化学能转化为内能。
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[合作探讨] 探讨：如图124所示是撑杆跳高运动的几个阶段：助跑、撑杆起跳、越横 杆．你能定性地说明在这几个阶段中能量的转化情况吗？
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【解析】盘山公路应用了斜面的机械原理，车辆爬坡过程中克服的阻力是 重力沿斜面向下的分力和摩擦阻力，在斜面上运动时的阻力小于物体的重力， 斜面能够省力，高度一定的情况下，斜面越长越省力．但斜面不省功，选项 C 正确，其他选项均错误．
【答案】C
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功的原理的三种表述 1．使用机械时，人们所做的功都等于不用机械而直接用手所做的功．(适用 于各种理想机械) 2．使用任何机械时，动力对机械所做的功等于机械克服所有阻力所做的 功．(适用于各种实际机械) 3．使用任何机械都不省功．
图 122
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探讨 1：人拉绳子的力是多少？
【提示】动滑轮和重物的重力由三根绳子承担， 1 F＝3(G1＋G2)≈336.7 N.
探讨 2：人做的总功，有用功和额外功各是多少？
【提示】W 总＝F· s＝(G1＋G2)h＝2 020 J W 有＝G1h＝2 000 J W 额＝G2h＝20 J.
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1．盘山公路总是筑得盘旋曲折，因为(
) 【导学号：45732007】
A．盘山公路盘旋曲折会延长爬坡的距离，根据斜面的原理，斜面越长越省 功 B．盘山公路盘旋曲折显得雄伟壮观 C．盘山公路盘旋曲折会延长爬坡长度，斜面的原理告诉我们，高度一定， 斜面越长越省力 D．盘山公路盘旋曲折是为了减小坡度，增加车辆的稳度
高一物理必修2 第二节 功和能
高一物理必修2 第二节功和能随着动力学的发展,人们逐渐形成了“功”和“能”的概念．伽利略（Galileo Galilei,1564—1642,意大利物理学家、天文学家）将力与路程的乘积称为“矩”；莱布尼茨（Gottfried Wilhelm leibniz,1646—1716,德国哲学家、自然科学家、数学家）把与重量和高度的乘积等值的运动作为基本量来考察运动的量度—“活力”（1696年指出是“活力”的量度）．[精读探究·纵横拓展]1、功的原理：读教材P9第一、二段○理要点：使用机械时，人们所做的功，都等于不用机械而直接用手做的功，即使用任何机械都不省功。
进一步可表述为：使用任何机械时，动力对机械所做的功等于机械克服阻力所做的功。
○思重点：“不省功”是功的原理的核心。
“不省功”有两层含义：其一是等于（理想机械）；其二是大于，既费功（对非理想机械）。
费功是指使用机械，人们所做的功要大于不使用机械而直接用手所做的功。
多做的那一部分功，就是克服机械自重和摩擦力所做的功。
它对完成工作任务没有意义，所以我们把它叫做无用功或额外功。
○辨疑点：“使用任何机械时，动力对机械所做的功等于机械克服阻力所做的功”。
这一表述更具有普遍性。
“动力所做的功”和“使用机械，人们所做的功”相当；“机械克服阻力所做的功”包括克服所有阻力所做的功，即包括克服有用阻力所做的功（直接用手所做的功）及克服机械自重和摩擦所做的功。
○悟方法：对功的原理的正确理解，使我们认识到使用机械可省力或省距离而不可能省功的道理。
2、功是能量转化的量度：读教材P10第四段○理要点：做功的过程就是能量转化的过程，能量转化的过程伴随着力做功；力对物体做了多少功，就有多少能量进行了转化。
○思重点：对功能关系的理解，要掌握两层含义：一是做功的过程就是能量转化的过程，能量转化的过程就是做功的过程；二是做了多少功，就有多少能量发生了转化，也就是说可用做功的多少来量度能量转化的多少。
2019-2020鲁科版物理必修2 第1章 第2节 功和能
第2节 功和能一、机械功的原理 1．三个基本概念2.使用任何机械时，动力对机械所做的功总是等于机械克服阻力所做的功． 3．公式表达W 动＝W 阻＝W 有用＋W 额外或W输入＝W输出＋W损失．4．机械原理使用任何机械都不能省功．做一定量的功，要省力就要增大做功时的位移，而要减小做功时的位移就要多用力．二、做功和能的转化1．能的概念一个物体能够对别的物体做功，我们就说这个物体具有能．能有各种不同的形式，如动能、内能、风能、势能等．2．功能关系做功的过程就是能量转化的过程，做了多少功，就有多少能量发生转化．即功是能量转化的量度．3．机械做功的本质做功的机械是传递能量、实现能量转化的装置．机械做功只能将能量从一个物体转移到另一个物体或者将一种形式的能量转化为另一种形式的能量．1．思考判断(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)使用先进机械能省功，使用一般机械不能省功． (×)(2)功的原理是机械普遍适用的基本原理．(√)(3)使用某些机械时可以省力．(√)(4)功就是能，功可以转化为能．(×)(5)做功越多，物体的能就越多．(×)(6)能量转化过程中做功越多，能量转化越多．(√)2．盘山公路总是筑得盘旋曲折，因为()A．盘山公路盘旋曲折会延长爬坡的距离，根据斜面的原理，斜面越长越省功B．盘山公路盘旋曲折显得雄伟壮观C．盘山公路盘旋曲折会延长爬坡长度，斜面的原理告诉我们，高度一定，斜面越长越省力D．盘山公路盘旋曲折是为了减小坡度，增加车辆的稳度C[盘山公路应用了斜面的机械原理，车辆爬坡过程中克服的阻力是重力沿斜面向下的分力和摩擦阻力，在斜面上运动时的阻力小于物体的重力，斜面能够省力，高度一定的情况下，斜面越长越省力．但斜面不省功，选项C正确，其他选项均错误．]3．流水从高处落下，对水轮机做了3×108J的功，这句话的正确理解为()A．流水在对水轮机做功前，具有3×108 J的能量B．流水在对水轮机做功时，具有3×108 J的能量C．流水在对水轮机做功后，具有3×108 J的能量D．流水在对水轮机做功的过程中，能量减少了3×108 JD[根据“功是能量转化的量度”可知，流水在对水轮机做功的过程中，有能量参与转化，流水对水轮机做了3×108J的功，则有3×108J的机械能减少了．因此，选项D正确，其他选项均指状态量，故错误．]1.功的原理的表达式(1)不使用机械时：W输入＝W输出或W动＝W阻(2)使用机械时，W输入＝W输出＋W损失或W动＝W阻＝W有用＋W额外2．“不省功”的含义(1)若机械为理想机械，则使用机械做的功与直接用手所做的功相等．(2)若机械为实际机械，则本身都有重力且存在摩擦，这时使用机械做的功比直接用手做的功要多．3．对功的原理的理解：功的原理是机械的基本原理，是机械做功所遵循的基本规律．(1)“使用任何机械时，动力对机械所做的功等于机械克服阻力所做的功”，这一描述具有普遍性．(2)机械克服的阻力包括有用阻力和无用阻力，克服无用阻力做的额外功对完成工作没有任何意义，事实上使用机械都是费功的，因此，机械效率总小于1.【例1】如图所示，通过一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组，将一重物匀速提高2 m，已知重物的质量为100 kg，动滑轮自身的质量为1 kg，绳的质量和摩擦均不计，(g取10 m/s2)求：(1)人的拉力及拉力做的功；(2)该机械的有用功和额外功．思路点拨：(1)将重物和动滑轮看成一个整体，再进行受力分析．(2)一定要分清该机械的有用功和额外功之后，再进行计算．[解析](1)由题意知，动滑轮和重物的整体受力平衡，而整体向上的方向有三根绳子承担，即3F＝G1＋G2＝1 010 N所以人的拉力F＝1 0103N≈336.7 N要使重物升高2 m，绳的作用点的位移s＝3h＝6 m.拉力做的功W F＝Fs＝2 020 J.(2)利用该机械是为了将重物提升2 m.所以有用功为W有用＝G1h＝1 000×2 J＝2 000 J而提升过程中，克服动滑轮的重力做功是不可避免的，这是额外的，所以额外功W额外＝G2h＝10×2 J＝20 J.[答案](1)336.7 N 2 020 J(2)2 000 J20 J应用机械功的原理解题应注意的问题(1)通过对研究对象的受力分析，确定动力和阻力，区分有用阻力和无用阻力(或额外阻力)．(2)通过过程的分析或效果的分析确定各力作用下的位移．(3)根据功的定义式求解各力所做的功，根据机械功的原理列方程求解．1．如图所示，甲、乙、丙三位建筑工人用三种不同的方法把水泥从一楼运到三楼，根据图中的数据分析，这三种方法中：(1)所做的有用功分别是多少？(2)哪种方法所做的总功最多，是多少？哪种方法所做的总功最少，是多少？[解析](1)甲、乙、丙三位工人都是将重为400 N的水泥运到三楼，有用阻力相同，都为水泥的重力，故三人所做的有用功都为W有用＝G水泥h＝400×6 J＝2 400 J.(2)工人甲做的总功为W甲＝(G水泥＋G桶＋G人)h＝(400＋20＋400)×6 J＝4 920 J工人乙做的总功为W乙＝(G水泥＋G桶＋G滑轮)h＝(400＋20＋10)×6 J＝2 580 J工人丙做的总功为W丙＝(G水泥＋G口袋＋G滑轮)h＝(400＋5＋10)×6 J＝2 490 J可见，工人甲做的总功最多，为4 920 J，工人丙做的总功最少，为2 490 J.[答案]见解析1.功与能之间的关系2．功和能的区别(1)一个物体能够做功，我们就说这个物体具有能量．能量是表示物体具有做功的本领的大小的物理量．能是状态量．(2)功描述了力的作用效果在空间上的累积，反映了物体受力并运动的效果．功是过程量．两者有着本质的区别，功和能不能相互代替．(3)功和能并不等同，功只是反映了能量转化的多少，但不能认为物体对外做的功等于物体具有的能量．【例2】运动员把原来静止的足球踢出去，使足球获得100 J的动能．则在运动员踢球的过程中，运动员消耗的体能()A．等于100 J B．大于100 JC．小于100 J D．无法确定B[原来静止的足球获得了100 J的动能，根据功能关系可知，运动员对足球做了100 J的功，有100 J的体内化学能转化成了动能；运动员在踢球过程中，不仅对足球做了功，由于剧烈运动还有一部分自身能量转化为内能散失，因此，踢球过程中运动员消耗的体能大于100 J，选项B正确，其他选项均错误．]常见的几种形式能量的转化2．如图所示，木块A放在木板B左端，用恒力F将A拉至B的右端．第一次，将B固定在地面上，F做功为W1，生热为Q1；第二次，B可以在光滑的地面上自由地滑动，这次F做的功为W2，生热为Q2，则应有()A．W1＜W2，Q1＝Q2B．W1＝W2，Q1＝Q2C．W1＜W2，Q1＜Q2D．W1＝W2，Q1＜Q2A[设木板的长度为l，第一次，将B固定在地面上时，W1＝Fl，根据功能关系可知Q1＝μmgl；第二次，B可以在光滑的地面上自由地滑动，木板在地面上运动了一段位移s，力F所做的功为W2＝F(l＋s)＞W1，由功能关系得Q2＝μmgl，故选项A正确，其他选项均错误．]1．使用机械时，下列说法正确的是()A．一定能省力B．一定能省位移C．一定能改变力的方向D．一定不能省功D[根据功的原理，使用机械可以省力，也可以省位移，但不能同时省力和位移，即使用任何机械都不能省功．]2．(多选)关于功和能，下列说法中正确的是()A．如果一个物体能够对外做功，我们就说这个物体具有能量B．做功的过程总伴随着能量的改变，做了多少功，能量就改变多少C．功就是能，能就是功D．功是能量转化的量度ABD[能量是反映物体对外做功本领的物理量，一个物体如果能够对外做功，这个物体就具有能量，选项A正确；功是能量转化的量度和原因，能量改变了多少就必定伴随着力对物体做了多少功，选项B、D正确；功是能量转化过程中的过程量，是能量转化的方式和手段，能量是一状态量，功和能是两个不同的物理量，选项C错误．]3．如图所示，在水平地面上安放一竖直轻弹簧，弹簧上端与一木块m相连，在木块上加一竖直向下的力F，使木块缓慢下移0.1 m，力F做功2.5 J，此时木块刚好再次处于平衡状态，则在木块下移过程中，弹簧弹性势能的增加量()A．等于2.5 J B．大于2.5 JC．小于2.5 J D．无法确定B[力F对木块做功2.5 J，木块和弹簧组成的系统的机械能增加2.5 J，由于木块缓慢下移，动能并未增加，而重力势能减少，故根据能量转化和守恒定律知，弹簧弹性势能的增加量必大于2.5 J(木块减少的重力势能也转化为弹簧的弹性势能)．]4．人骑自行车在水平路面上匀速行驶，受摩擦阻力30 N，行驶20 m过程中，人对自行车做功2 000 J，试求此过程中所做的额外功是多少？[解析]根据题意W动＝2 000 J，W输出＝fs＝600 J由功的原理W动＝W输出＋W额外知W额外＝1 400 J. [答案] 1 400 J。
高中物理必修2鲁科《第1章功和功率第2节功和能》259PPT课件一等奖
F对物体做负功。
NF f
G
物体的位移方向
这些力是做 正功还是负
功？
正功、负功的理解
力对物体做正功，这个力对物体来说是动力（使 物体加速运动）。力对物体做负功，这个力对物 体来说是阻力，对物体的运动起阻碍作用。
功是标量，有正负之分，但功的正负不表示大小 也不表示方向，只是表示是动力做功还是阻力做 功。
2．一个力对物体做了负功，则说明这个力 一定阻碍物体的运动．( )
3．作用力做正功时，反作用力一定做负 功．( )
4．功有正负，所以功是矢量．( )
5．合力的总功一定大于各个力的功．( )
探究一 做功的两要素：
力和物体在力的方向上的位移。
（一）功的定义：
一个物体受到力的作用，如果在力的方向 上发生一段位移，这个力就对物体做了功。
3.功的表达式：
W＝FLCosα
再见
功
富源县第八中学 黄玉开
一、教材助读（阅读教材，并完成下列问题）
1、功和能是两个密切联系的物理量，即如果物体在力的作用下_____发生了变 化，这个力一定对物体做了功，功在能的转化过程中担任重要的角色。
2、功的概念：一个物体受到力的作用，且______________________________， 这个力就对物体做了功。
/s2求：
①拉力F１对物体所做的功. ②摩擦力f对物体所做的功. ③重力G对物体所做的功. ④弹力N对物体做的功. ⑤合外力对物体所做的总 功.(课后思考)
小结：
1.做功的两要素：
（1）力; （2）物体在力的方向上的位移。 2.功的定义：力对物体所做的功，等于力的 大小、位移的大小、力和位移夹角的余弦这 三者的乘积。
高中物理同步课件1.2 功和能 教学课件(鲁科版必修2)
点拨
情况甲用测力计将一件已知质量的重物竖直匀速
提高1 m，人所做的功等于拉力乘以物体的位移，情况乙 通过一对滑轮组将同一重物用点的位移，此位移大
小即为物体升高的高度的n倍(由n根绳承担)．两次提起重 物的过程中，人所用的拉力即动力不一样，情况乙中的 拉力较小．动力所做的功也有差别，情况乙中动力所做 的功大于情况甲中动力所做的功，这说明使用滑轮组提
功和能是两个密切相关的物理量，但功和能有本质的区
功 是反映物体间在相互作用过程中能量变化多少 别，___ 过程 量；___ 能 是用来反映物体运动 的物理量，是一个_____
状态的物理量，是一个状态量；处于一定运动状态(如
速度和相对位置)的物体就有一定的能量．
做功的多少对应着能量转化的多少，但切记不是功转 化为能，做功只是实现能量转化的手段． 思考 机械本身不能产生能量，机械做功的能量来自 何处呢？
提示
机械做功的能量来自使用机械的劳动者．
一、机械功的原理 功的原理 (1)内容：使用任何机械时，动力对机械所做的功总是等于 机械克服阻力所做的功，这就是机械功的原理，简称功的
原理．
(2)公式：W动＝W阻＝W有用＋W额外或W输入＝W输出＋W损失． 温馨提示 (1)使用机械时，一方面动力对机械做功，另一 方面机械又克服阻力对外做功，这两者总是相等的． (2)使用任何机械都不能省功，任何机械都存在无用阻力，
第2节 功和能
1．理解功的原理，知道使用任何机械可以省力但不能省 功，能利用功的原理进行有关运算．
2．理解功和能的含义，掌握功和能的关系．
3．知道尊重客观规律，并利用客观规律指导生活和生产活 动.
一、机械功的原理 等于机械 内容：使用任何机械时，动力对机械所做的功总是____ 克服阻力所做的功． W有用＋W额外 或__________________ W输入＝W输出＋W损失 ． 公式：W动＝W阻 ＝____________ 不省功 ． 说明：机械功的原理说明，使用任何机械都_______ 思考 任何机械都不省功，人们为何要使用简单机械呢？
2019-2020学年鲁科版物理必修二新素养同步讲义：第1章 第2节 功和能 Word版含答案
姓名，年级：时间：第2节功和能1。
知道机械功的原理,理解使用任何机械都不能省功．2。
知道能量的定义，知道对应于不同的运动形式具有不同的能量． 3.理解功是能量转化的量度，会用能量的观点分析和解决问题．［学生用书P5]一、机械功的原理1．内容：使用任何机械时，动力对机械所做的功总是等于机械克服阻力所做的功．2．表达式：W动＝W阻＝W有用＋W额外或写成W输入＝W输出＋W损失．3．结论：功的原理是机械的基本原理,是机械做功所遵循的基本规律．实际上，使用任何机械都不能省功，反而费功．1．(1）如果考虑摩擦和机械自身的重力,功的原理就不适用了．( ）(2）实际上，使用任何几何机械都不能省功．( )(3)使用任何机械都不能既省力同时又省距离．( )提示：(1）×（2）√（3)√二、做功和能的转化1．能的概念:如果一个物体能够对别的物体做功，我们就说这个物体具有能量．2．功和能之间的关系：做功的过程就是能量转化的过程．做了多少功，就表示有多少能从一种形式转化为另一种形式．因此，功是能量转化的量度．3．机械做功的本质:做功的机械是传递能量、实现能量转化的装置．机械做功,只能将能量从一个物体转移到另一个物体,或者将一种形式的能量转化为另一种形式的能量．2．(1)能够做功的物体具有能量．( ）(2)机械能够对外做功是因为机械能够产生能量．（）(3)能量的转化并不一定需要做功来完成．( ）提示：（1）√（2)×（3)×机械功原理的理解及应用[学生用书P6］1．对功的原理表达式的理解（1)不使用机械时:W输入＝W输出（或W动＝W阻）．（2）使用机械时：W动＝W阻＝W有用＋W额外（或W输入＝W输出＋W损失）．（3)功的意义①W动＝W总表示动力对机械做的功；②W阻表示机械克服所有阻力做的功；③W有用＝W输出表示机械克服有用阻力做的功；④W额外＝W损失表示机械克服额外阻力做的功．2．“不省功"的理解(1）等于（即理想机械),是指使用机械做的功与不使用机械而直接用手所做的功是相等的．(2)大于，即费功(即非理想机械)，是指使用机械做的功比不使用机械而直接用手所做的功多．3．机械在生活中的应用（1）省力机械：千斤顶、螺丝刀、斜面、钳子、扳手、开瓶器等．(2)省位移的机械：自行车、理发剪、筷子、鱼竿等．(3）不省力也不省位移,只改变工作方式的机械：定滑轮、等臂杠杆等．命题视角1 机械功原理的理解（多选)对于机械做功,下列说法中正确是( )A．使用机械时，输入功可以大于、小于或等于机械克服阻力做的功B．使用机械时，输入功一定不能小于输出功C．使用机械时，动力对机械做的功一定不能小于输出功D．使用机械时，动力对机械做的功等于机械输出功和损失功之和[解析］根据功的原理，动力对机械做的功即输入功等于机械克服阻力所做的功，选项A 错误；而机械克服阻力所做的功包括输出功和损失功两部分，所以动力对机械做的功等于输出功和损失功之和，且一定不小于输出功,选项B、C、D正确．[答案] BCD命题视角2 机械功原理的应用如图所示,甲、乙、丙三位建筑工人用三种不同的方法把水泥从一楼运到三楼,根据图中的数据分析，这三种方法中：(1）所做的有用功分别是多少？(2)哪种方法所做的总功最多，是多少？哪种方法所做的总功最少，是多少？[解题探究] （1)题目中三种不同方法的目的是什么？（2）三种方法中有用阻力和无用阻力分别是什么力?［解析] （1）甲、乙、丙三位工人都是将重为400 N的水泥从一楼运到三楼，有用阻力相同,都为水泥的重力，故三人所做的有用功都为W有用＝G水泥h＝400×6 J＝2 400 J.(2)工人甲做的总功为W＝（G水泥＋G桶＋G人）h＝(400＋20＋400）×6 J＝4 920 J甲工人乙做的总功为W＝（G水泥＋G桶＋G滑轮)h＝(400＋20＋10)×6 J＝2 580 J乙工人丙做的总功为W＝（G水泥＋G口袋＋G滑轮)h＝（400＋5＋10）×6 J＝2 490 J丙可见，工人甲做的总功最多,为4 920 J，工人丙做的总功最少，为2 490 J。
高中物理鲁科版必修2课件第1章 第2节 功和能
5．流水从高处落下，对水轮机做了 3×108 J 的功，这句话的正确理解为( ) A．流水在对水轮机做功前，具有 3×108 J 的能量 B．流水在对水轮机做功时，具有 3×108 J 的能量 C．流水在对水轮机做功后，具有 3×108 J 的能量 D．流水在对水轮机做功的过程中，能量减少了 3×108 J
功的原理的三种表述 1．使用机械时，人们所做的功都等于不用机械而直接用手所做的功．(适用于 各种理想机械) 2．使用任何机械时，动力对机械所做的功等于机械克服所有阻力所做的功．(适 用于各种实际机械) 3．使用任何机械都不省功．
做功和能的转化
[先填空] 1．能的概念 一个物体能够对别的物体 做功 ，我们就说这个物体具有 能 ．能有各种不同 的形式，如动能、内能、风能、势能等． 2．功能关系 做功的过程就是 能量转化 的过程，做了多少功，就有多少能量发生转化．即 功是 能量转化 的量度．
图 1－2－4
【提示】 助跑阶段身体的化学能转化为人和杆的动能，起跳阶段身体的化 学能转化为人的重力势能、动能和杆的弹性势能，越杆后人的重力势能转化为动 能．
[核心点击] 1．功与能之间的关系
2．功和能的区别 (1)一个物体能够做功，我们就说这个物体具有能量．能量是表示物体具有做 功的本领的大小的物理量．能是状态量． (2)功描述了力的作用效果在空间上的累积，反映了物体受力并运动的效果．功 是过程量．两者有着本质的区别，功和能不能相互代替． (3)功和能并不等同，功只是反映了能量转化的多少，但不能认为物体对外做 的功等于物体具有的能量．
3．机械做功的本质 做功的机械是 传递能量 、实现能量转化的装置．机械做功只能将能量从一 个物体 转移 到另一个物体或者将一种形式的能量 转化 为另一种形式的能量．
高中物理必修2鲁科《第1章功和功率第2节功和能》247PPT课件一等奖
4.把一个物体竖直向上抛出去，该物体上升的最大高度 是h，若物体的质量为m，所受的空气阻力恒为f, 则在 物体从被抛出到落回地面的全过程中（ AD） A.重力所做的功为零 B.重力所做的功为2mgh C.空气阻力做的功为零 D.空气阻力做的功为-2fh
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
体所做功的代数和是多少；物体所受的合力是多少；合力
所做的功是多少？
FN
F
f
α
G
s
解：重力和支持力不做功，因为它们和位移的夹角为 90°； F所做的功为：W1＝Fscosα， 滑动摩擦力f所做的功为：W2＝fscos180°＝－fs 各个力对物体所做功的代数和为： W=W1+W2=(Fcosα－f）s 根据正交分解法求得物体所受的合力 F=F合cosα－f，合力方向向右，与位移同向； 合力所做的功为：W＝F合scos0°＝（Fcosα－f）s
3.功的计算公式：
（1）当F与l同方向
（2）当F与l不同方向时，W=？ F
α
A
l
W Fl cos
B F2
F1 B
也可以对位移进行分解
（3）对公式 W Fl cos的理解：
①F是作用在物体上的某个力（如G、N、f等），但 必为恒力
②l是F的作用点发生的位移 ③α是矢量F和l的夹角，α为0～180°
二、功的一般计算公式：
W Fl cos
三、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，该力成为物体运动的阻力
四、总功的求法 1.先求每一个力所做的功，再求它们的代数和； 2.先求合力，再求合力所做的功。
第七章 第2节 功
鲁科版物理必修二课件第2节功和能
弹力做功 ⑴弹性势能———————动 能 ⑵化 学 能——拉—力—做—功——弹性势能
⑶化 学 能——举—力—做—功——重力势能 ⑷重力势能——重—力—做—功——动 能 ⑸ 电 能——拉—力—做—功——机 械 能
总结：做功的过程就是能量转化的过程,做了多少 功,就有多少能量发生了转化,反之转化了多 少能量就说明做了多少功
功是能量转化的量度
课堂训练：
1、关于功和能下列说法正确的是： A、功就是能，功可以转化为能 B、做功越大，物体的能越大 C、能量转化中，做的功越多，能量转化就越多 D、功是能量转化的量度 E、各种不同形式的能可以相互转化，而且在转化过程
中，能的总量是守恒的
功和能的联系：
功和能的区别：
①功和能 mgcosθ
L
=mgH
=-μ mg b
机械效率:η =w有用/w总功
WF=F L =(mg/2) L
=mgH
不同形式的能对应不同的运动形式
能量是物体的固有属性
机械能：动能、重力势能、弹性势能
功和能
⑴弹簧把小球弹开 ⑵人拉拉力器 ⑶举重运动员举起重物 ⑷小球从高处下落 ⑸起重机提升重物
高中物理课件
（金戈铁骑 整理制作）
第2节 功和能
1功的原理:任何机械都不省功
2能量:一个物体能够对外做功,我们说这个物体具有能
3能量的转化
各种不同形式的能量可以相互转化, 在转化过程中总能量守恒
4功能关系: 功是能量转化的量度
练习：
L
H
F
NFL
αβ
G
G
WF=F H =mg H
WF=F L =mgsinθ
①功是过程量，能是状态量．
②功和能的国际单位都是焦． ②功的大小等于转化的能量，
高一下学期物理鲁科版必修2第1章 第2节 功和能
F α
l
F α
（1）把F分解到位移方向上
F2
F
α
F1
W1= F1l = F COSαl F2不做功 W = W1
分析：
将F正交分解为F1和F2， F 和 F1、F2同时作用的效果 相同。
W = F l COSα
（2）把l分解到力方向上
l1 α l2
F
W=Wl1+Wl2 WF =F·l1+0·l2
•法二：先求合力，再求总功 W总=F合lcosθ
1. 质量为m的物体,沿水平面滑动了L, 则各力作功的情况正确的说法是( D )
A.重力做正功，支持力做负功 B.重力做负功，支持力做正功 C.重力和支持力都做正功，大小为mgL D.重力和支持力对物体都不做功
❖ 2.关于功的概念，下列说法中正确的是： （D ）
F
l
300
300
功有正负吗？功的正负有什么 物理意义？功是矢量吗？
功是标量，但是有正负，正负不 表示方向，也不表示大小
①当0≤α＜90°力对物体做正功；
②当α=90时，力对物体不做功； zxxk
③当90°＜α≤180°时， 力对物体做负 功（物体克服这个力做功.）
正功的物理意义:表示该力是动力 负功的物理意义:表示该力是阻力
❖ A．力对物体做功多，说明物体的位移 一定大
❖ B．力对物体做功少，说明物体的受力 一定小
❖ C．力对物体不做功，说明物体一定无 位移
❖ D．功的多少是由力的大小和物体在力 的方向上位移的大小确定的
3、两质量相等的物体A、B分别放在
粗糙水平面上和光滑的水平面上，在同
样的水平拉力F作用下，在水平方向上
(3)解：如上图所示 物体所受的合力为
高一物理鲁科必修2 第1章第2节 功和能 课件(24张)
[答案] (1)300 J 40 J (2)68 N 340 J
[建模感悟] 斜面是一种典型的机械模型，根据其工作原理在 实际生活中有很多应用． (1)工作原理：(不计摩擦) 由功的原理得 Gh＝Fl 所以 F＝Ghl ＝G·sin θ. 即斜面长是斜面高的几倍，推力就是物重的几分之一．(如图) 可见，利用斜面可以省力．(但不能省功)．
(1)克服重力所做的功 WG＝Gsin 37°·l＝Gh＝100×3 J＝300 J(3 分) 克服摩擦阻力所做的功 Wf＝f·l＝f·sinh37°＝8×5 J＝40 J．(3 分) (2)F＝Gsin 37°＋f＝100×0.6 N＋8 N＝68 N(3 分) 根据机械功的原理，推力 F 所做的功应当等于 WG＋Wf，所以 推力 F 所做的功 WF＝300 J＋40 J＝340 J．(3 分)
对功能关系的理解 1．功能关系框图
2．功和能的区别 功和能是两个密切相关的物理量，但有本质的不同．功是一 个过程量，反映了力在位移上的积累；能是一个状态量，反 映了物体做功的本领．我们可以说某一形式的能转化为另一 形式的能，但不能说功转化为能或者能转化为功．
质量为5×103 kg的汽车，由静止开始沿平直道路行 驶，当速度达到一定值后，关闭发动机滑行，其速度图象如 图所示．则在汽车行驶的整个过程中，发动机做功 ________J，汽车克服阻力做功________J，其能量转化的情 况是___________________________________________.
规律总结 应用机械功原理解题应注意的问题 (1)通过对研究对象的受力分析，确定动力和阻力，区分有 用阻力和无用阻力(或额外阻力)． (2)通过过程的分析或效果的分析确定各力作用下的位移． (3)根据功的定义式求解各力所做的功，根据机械功的原理 列方程求解
高中物理鲁科版必修2课件：第1章第2节 功和能
在通过做功计算物体的能量转化时，应注意： (1)外界对物体做功还是物体对外界做功。 (2)做功时是由什么形式的能量转化为什么形式 的能量。
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1．明确功的原理，使用机械时可省力但不省功。 2．功和能是两个不同的概念，功是过程量，它对应 的是能量转化的过程，能量之间相互转化必须通过做功来 完成。 3．功是能量转化的量度，做功的机械是传递能量、 实现能量转化的装置。
1．如图1－2－2所示，两个相同的物体放在相同地面上，
力F1直接作用在物体上，力F2通过一理想滑轮与物体连接。 已知两物体都做匀速运动，且位移均为s，则下列说法中正
确的是
()
图1－2－2 A．F1>F2，F1比F2做的功多 B．F1＝F2，F1与F2做的功相等 C．F1>F2，F1与F2做的功相等 D．F1＝F2，F1比F2做的功少
•8、教育技巧的全部诀窍就在于抓住儿童的这种上进心，这种道德上的自勉。要是儿童自己不求上进，不知自勉，任何教育者就都不 能在他的身上培养出好的品质。可是只有在集体和教师首先看到儿童优点的那些地方，儿童才会产生上进心。 2021/11/232021/11/232021/11/232021/11/23
3．机械做功的本质 机械本身并不能凭空产生能量，机械能够做功是因为 人们给机械输入了 能量 。从本质上讲，做功的机械是传递 能量、实现能量 转化 的装置。机械做功，将一种形式的能 量 转化 为另一种形式的能量。
4．应用 根据功的原理，使用任何机械都不能省功，但增大做功时 的位移可以省力，增大做功时的作用力可以省位移，有些机械 不省力也不省位移，但能改变做功方式，改善我们的工作环境。 (1)省力机械：扳手、千斤顶、螺丝刀、开瓶器、斜面等。 (2)省位移的机械：理发剪、自行车、筷子、鱼竿等。 (3)不省力也不省位移但改变工作方式的机械：定滑轮、等 臂杠杆等。
鲁科版高中物理必修2课件 功和能课件2
计
标
(3)使用某些机械时可以省力．(√)
课
前
课
自
时
主
作
导
业
学
菜单
LK ·物理 必修2
教
课
学 教
3．探究交流
堂 互
法
动
分 析
上海南浦大桥采用独特的螺旋式引桥，据说设计者是从
探 究
当地幼儿园一个不满 6 岁的小孩的一幅《我想象中的立交桥》
教 中得到启示而设计的．这种设计是如何利用功的原理来达到 当
学
堂
堂 双
案
基
设 计
F＝Ws输入＝5×4105 N＝1.25×105 N.
达 标
【答案】 5×105 J 1.25×105 N
课
前
课
自
时
主
作
导
业
学
菜单
LK ·物理 必修2
教
课
学
堂
教
互
法
动
分 析
探
功的原理的表述方法
究
1．使用机械时，人们所做的功都等于不用机械而直接用
教 学
手所做的功．(适用于各种理想机械)
LK ·物理 必修2
教
课
学 教 法
第 2 节 功和能
堂 互
动
分 析
教师用书独具演示
探 究
教
当
学
堂
方 案
●课标要求
双 基
设
达
计
1．知道对应于不同的运动形式具有不同的能量；
标
2．理解功是能量转化的量度；
课
前
课
自
时
主
作
导
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20
15
例3：关于功和能下列说法正确的是 （
）
A、功就是能，功可以转化为能 B、做功越大，物体的能越大 C、能量转化中，做的功越多，能量转化就越多 D、功是能量转化的量度 E、不同形式的能可以相互转化，而且在转化过 程中，能的总量是守恒的
16
例4.在不计空气阻力的情况下，重10N的物体下落5m的过
程中，重力对物体做了多少功？在此过程中，有哪些能
1.2
功和能
1
教学目标
1、理解功的原理，知道任何机械都不省功。
2、理解能量的概念。
3、理解功是能量转化的量度，并能举例说明。
2
一、机械功的原理
1.利用斜面把重物推到高处可以省力
L h
α
3
盘山公路就是 斜面在生活中
的巧妙应用
4
杠杆可以省力 ， 是不是也能省 功呢？
5
把重物提升相同的高度，谁做的功多呢？
功是能量转化的量度
13
三.功能关系
（1）联系：①功是能量转化的量度。 ②功和能都是标量，国际单位都是焦耳。
（2）区别： ①功是过程量，能是状态量．
②功的大小等于转化的能量，但功不是能。
14
四.机械的作用 机械做功，只能将能量从一个物体转移到另一 个物体，或者将一种形式的能量转化为另一种 形式的能量. 机械做功，只能省力或省距离，不能省功. 既省力又省距离的机械是不存在的 做功的机械是传递能量、实现能 量转化的装置
18
3.做功和能的转化 （1）一个物体能够对别的物体做功，我们就说这个物体
具有能量
（2）功是能量转化的量度，做功的过程就是能量转化的过 程。做了多少功，就表示有多少能从一种形式转化为另一 种形式。 （3）我们可以用一个过程中能量转化的多少，来量度 在这个过程中做了多少功。可用来求变力的功。
19
例2：不同形式的能:
量发生了转化？转化了多少？ 解：物体下落过程中，只有重力做功 根据公式W=Fs 得重力做功W=10×5J=50J
在此过程中，物体的势能转化为动能
功是能量转化的量度，重力做功50J，即能量转化了50J
17
1.机械功的原理： 使用任何机械时，动力对机械所做的 功总是等于机械克服阻力所做的功。 2.公式表示： W动=W阻=W有用+W额外 或 W输入=W输出+W损失
12
例2：不同形式能的相互转化:
弹力做功 ⑴弹簧把小球弹开 ⑴弹性势能———————动能 拉力做功 ⑵人拉拉力器 ⑵化学能———————弹性势能 举力做功 重力势能 ⑶举重运动员举起重物 ⑶化学能——————— 重力做功 动能 ⑷小球从高处下落 ⑷重力势能———————
⑸起重机提升—————
8
例 1. 把一物体从地面匀速搬上桌面 , 两次
的速度不同,则人对物体所做的功
(A)相同
(B)速度大的做功多 (C)速度小的做功多 (D)条件不足无法确定
9
练习1：如图所示，小车与货物的质量为50kg，沿踏板将其
匀速推上汽车，设车厢离地面高度为1.0m，踏板的长度为 4.0m。若人沿踏板推小车的力为150N且存在摩擦阻力，求：
1.定滑轮拉力和位移都不变
2. 动滑轮拉力减半，位 移加倍
6
7
一.功的原理
（1）内容： 使用任何机械时，动力对机械所做的功 总是等于机械克服阻力所做的功。 （2）公式： W动 = W阻 = W有用 + W额外
或W输入=====W输出 + W损失
任何机械都不省功。 （3）注意： 例如：使用斜面省力不省功
（1）在此过程中，人做了多少功？ （2）在此过程中，人做的有用功与额外功分别是多少？ （3）小车与踏板的摩擦力约为多少？
10
二、做功和 能的转化
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二.能的概念
（1）定义：物体能对外做功，说明物体具有能。 （2）理解： ①能反应物体对外做功本领的大小，而不是对外 做功的多少。 ②一切物体都有能，只是有不同的形式。例如：机 械能（动能、重力势能、弹性势能）、化学能、内 能、电能等。 ③不同形式的能可发生相互转化（通过做功），但 是总量不变。