高一物理功课件

[例] 分别计算这三种情形下力对物体做的功。设这三种 情形下力和位移的大小都相同：F＝10N，l＝2m。角θ 的大小如图所示。
F
θ θ=150°
F
v
θ
F v
θ θ=30°
v
θ=30°
问题3：矢量的正、负表示的是方向。功是标量，它 的正、负表示什么意思呢？
四、正功与负功
W＝F l cosα
0 ≤ α＜

2 2
关于作用力和反作用力做功的关系, 下列说法正确 的是：( D ) A. 当作用力做正功时，反作用力一定做负功. B. 当作用力不做功时，反作用力也不做功.
C. 作用力和反作用力所做的功一定大小相等，正 负符号相反.
D. 作用力做正功时，反作用力也可能做负功. 小结：一对作用力和反作用力，可以两个力均不做功； 可以一个力做功，另一个力不做功；也可以一个力做 正功，另一个力做负功；还可以两个力均做正功或均 做负功.
10N的水平向右的力将一静止在水平面上的物体向右推，运动8m 时突然将此力反向，但大小不变，一直把物体推回原处，则此力在 全过程中做的功为多少？
F
A
F
B
F
光滑 C
W=Flcosα
若不是恒力？
适用条件：F为恒力
将运动分段， 使每段都可以看作是“恒力”
对功的公式的理解
1.公式只能用于求恒力的功，如果力是变力， 无论力的大小变化，还是力的方向变化， 都不能直接用该公式求解； 2.功与物体受力后通过这段位移做什么运动 无关； 3. α角是“力的方向和位移方向的夹角”；
l
α
l
F
l2
F
当力的方向与物体运动的方向成某一夹角α时， 功的定义式为
W＝F l cosα
力的大小
力与位移的 方向的夹角
力F对物体做的功
位移的大小
W＝F l cosα
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。
功是一个标量。在国际单位制中单位是焦耳， 简称焦，符号是J。 1J等于1N的力使物体在力的方向上发生1m 的位移时所做的功。 1J=1N×1m=1N•m
FN l )α
v
α
Ff α
mg
课堂练习
2、在斜面上由静止开始下滑的物体（所有接 触面都光滑）物体受到的各力是否做功？做正 功还是做负功？
FN
l
mg
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，如图示，将物块由A点拉至B点， 前进l，求外力对物体所做的总功有多大？ 解一：注意W=FS cosα中的l应是力的作用点的位移, 当物体向右移动l时，力F的作用点既有水平位移l， 又有沿绳向的位移l，合位移为l合， l合=2l cos(α/2) W=F l合cos(α/2) =Fl(1+cosα) 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 ∴W=Fl+Fl cosα =Fl（1+cosα) F F l F F 合 α α α F A l B A l B
机械能守恒定律
§7.2
功
力和运动的角度
直线运动 牛顿运动定律 曲线运动 万有引力
能量的角度
能量之间如何转化,又如何定量地量度?
一、功
如果物体在力的作用下能量发生了变 化，这个力一定对物体做了功。
二、做功的两个不可缺少的因素 1、一个物体受到力的作用，并在力的方向 上发生了一段位移，这个力就对物体做了 功。 2、功的两个因素：
解： 重力和支持力与运动方向垂直，对物体不做功 拉力F 对物体做的功 W拉＝Fl cosθ＝Flcos37° F
v FN
θ
阻力F阻对物体做的功
W阻＝F阻l cos180°＝－ F阻l 力对物体做的总功
F阻 G
W合＝W拉＋W阻＝Fl cos37°－F阻l 代入数据，得 W合＝1500 J
四、求合力做的功
1、功是标量，所以合力的功（即总功） 就等于各分力做功的代数和：
W总=W1+W2+W3+••••••
2、力是矢量，故可以先求合力，再求合 力做的功：
W总=F合 l cos α
α指什么？
归纳总结 一、功的概念：力和物体在力的方向上发生的位移。 二、功的公式：W=Flcosα 功的国际单位：焦耳。功是标量 三、功的正、负。
2.一个质量m＝150kg的雪撬，受到与水平方向成θ＝37 °角斜向上方的拉力F＝500N，在水平地面上移动的距 离l＝5m。物体与地面间的滑动摩擦力F阻＝100N。求合 力对物体所做的功。 v 解：F ＝Fcosθ 1 F2＝Fsinθ F合＝F1 －F阻＝ Fcosθ－ F阻
F F1
θ
FN F2
π 时， 2
α= π 2 时， cosα=0，W =0 力对物体不做功
π ＜α≤π时， 2 cosα＜0，W＜0
cosα＞0，W＞0 力对物体做正功
力对物体做负功
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。
重力对球做了-100J的功 球克服重力做了100J的功 摩擦力对汽车做了-2000J的功 汽车克服摩擦力做了2000J的功
用力F拉动物体分别在光滑水平面上加速运动l；在 粗糙水平面上匀速移动l；沿斜面向上减速移动l。 撤去力F后，物体继续运动了一段位移s。
F F μ=0 l F
μ≠0
F
F
F l
l
注意：1.计算做功时，明确哪个力在哪个过程中对物体做 功 2.力 F 对物体做功，只跟力的大小、位移的大小以 及两者的夹角有关，而与物体受力后通过这段位移做什么 运动（运动状态）、是否还受其他力等因素无关。 3.力F与l必须具备同时性。
F阻
力对物体做的总功Fcosθ － F阻）l 代入数据，得 W合＝1500 J
一个质量m＝150kg的雪撬，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 移动的距离l＝5m。物体与地面间的滑动摩擦力F阻 ＝100N。求力对物体所做的总功。
（1）作用在物体上的力
（2）沿力的方向发生位移
三、功的计算
FN
F
G
l
在光滑的水平地面上，物体M在水平力F的作用下发 生了一段位移l。
三、功的计算
F
l
当力的方向与物体运动的方向一致时，功的定义 式为
W＝ F l
力F对物体做的功
力的大小
位移的大小
W＝l Fcosα
F1
W＝F lcosα
l1
α F2
说 明
功是标量，没有方向
功的正负不是数量上的正与负，我 们既不能说“正功和负功方向相反”也 不能说“正功大于负功” ，它们仅表 示相反的做功效果。
正功 说明 此力 为动 力
v F
FN
α
F阻 G
负功 说明 此力 为阻 力
关于摩擦力做功的关系, 下列说法正确的是：( ) C A. 滑动摩擦力一定做负功。 B. 静摩擦力一定做负功。 C. 摩擦力可能不做功。 D. 以上说法均不对。
四、总功的求法： （1） W合=W１＋W2 ＋…. ＋ Wn （2） W = F l cos
合 合
1.用起重机把重量为2.0×104N的物体匀速地提高 了5m,支持力做了多少功?重力做了多少功?物体 克服重力做了多少功?这些力所做的总功是多少?
l
F
‘
G
课堂练习
3、如图所示，一个质量为m木块，放在倾 角为α的斜面上，当斜面与木块保持相对静止， 沿水平方向向左匀速移动距离l的过程中，作 用在木块上的各个力分别做功多少？合力做 功又是多少？