高中物理鲁科版必修2课件：第1章第1节 机械功

[审题指导]
(1)本题涉及的力均为恒力，故可直接运用W＝Fscos α
求解。 (2)求合力的功，可采用两种方法中的任意一种求解。 [解析] (1)对物体进行受力分析如图所示。 W1＝Fscos θ＝10×2×0.8 J＝16 J。
(2)N＝G－Fsin θ＝20 N－10×0.6 N＝14 N
f＝μN＝0.3×14 N＝4.2 N W2＝fscos 180°＝－4.2×2 J＝－8.4 J。
[试身手· 夯基础] 1．如图1－1－1甲所示，运动员举重时举着杠铃不动，举 杠铃的力对杠铃做功了吗？
如图1－1－1乙所示，足球在水平地面上滚动时，重力
对球做功了吗？
图1－1－1
解析：甲图，举杠铃不动，杠铃没有发生位移，举 杠铃的力对杠铃没有做功。乙图，足球在水平地面 上滚动，重力方向竖直向下，球的位移方向水平， 重力对球没有做功。 答案：见解析
新知预习·巧设计
第 1 章
第 1 节
要点一
名师课堂 ·一点通
要点二
要点三
创新演练 ·大冲关
随堂检测归纳小结
课下作业综合提升
1．理解机械功的定义和公式。
2．理解正功、负功的含义，并会判 断力做功的正负。 3．理解总功的概念，掌握计算总功 的两种方法。
[读教材· 填要点] 一、机械功的含义
1．机械功
[名师点睛] (1)一个恒力对物体做的功与其他力的存在与否无关， 与物体的质量、速度无关，仅由F、s及α三量确定。 (2)力F和位移s都是矢量，可根据需要分别将它们进行 正交分解，由W＝Fs计算功。 (3)功是过程量，计算功时要明确是哪一个力在哪一个 过程的功及此过程中这个力是否是恒力。
1．如图1－1－3所示，质量为m＝2 kg
如果作用于某物体的恒力大小为F，该物体沿力的方向 运动，经过位移s，则 F与s的乘积 叫做机械功。 2．做功的两个必不可少的因素 力 和物体在力的方向上发生的 位移 。
3．功的大小来自百度文库
力对物体做功的大小等于力的大小、位移的大小、力与 位移夹角的 余弦值 这三者的乘积，其表达式为W＝ Fscos α 。
4．功的单位 在国际单位制中，功的单位是焦耳，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。
对公式W＝Fscos α的理解和应用 1．功的公式W＝Fscos α (1)式中F是恒力，此公式只适用于恒力功的计算。 (2)s是物体在力F作用下发生的位移，即力的作用点对 地的位移。
(3)α是力F的方向与位移s方向的夹角。
(4)公式中各字母的正负取值限制 F和s分别指“力的大小”和“位移的大小”，即公式中F和 s恒取正值。也就是说，严格一点的话，公式应写作： W＝|F|· |s|cos α
[关键一点]
W＝Fscos α只适用于恒力对物体做功，
对变力做功不适用。
二、机械功的计算
1．功的矢标性 功是 标量 ，只有大小，没有 方向 ，但有 正负 之分。
2．功的正负 (1)正功：当力与位移方向的夹角为 W>0，力对物体做正功。 0° ≤α＜ 90° 时，
(2)负功：当力与位移方向的夹角为 90° ＜ α≤
的物体静止在水平地面上，受到与水平面成
θ＝37°、大小F＝10 N的拉力作用，物体 移动了s＝2 m，物体与地面间的动摩 擦因数μ＝0.3，g取10 m/s2。求： (1)拉力F所做的功W1； (2)摩擦力f所做的功W2； (3)重力G所做的功W3； (4)弹力N所做的功W4；
图1－1－3
(5)合力F合所做的功W。
2．如图1－1－2所示，物体向左匀速运动。
(1)力F是动力，对物体做________。
(2)力f是阻力，对物体做负功，或说物体 ________。
图1－1－2
(3)力N和G既不是动力，也不是阻力，________。 解析：力与位移方向的夹角为α：0°≤α<90°，力做正功；
90°<α≤180°，力做负功；α＝90°，力不做功。
W＜0，力对物体做负功，也可以说成是物体 做了功。
时， 180° 克服 这个力
(3)不做功：当力与位移方向的夹角α＝ 90° 时，力对物体 不做功。 [关键一点] 功的正负既不表示方向，也不表示大小，
“＋”含义为力对物体做正功(动力做功)，“－”含义为力对物体
做负功(阻力做功)。 3．总功的计算 (1)方法一：多个力对物体所做的总功，等于 各个力 分别对物体所做的功的 代数和 ，W总＝ W1＋W2＋W3＋… 。 (2)方法二：也可以先求合力F合，则W总＝ F合scos α ，其 中α为合力F合与位移s之间的夹角。
答案：(1)正功 (2)克服力f做功 (3)不做功
3．起重机把重为 G＝4.0×104 N的重物匀速提升5 m，则钢 绳的拉力所做的功是________ J，重力做的功是______ J， 重物克服重力做的功是 ________ J。
解析：因为匀速提升，所以钢绳的拉力与重力等大反向。
则： 拉力做功WF＝Fh＝Gh＝4.0×104×5 J＝2.0×105 J 重力做功WG＝Ghcos 180°＝－4.0×104×5 J＝－ 2.0×105 J 重物克服重力做功WG′＝Gh＝2.0×105 J。 答案：2.0×105 －2.0×105 2.0×105
(3)W3＝Gscos 90°＝0。 (4)W4＝Nscos 90°＝0。 (5)W＝W1＋W2＋W3＋W4＝7.6 J 或由合力求总功： F合＝Fcos θ－f＝10×0.8 N－4.2 N＝3.8 N F合与s方向相同，则W＝F合s＝3.8×2 J＝7.6 J。 [答案] (1)16 J (2)－8.4 J (3)0 (4)0 (5)7.6 J
W是可正可负的，从公式容易看出，W的正负完全 取决于cos α的正负，也就是α的大小。不过W的正负并不 表示功有方向，功是标量，没有方向。 2．恒力做功的计算式可作以下三种理解 力与位移以及它们间夹角的 余弦的乘积(W＝Fscos α) 力与在其方向上的分位移的 乘积(W＝F· scos α) 力在位移方向上的分力与位 移的乘积(W＝Fcos α· s)
两种求合力功的方法要依据题目特点灵活运用，如