机械能守恒定律《 功》【公开课教学PPT课件】高中物理

θv
θ=30°
W=FLcosθ
=50 3 J
思考：功是标量，但有正负之分。那它的正、 负表示什么意思呢？
1.正功的意义
α为锐角 cosα>0
W＞0
正功意义，表示该力的作用效果为 动力，它将促进物体的运动。
2.负功的意义
α为 钝角 cosα＜0
W＜0
负功的意义，表明该力的作用效果是 阻力，它将阻碍物体运动。
3、功的计算公式 W=FL cosα
力对物体所做的功，等于力的大小(F)、位移的大 小(L)、力与位移夹角余弦(cosα)这三者的乘积
对功的公式的进一步理解：
（1）公式只能用于求恒力做的功。 （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，则运动员对足球做的功是 1500J。
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。
V F
（2）各个力对雪橇做的总功。
FN
（3）雪橇所受的合力。
370
F阻
（4）合力对雪橇做的功。
G
解：（1）拉力F对物体所做的功为 W1= Flcos37°=2000J
（3）α 为力和位移的夹角
问题：如何找力与位移的夹角 ？
※※辨认力的方向与位移方向的夹角※※
甲
F
αL
答案：α
丙 α L
F 答案： π- α
乙F L
α
答案：π- α 丁
α L
F 答案： π- α
4 .功的国际单位：焦耳(J)
１Ｊ＝１Ｎ×１m=1 N·m
1J 意义
1J就是1N的力使物体在力的方向上发 生1m的位移时所做的功。
摩擦力F阻对物体所做的功为
W2= F阻lcos180°= -500J 重力和支持力对物体做功
F阻
W3 =W4 =0 （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
V FN
F 370
也可说成是：物体克服这个力做功。
总结：功是标量，但有正负。功的正负只表示
力做功的效果, 既不表示方向 ,也不表示大小。即： 表示是动力或阻力做功。
3. 当α为直角时，cosα=0，W =0 表示力对物体不做功
总结： W＝F L cosα
α
α=π/2 α＜π/2
π/2＜α≤π
COSα
COSα= 0 COSα＞0 COSα＜0
第七章 机械能守恒定律
第二节 功
教学目标
1.初步认识做功和能量变化的关系 2.理解功的概念和做功两个要素。 3.掌握W=Flcosα的应用条件，并能进 行相关的计算。（教学重点） 4.理解正功和负功的概念。（教学难点） 5.掌握求总功的两种方法。（教学重点）
导入新课
力对物体做了功
木头在起重机
列车在机车牵引
1、功是能量变化的量度 2、做功的两个不 作用在物体上的力
可缺少的因素 在力的方向上移动的位移
3、功的计算 W = F l cosα
a、功一定要指明是哪个力对物体做的功
b、力必须是恒力 4、功是标量，但有正负。正负只表示做功的力的效 果；功的正负既不表示方向，也不表示大小。 5、总功等于各个力对物体所做功的代数和，也等于 合力对物体所做的功。
W
W=0 W＞0 W＜0
物理意义
表示力F对物 体不做功
表示力F对物 体做正功
表示力F对物 体做负功
思考：比较－8J的功与5J的功大小？
? 问题来了：小组讨论问题三
问题：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？
【例3】一个质量m=150kg的雪橇，受到与水平方向
三、正功和负功
? 问题来了：小组讨论问题二 【例2】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＝100N，L＝1m。角θ 的大小如图所示。
F
F
F
θv v
α=30o θ
θ=150°
W=FLcos(180°-θ)
= 50 3 J
θ=30°
W=FLcos(180°-θ)
= 50 3J
(2)如果力的方向与物体的运动方向垂直，应 如何计算这个力的功？
起重机提着货物水平匀速运动时， 拉力做功： W = 0
推导功的表达式
（3）如果力的方向与物体的运动方向成 某一角度，应如何计算这个力的功？
F
α
F
α
L
小提示：F和L都是矢量——矢量的合成
和分解？
F α
F α
L
①把F分解到位移方向上
F2
F WF=WF1+WF2
WF =F1·L+F2·0
α
而
L
F1=F
cos
α
F1W=Fcosα·L
公式表达的物理意义是:功等于沿位移方向的
力与位移的乘积。
F α
L
②把L分解到力方向上
F α
L1
F W=W1+W2
WF =F·L1+0·L2
α
L 而 L1=Lcos α
L2
W=F·L cosα
公式表达的意义是:功等于力F与沿F方向的位移的乘积。
力的方向上发生了位移，就说这个力对物 体做了功。
2、做功的两个要素： （1）作用在物体上的力 （2）物体在力的方向上发生的位移
例1：
D
合作探究
3.功的计算
(1)如果力的方向与物体的运动方向一致，应 如何计算这个力的功？
l W = FL
即：恒力F的方向与位移L方向相同时，F做 的功等于力的大小与位移大小的乘积。
的拉力作用下
力的作用下 动?
重?力势能增加
能增加
握力器在手的压力作用下弹性？势能增加
一、功是能量变化的量度
1.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。 2.能量变化的过程就是做功的过程
拉力对货物做功 牵Fra Baidu bibliotek力对列车做功 压力对弹簧做功
二、 功
1、功的概念： 如果一个物体受到力的作用，并且在
G
三．总功的计算：
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 F合l cos 求总功
W总=W1+W2+W3+……+Wn=F合Lcosα
知识巩固
当堂检测
1.关于功的概念，下列说法中正确的是（ D ）
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.