2018-2019学年高中物理第1章功和功率第1节机械功课件鲁科版必修2 PPT

丁图中力 F 做正功，W＝Fs＝10 J。 答案 见解析
正、负功的判断方法 (1)根据力 F 的方向与位移 s 方向的夹角 α 判断：0≤α＜π2时，力对物体做正功； α＝π2时，力对物体不做功；π2＜α≤π 时，力对物体做负功。此方法一般用于物 体做直线运动的情况。 (2)根据力 F 的方向与物体运动速度 v 的方向的夹角 α 判断：0≤α＜π2时，力对 物体做正功；α＝π2时，力对物体不做功；π2＜α≤π 时，力对物体做负功。此方 法一般用于物体做曲线运动的情况。
况下力F对物体所做的功。设在这四种情况下力F和位移s的大小都相同：F＝10 N，s ＝1 m，角θ的大小如图所示，分别说明每种情况下力F做功的正负，并求出功。
图3
解析 甲图中力 F 做正功，W＝Fscos (180°－θ)＝Fscos 30°＝5 3 J。
乙图中力 F 做负功，W＝Fscos (180°－θ)＝Fscos 150°＝－5 3 J。 丙图中力 F 做正功，W＝Fscos 30°＝5 3 J。
思维拓展 1.如图2所示，人推着木箱在水平地面上运动。人推木箱前进时，水平推力和摩擦力对
木箱有没有做功？如果做功，分别做的是正功还是负功？
图2
2.一个物体受到两个力的作用，其中F1做功10 J，F2做功－15 J，力F1和力F2哪个力做 的功多？两力做的总功是多少？ 答案 1.做功。推力的方向与木箱的运动方向一致，做正功；摩擦力的方向与木箱的 运动方向相反，做负功。 2.F2做的功多。两力做的总功为W＝W1＋W2＝10 J－15 J＝－5 J。
4.单位 国际单位制中，功的单位是___焦__耳____，简称___焦___，符号是___J__。 1 J＝1 ___N_·_m____。
思维拓展 如图1所示，下列人或机械对物体做功的是谁？功的大小与哪些因素有关呢？
图1 答案 甲图、乙图中，人对物体有力的作用，但物体在力的方向没有位移，故不做 功。丙图中起重机对货物做功。物体受到的力和物体在力的方向上发生的位移决定 做功的大小。
(3)根据速率增大还是减小判断：若在力作用下速率增大，此力做正功，反之做 负功，此方法一般应用于力的方向不明确的变速运动。
[针对训练1] 一人乘电梯从1楼到20楼，在此过程中经历了先加速、后匀速、再减速的 运动过程，则电梯支持力对人做功情况是( ) A.加速时做正功，匀速时不做功，减速时做负功 B.加速时做正功，匀速和减速时做负功 C.加速和匀速时做正功，减速时做负功 D.始终做正功
二、机械功的计算
阅读教材第5～6页“机械功的计算”部分，会计算外力对物体做的总功，了解正功
和负功的判断方法。 1.正功和负功
α 的取值
W 的取值
含义
α＝π2
W＝0
力 F_不__做__功____
0≤α＜π2
W＞0
力 F 对物体做__正__功_____
π2＜α≤π
W＜0
力 F 对物体做__负__功_____ (或说成物体克服力 F 做功)
第1节 机械功
学习目标 1.理解功的概念，掌握恒力做功的公式。 2.会判断正功、负功。 3.会求恒力的功、总功。 4.知道一些简单的变力做功的求法。
核心提炼
3个概念——功、正功、负功 1个表达式——W＝Fscos α
一、机械功的含义 阅读教材第3～4页的“机械功的含义”部分，知道功的概念，初步掌握恒力做功的公 式。
机械功及其公式的理解
[要点归纳] 1.功是过程量：描述了力的作用效果在空间上的累积，它总与一个具体过程相联系。 2.对公式W＝Fscos α的理解
(1)相关性：由公式W＝Fscos α可以看出力对物体做功，只与F、s、α有关，与物体 的运动状态及物体是否还受其他作用力等因素均无关。 (2)同时性：计算时应注意F与s必须具有同时性，即s必须是力F作用过程中物体发生 的位移。
(3)同一性：同一个客观运动，相对于不同的参考系，位移s是不同的，在中学物理 中约定，计算功都以地面为参考系，即s应理解为“受力质点的对地位移”。 (4)适用性：明确公式W＝Fscos α适用于计算恒力做功，若是变力做功，此公式不 再适用。
3.正功与负功 (1)功是标量，只有正、负，没有方向，功的正负不表示大小。 (2)正功、负功的物理意义
1.含义 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_和__s_的__乘__积______叫机械功，简称功。
2.做功的两个因素 力
位移
3.公式 W＝__F__sc_o_s__α__。 (1)α是力与__位__移____方向之间的夹角，s为物体对____地____的位移。 (2)该公式只适用于___恒__力___做功。 (3)功是___标_____ (填“标”或“矢”)量。 (4)功是一个___过__程___ (填“状态”或“过程”)量，描述了力的作用效果在空间上的 累积，总与一个具体过程相联系。
正功
动力学角度 表示这个力对物体来说是动力
能量角度 力对物体做正功，使物体获得能量
表示这个力是阻
量
(3)一个力对物体做负功，往往说成物体克服这个力做功。
[精典示例] [例1] 如图3所示，物体在力的作用下在水平面上发生一段位移s，试分别计算这四种情
解析 要判断功的正负，可根据公式W＝Fscos α中力和位移的夹角α来判断。在加速、 匀速、减速的过程中，支持力与人的位移方向始终相同，所以支持力始终对人做正 功，故D正确。 答案 D
总功的两种求解思路
[要点归纳] (1)先确定物体所受的合力，再根据公式W合＝F合scos α求解合力的功。该方法适用于物 体的合力不变的情况，常见的是发生位移s过程中，物体所受的各力均没有发生变化。 求解流程： 受力与过程分析 → 求合力 → 求合力的功
2.几个力的总功的求法
(1)先由W＝Fscos α计算各个力对物体所做的功W1、W2、W3、…然后求所有力做功 的__代__数__和___，即W总＝W1＋W2＋W3＋… (2)先由力的合成或根据牛顿第二定律求出合力F合，然后由W总＝__F_合_s_c_o_s_α___计算总 功，此时α为F合的方向与s的方向间的夹角。