人教版高中物理必修二第七章第二节《功》

功和能量密不可分，在力做功的情况下，物体的能量才能发生转化---功是能量转化的量度。第二节功力与位移方向相同，力做功只有力，没有位移，故力不做功物体静止思考:在什么条件下说力对物体做功呢？有力，对应的位移,拉力做功问题1、以下情景中，力做功吗？一、功1.功的概念：当物体受到力的作用,并在力的方向上发生了位移,这个力就对物体做了功.力做功的两个必要因素：力和物体在力的方向上发生了位移。初中：如果力的方向与物体的运动方向一致物体在水平力F的作用下水平向前行驶的位移为s，如图所示，则力F对物体所做的功为：特殊情境一：W=Fss特殊情境二：当如果力的方向与运动方向垂直当力的方向跟位移方向垂直时，物体在力的方向上没有发生位移，力对物体不做功，即做功为零。即W＝0F匀速运动Ls一般情境三：当力的方向与位移方向成某一角度α时：物体在与水平方向成α角的力F的作用下，沿水平方向向前行驶的距离为s，如图所示，求力F对物体所做的功。sFFFαFαα分析：根据力的等效性原理,可以把计算F做功的问题转化为分别求F1和F2做功的问题。W1=F1s=FsCOSαW2=0∵W=W1+W2∴W=FsCOSαF2F1Fs思考：除了正交分解拉力F,还有别的方法吗？Fss1s2α90。s1=scosαs2=ssinαW1=Fs1=FscosαW2=0W=Fscosα2、功的表达式：W=Fscosα力对物体所做的功等于力的大小(F)、位移的大小(s)、力与位移夹角余弦(cosα)这三者的乘积。3、功的国际单位：焦耳（焦）符号：J１Ｊ＝１Ｎ×1m=1N·m4、适用条件：5、功是标量F应为恒力例1、力、位移的方向如图所示.已知F=10N,s=2.0m.求F做的功.sF600sFF900s（1）（2）（3）sFsF1200W=FSCOS180=－FSo（4）（5）W=FSCOS120=－FSCOS60ooαCOSαW做功情况α=π/20≤α＜π/2π/2＜α≤πCOSα=0COSα＞0COSα＜0W=0W＞0W＜0表示力F对物体做零功表示力F对物体做正功表示力F对物体做负功问题：做功有正负，谁决定做功的正负呢？问题：沿斜面下滑的物体所受重力做正功负功？问题：汽车刹车时受到的阻力做正功负功？问题：匀速圆周运动中向心力对物体做正功负功？问题：正功和负功什么物理意义呢？正功的意义：力对物体做正功，表明此力的效果是促进物体的运动，是动力做功。负功的意义：力对物体做负功，表明此力的效果是阻碍了物体运动，是阻力做功。一个力对物体做负功，也可说成物体克服这个力做了功（取正值）例：某一物体以一定初速度在粗糙水平面做匀减速直线运动，若阻力做－20J功，也可以讲物体克服阻力做了20J功。三、对功的进一步理解1．正功和负功的意义---表示做功效果功是标量，只有量值，没有方向，功的正负不是数量上的正与负，它们仅表示相反的做功效果，正负并不代表大小。问题：10J与-20J，谁做的功更多一些？例3、质量为m1的物体,在水平力F1的作用下,沿光滑的水平面移动了距离s,质量为m2的物体,在水平力F2的作用下,沿粗糙的水平面移动了相同的距离.m1m2,F1=F2,设F1对物体所做的功为W1,F2对物体所做的功为W2,则A.W1W2B.W1=W2C.W1W2D.无法判定.【B】sF1m1sF2m2W=Fscos三、对功的进一步理解2．功与物体的运动状态无关．力对物体做功，总跟力的大小、位移的大小，以及两者的夹角有关，而跟物体受力以后通过这段位移的运动状态没有关系．例2：一同学在操场上踢球，飞起一脚用平均为50N的力将球踢出，球在操场上滚了20m,关于脚对球做功下列说法中正确的是A．０JB.1000JC.无法求出注意：公式中的力和位移必须具备同时性。答案:C计算力F做功时所发生的位移，必须是在同一个力F持续作用下发生的，如果力只在物体的一段位移中有作用，力消失后仍继续运动，那么力所做的功，就只跟有力作用的那一段位移有关，而跟其余位移无关．3．功的公式中F和s必须具备同时性．4．总功-几个力对物体所做的总功（1）总功可先通过计算合外力得到（条件：_______________）．W总=F合scos（2）总功也可先通过计算各个力的功再求代数和得到：W总=W１＋W2＋….＋Wn合力为恒力例4质量为m=5.0kg的木块,在平行于斜面向上的拉力F=100N的作用下,沿倾角为=37的斜面向上滑行s=1.0m的距离,木块与斜面间的动摩擦因数为=0.5.（g=10m/s2;sin37⁰=0.6cos37⁰=0.8)1.画出物体的受力示意图,求各力在这一过程中对物体所做的功.2.求各力对物体所做的功的代数和.3.求物体受到的合外力.4.求物体受到的合力对物体所做的功.svGF1F2FsvGF1FF2G1G2W合=F合scos=W1+W2+…课堂小结•一、功1功的概念及二因素2功的计算W=Flcosα•二、正功与负功所谓正功负功，是反映力对物体做功性质的，若为正功，表明该力促进了物体的运动，若为负功，表明力阻碍物体的运动。•三、总功的计算W总=W1+W2+W3+……+Wn=F合scosα谢谢