功課件高一下學期物理教科版

功機車發(fā)展的幾個時代功的概念起源于早期工業(yè)發(fā)展的需要一、功的概念的起源Coriolis·GustaveGaspard科里奧利19世紀20年代，法國數(shù)學家、工程學家、科學家科里奧利最早研究一般意義上的機器，并將“力在一定距離內(nèi)對物體的效果”稱為功。1829年，他發(fā)表了《機器功效的計算》一書，在書中明確提出了功的概念。

貨物在起重機拉力的作用下

重力勢能增加了SF

列車在機車的牽引力作用下

動能增加了SF

握力器在手的壓力下

彈性勢能增加了FFSS能量力如果物體在力的作用下能量發(fā)生了變化，這個力一定對物體做了功。

貨物在起重機的拉力作用下重力勢能增加了列車在機車的牽引力作用下動能增加了握力器在手的壓力作用下彈性勢能增加了總結(jié)：都有力在力的方向上移動了一段距離紋絲不動!想一想只有力，沒有位移，故力不做功說明要有位移力與位移方向相同，力做功

力的方向上有位移力與位移方向垂直不做功在力方向上必須有位移有力有位移,拉力做功1、功的概念：一個物體受到力的作用，如果物體在力的方向上發(fā)生一段位移，就說這個力對物體做了功。

FFl（1）作用在物體上的力（2）物體在力的方向上發(fā)生的位移2、做功的兩個不可缺少的因素（缺一不可）(1)如果力的方向與物體的運動方向一致，應如何計算這個力的功？W=FllF支F支l(2)如果力的方向與物體的運動方向垂直，應如何計算這個力的功？F支不做功即W=0如何求功？二、功的計算根據(jù)力的等效性原理,可以將力F正交分解，將計算F做功的問題轉(zhuǎn)化為分別求F1和F2做功的問題。W1=F1lW2=0W=Flcosα（3）當拉力與水平方向的夾角為α時，此時拉力F做的功應該是多少呢？lαF2FF1=Fcosα·l=Flcosα若將位移l分解,結(jié)果如何?l1=lcosαl2=lsinαW1=Fl1=FlcosαW2=0αl2Fl1lW=Flcosα力F對物體做的功力的大小位移的大小力與位移夾角的余弦值功的定義式為：力對物體所做的功，等于力的大小、位移的大小、力與位移夾角的余弦這三者的乘積。1、功的表達式W=Flcosα

（1）功是一個標量。對應一個過程，也是一個過程量W=Flcosα2、功的單位、標矢性（2）單位：在國際單位制中單位是焦耳，簡稱焦，符號是J。1J=1N×1m=1N?m1J等于1N的力使物體在力的方向上發(fā)生1m的位移時所做的功。1、公式只能用于求恒力的功，如果力是變力，無論力的大小變化，還是力的方向變化，都不能直接用該公式求解；2、α角是“力的方向和位移方向的夾角”。注意：3、功是過程量，對應一段時間或位移是力對空間的積累效果；故計算功時一定要指明是哪個力在哪個過程對物體做的功。例1：如圖表示物體在力F的作用下在水平面上發(fā)生了一段位移l，分別計算這三種情形下力F對物體做的功。設(shè)這三種情形下力F和位移l的大小都是一樣的：F=10N，l=2m。角θ的大小如圖所示。a=180-θ=30?a=180-θ=150?a=θ=30?FllllF光滑水平面αlF粗糙水平面α問:F大小相同，l相同,角度也相同，哪種情況下拉力F做的功多?★說明了一個力所做的功只由力和力的方向上發(fā)生的位移決定,跟物體是否還受到其它力作用,以及物體的運動情況均無關(guān)想一想★注意：①做功只與F、l

、α三者有關(guān)，與物體的受力情況（是否受其它力、其它力是否做功及做功多少）和運動形式（勻速或變速）無關(guān)，即力對物體做功具有獨立性。②計算功時，一定要明確是計算哪個力對物體所做的功，不能張冠李戴。③力F與位移l必須具有同時性，即l必須是力F作用過程中的位移。例、如下圖所示，物體的質(zhì)量為m=2kg,滑輪的質(zhì)量和阻力不計，今用一豎直向上的力F=12N向上拉，使物體上升h=4m的高度，則在此過程中拉力所做的功是多少？(取g=10m/s2)要點：l為F的作用點發(fā)生的位移W＝F

lcosα力對物體做正功正功與負功cosα＞0，W＞0，

力對物體不做功cosα=0，W=0，

力對物體做負功cosα＜0，W＜0，

物理意義：對物體做功的力是動力物理意義：對物體做功的力是阻力物理意義：作用在物體上的力既非動力也非阻力某力對物體做負功，往往說成“物體克服某力做功”三、功的正負功的正負號只是表示力做功的效果，既不表示做功大小也不表示做功方向，功是標量。例如：一個力對物體做了－6J的功，可以說成物體克服這個力做了6J的功。一個力對物體做負功，往往說成物體克服這個力做功。

正功的意義：力對物體做正功，表明此力的效果是促進物體的運動，是動力做功。

負功的意義：力對物體做負功，表明此力的效果是阻礙了物體運動，是阻力做功。正負功的意義：做正功做負功功是標量，只有大小，沒有方向。但因為余弦值有正負，所以功有正負。但是正負不表示方向，也不表示大小。比較功的大小只看絕對值例如：－8J>5J動力學角度能量角度正功力對物體做正功，這個力對物體來說是動力力對物體做功向物體提供能量，即受力物體獲得了能量負功力對物體做負功，這個力是阻力，對物體的運動起阻礙作用物體克服外力做功，向外輸出能量(以消耗自身的能量為代價)，即負功表示物體失去了能量說明（1）功是標量，不能把正、負功中的正、負號理解為功是矢量。（2）一個力對物體做了負功，往往說成物體克服這個力做了功，這兩種說法是等效的1、在斜面上由靜止開始下滑的物體（所有接觸面都光滑）物體受到的各力是否做功？做正功還是做負功？

SFNmg結(jié)論：1、重力對物體做正功2、支持力對物體做負功

AD3.如圖所示，力F大小相等，物體沿水平面向右運動的位移L也相同，下列哪種情況F做功最少(

)[解析]

由公式W＝FLcosα可知，力F對物體所做的功決定于該力及在F方向上發(fā)生的位移，與所受其他力無關(guān)，且cosα越小，力F做的功越少，故D正確。D

4、在加速向右運動的車廂中，一人用力向前推車廂(人與車廂始終保持相對靜止)，下列說法中正確的是(

)A.人對車廂的作用力做正功B.人對車廂的推力做正功C.車廂對人做正功D.車廂對人做負功BCFNfF車對人=ma=f-FN,向右，正功F人對車向左，負功

我們學習了一個力對物體所做的功的求解方法，而物體所受的力往往不止一個，那么如何求解這幾個力對物體所做的功呢？四、幾個力對物體做的總功【例題1】一個質(zhì)量m＝150kg的雪撬，受到與水平方向成θ＝37°角斜向上方的拉力F＝500N，在水平地面上移動的距離L＝5m。物體與地面間的滑動摩擦力F阻＝100N。求力對物體所做的總功。vFθFNGF阻W拉＝FLcosθ＝FLcos37°阻力F阻做的功：W阻＝F阻Lcos180°＝－F阻L代入數(shù)據(jù)，得：W合＝1500JW合＝W拉＋W阻＝FLcos37°－F阻L力做的總功：拉力F做的功：解：重力和支持力與運動方向垂直，對物體不做功例1：一個質(zhì)量m＝150kg的雪撬，受到與水平方向成θ＝37°角斜向上方的拉力F＝500N，在水平地面上移動的距離L＝5m。物體與地面間的滑動摩擦力F阻＝100N。求力對物體所做的總功。解：vFθFNGF阻F1＝Fcosθ代入數(shù)據(jù)，得W合＝1500JW合＝F合Lcos0°＝（Fcosθ－

F阻）L力對雪橇做的總功F1F2F2＝FsinθF合＝F1－F阻＝Fcosθ－F阻(1)先求每個力的功，再求和。即：W總=W1+W2+……+Wn(2)先求合力，再求功即：W總=F合lcosα求力對物體所做的總功有兩種方法：總功α指合力方向與位移方向的夾角1、在傾角α=37°的斜面上，質(zhì)量m=10kg的物體在平行斜面向上的拉力F=120N作用下，沿斜面上滑l=2m，已知物體與斜面間動摩擦因數(shù)μ。計算各力對物體做的功及總功。FGFNf???♂?2、一位質(zhì)量為60kg的滑雪運動員從高為10m的斜坡自由下滑。如果運動員在下滑過程中受到的阻力為50N，斜坡的傾角為30°，運動員滑至坡底的過程中，所受的幾個力做的功各是多少？這些力做的總功是多少？FNGfh30°解：五、常見力做功的特點1、摩擦力做功人用水平力F推動木箱前進了L，在此過程中滑動摩擦力f對木箱做了多少功？-fL人用力F勻速推動木箱前進了L，在此過程中摩擦力f做了多少功？人用力F加速推動木箱前進呢？-fL上例中，摩擦力f做了負功，摩擦力有可能做正功嗎？有可能不做功嗎？靜止：靜摩擦力對A不做功滑動：滑動摩擦力對地不做功相對靜止：靜摩擦力對B做正功相對滑動：滑動摩擦力對B做正功AFABFa（1）不論是靜f，還是滑動f都可以是動力，也可以是阻力，還可能與位移方向垂直，所以摩擦力f既可能對物體做正功，也可能做負功，還可能不做功．AB相對靜止ABFa靜摩擦力對B做正功；靜摩擦力對A做負功。（2）一對相互作用的靜摩擦力等大反向，且物體之間相對靜止，即兩個物體的對地位移相同，由W＝Flcosα可判斷一對相互作用的靜摩擦力做功的代數(shù)和為零．例:質(zhì)量為M的長木板放在光滑的水平面上，一個質(zhì)量為m的滑塊以某一速度沿木板表面從A點滑至B點在木板上前進了L，而木板前進x，若滑塊與木板間摩擦因數(shù)為μ，求摩擦力對滑塊、對木板做功各為多少。ABABLx

x+LmgFN1FfMgFN2FN1Ff′x對木板：W

f?=f?xcos0°=μmgx

W=Flcosαl指物體對地的位移（3）一對相互作用的滑動摩擦力等大反向，但物體之間相對滑動，即兩個物體的對地位移不相同，由W＝Flcosα可判斷兩個相互作用的滑動摩擦力做功的總和不為零．兩力做功的總和一定為負值.總結(jié)：摩擦力做功①靜摩擦力和滑動摩擦力都可以做正功，也可以做負功，還可以不做功。②一對靜摩擦力做功的代數(shù)和為0。一對滑動摩擦力做功代數(shù)和一定為負。③滑動摩擦力做功與路程有關(guān)。NNSSABVVNNSSABVV2、作用力與反作用力做功做功情形圖例都做正功

都做負功

一正一負

一為零一為正

一為負

3.作用力與反作用力做功沒有必然聯(lián)系，不一