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1、,高中物理必修2第七章 机械能守恒定律,一、功的概念,木头在起重机的拉力作用下 ? 能增加,重力势,列车在机车牵引力的作用下 ? 能增加,动,握力器在手的压力作用下 ？ 能增加,弹性势,力对物体做了功,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。 功是能量变化的量度。,1、功的定义：物体受到力的作用，并沿力的方向发生一段位移，则该力对物体做了功。,2、做功的两个必要因素,（1）作用在物体上的力 （2）物体在力的方向上发生一段位移,当起重机提着货物水平运动时，拉力与位移的夹角是多少？拉力做功吗？为什么？,思考与讨论（1）,思考与讨论（2）,如图， 当恒力F的方向与位移L方向一致时
2、（即F与位移的夹角为0），拉力F做的功W是多少呢？,二、功的计算,1.当恒力F的方向与位移L方向一致时，拉力F做的功等于力的大小与位移大小的乘积。,W = F L,分解力,演绎推理、总结规律,L,A,B,F,思考与讨论：如下图所示，当力的方向与位移方向有一夹角，如何求功？,WF=F1L=FcosL,WF=F Lcos 是力的方向与位移方向的夹角 适用于恒力做功,功的一般计算公式：,力对物体所做的功，等于力的大小、位移的大小、力和位移的夹角的余弦这三者的乘积。,二、功的计算,温馨提示：功是标量。,功的单位：焦耳（J）,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）位移L指的是
3、力F的作用点移动的距离,（4）利用这个公式计算做功时，一定要明确是哪个恒力对物体做了功,（3）功的公式中，F和L必须具备同时性 功是过程量，和某段位移相对应,（5）如何找力与位移的夹角 ？,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。,答案：,答案：- ,答案： ,答案： - ,F,乙,L,F L ,L F,L,F,丙,甲,丁,轻轻告诉你:寻找“夹角”可以将力的方向向位移方向旋转，当力的方向与位移方向相同时，力的方向所转过的较小的角度就是力与位移方向的夹角。,辨认力的方向与位移方向的夹角,对功的公式的进一步理解,（6）功与物体受力
4、后通过这段位移做什么运动有关吗？,（1）F=f1，物体匀速,（2）Ff2，物体加速,无关！,三正功和负功,（1）当=0时， cos=1， W=FL,（2）当0/2时， cos0，W0，这表示力F对物体做正功,（3）当=/2时，cos=0，W=0。这表示力F的方向跟位移l的方向垂直，力F不做功。,（4） 当/2 时，cos0，W0。这表示力F对物体做负功往往说成“物体克服某力做功”,1.探究,中W的正负,正功的物理意义 ：,（1）从动力学角度考虑：,力F对物体做正功，这个力对物体来说是动力；,（2）从能量角度考虑：,力F对物体做功，是向物体提供能量的过程，即受力物体获得了能量。,负功的物理意义
5、：,（1）从动力学角度考虑：,力F对物体做负功，这个力是阻力；对物体的运动起阻碍作用。,（2）从能量角度考虑：,力F对物体做负功，这个过程是受力物体向外输出能量的过程，即负功表示物体失去了能量。,四总功的求法：,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,求总功,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？,一个质量m=150kg的雪橇，受到与水平方向成 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
6、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。 （2）各个力对雪橇做的总功。 （3）雪橇所受的合力。 （4）合力对雪橇做的功。,F,F阻,FN,370,G,V,典例剖析,（1）拉力F对物体所做的功为 W1= Flcos37=2000J,摩擦力F阻对物体所做的功为 W2= F阻lcos180= -500J,（2）各力做功的代数和为 W=W1W2+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,重力和支持力对物体做功 W3 , W4 均为0,规范解答：,温馨提示：
7、一个力要做功，两要素缺一不可。,1、下列现象中，哪些力对物体做了功 ( ) A、人推墙而墙不动时人的推力 B、在平直公路上行驶的汽车受到的重力 C、人提着箱子前行时（箱子离地的高度不变） D、起重机向上吊起货物时悬绳的拉力,五、学以致用 巩固提高,D,2、一学生用100N的力将质量为0.5kg的球迅速踢出，球在水平路面上滚出20m远，则该学生对球做的功是：（ ） A、2000J B、1000J C、16J D、无法确定,温馨提示： 功的公式W=FLCOS中，F和L必须具备同时性，即在发生位移L的过程中力F始终作用在物体上。,五、学以致用 巩固提高,D,3、在光滑的水平面和粗糙的水平面上各放一质
8、量不同的木块，在相同的水平拉力作用下，通过相同的位移，拉力对木块做的功：（ ） A.在光滑的水平面上较多 B.在粗糙的水平面上较多 C.一样多 D.由小车运动所需的时间决定,温馨提示：力对物体做的功只与F、 l 、 三者有关，与物体的运动状态等因素无关,一定要明了是哪个力对物体做的功,五、学以致用 巩固提高,C,4、质量为m的物体沿倾角为的斜面匀速滑下，在通过位移L的过程中() A.重力对物体做功mgL B.重力对物体做功mgLsin C.支持力对物体做功mgLcos D.摩擦力对物体做正功，数值为mgLsin,B,五、学以致用 巩固提高,五、学以致用 巩固提高,5、把一个物体竖直向上抛出去，
9、该物体上升的最大高度是h，若物体的质量为m，所受的空气阻力恒为f, 则在从物体被抛出到落回地面的全过程中（） A、重力所做的功为零 B、重力所做的功为2mgh C、空气阻力做的功为零 D、空气阻力做的功为-2fh,AD,空气阻力做的功在数值上等于阻力与全程物体路程的乘积,1、滑动摩擦力一定做负功吗?,滑动摩擦力f对m做负功 W1=- f Sm,滑动摩擦力f对做正功 W2= f SM,一对滑动摩擦力对物体作功之和必定为负功,滑动摩擦力对滑块做负功,滑动摩擦力对桌不做功,滑动摩擦力即可以做正功，也可以做负功，还可以不做功。,课堂讨论,课堂讨论,2、静摩擦力一定不做功吗?,A和B相对静止,一起加速运
10、动,静摩擦力对A做负功W=-fS,静摩擦力对做正功fS,一对静摩擦力作功之和必定为零,3、作用力和反作用力做功一定是大小相等,正负相反吗?,作用力和反作用力做功，其大小不一定相等，正负也不一定相反,课堂讨论,2、做功的必要因素,作用在物体上的力,物体在力的方向上发生的位移,3、功的公式:,W = F l cos,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,5、正功和负功,m=1Nm,6、总功的求法:,（1）W总=W1+W2+Wn,（2）W总=F合 l cos,1、功是能量变化的量度,六、系统归纳 知识整合,课本60页：问题与练习 (3)、(4),作业:,我们所学的功的计算公式是物体受恒力作用时力对物体所做功的公式。如果作用在物体上的力是变力，或者物体运动的轨迹是曲线，如何求功呢？,课下思考题：,我们可以把位移分成许多小段，在每小段都足够小，可以认为是直线。物体通过每小段的时间足够短，力的变化很小，可以认为力为恒力，这样，对每一小段，就可利用公式W=Fccos计算功。再把所有的功都加起来，就是变力所做的功。,欢迎指导！,
