《人教版2018高一物理必修二第五章7.2：功课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《人教版2018高一物理必修二第五章7.2：功课件（65页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、高一高一 物理物理路漫漫其修远兮路漫漫其修远兮 吾将上下而求索吾将上下而求索人教版人教版 必修必修2 万有引力与航天万有引力与航天第七章第七章第二节功第二节功第七章第七章学习目标定位学习目标定位1课堂情景切入课堂情景切入2知识自主梳理知识自主梳理3重点难点突破重点难点突破4考点题型设计考点题型设计5课后强化作业课后强化作业7易错案例剖析易错案例剖析6学习目标定位学习目标定位*理解功的概念，知道力和在力的方向上发生的位移是做功不可缺理解功的概念，知道力和在力的方向上发生的位移是做功不可缺少的两个因素少的两个因素*掌握功的公式掌握功的公式WFlcos能用公式进行有关计算能用公式进行有关计算*理解正
2、功与负功的意义，并会解释生活实例理解正功与负功的意义，并会解释生活实例课堂情景切入课堂情景切入下面三种情景中，人是否对物体做功？下面三种情景中，人是否对物体做功？要回答这个问题，我们需要明确功的定义。要回答这个问题，我们需要明确功的定义。知识自主梳理知识自主梳理功的概念和公式功的概念和公式 概念概念物体受到力的作用，并在力的方向上发生了物体受到力的作用，并在力的方向上发生了_，这个力就对物体做，这个力就对物体做了功。了功。因素因素(1)力力(2)物体在物体在_上发生的位移上发生的位移公式公式(1)力力F与位移与位移l同向时：同向时：W_。(2)力力F与位移与位移l有夹角有夹角时，时，W_。符号
3、符号含义含义其中其中F、l、cos分别表示分别表示_、_、力与位移夹角的余弦。、力与位移夹角的余弦。符号符号单位单位F的单位是牛顿，的单位是牛顿，l的单位是米，的单位是米，W的单位是牛的单位是牛米，即米，即_。一段位移一段位移力的方向力的方向FlFlcos力的大小力的大小位移的大小位移的大小焦耳焦耳正功和负功正功和负功 做正功做正功 动力动力不做功不做功动力动力阻力阻力做负功做负功阻力阻力当当物物体体在在几几个个力力的的共共同同作作用用下下发发生生一一段段位位移移时时，这这几几个个力力对物体所做的总功等于：对物体所做的总功等于：(1)各个分力分别对物体所做功的各个分力分别对物体所做功的_；(2
4、)几个力的几个力的_对物体所做的功。对物体所做的功。总功的计算总功的计算 代数和代数和合力合力重点难点突破重点难点突破一、对功的理解一、对功的理解1功的概念功的概念物物体体受受到到力力的的作作用用，并并且且在在力力的的方方向向上上发发生生一一段段位位移移，就就叫做力对物体做了功。叫做力对物体做了功。2做的功的两个必要因素做的功的两个必要因素(1)物体受到力的作用；物体受到力的作用；(2)物体在力的方向上有位移。物体在力的方向上有位移。如如图图甲甲所所示示，举举重重运运动动员员举举着着杠杠铃铃不不动动时时，杠杠铃铃没没有有发发生生位移，举杠铃的力对杠铃没有做功。位移，举杠铃的力对杠铃没有做功。如
5、如图图乙乙所所示示，足足球球在在水水平平地地面面上上滚滚动动时时，重重力力对对球球做做的的功功为零。为零。功功是是力力在在空空间间上上的的积积累累效效应应，它它总总是是与与一一个个具具体体的的过过程程相相联联系系，因因此此，功功是是一一个个过过程程量量。同同时时功功与与具具体体的的某某一一个个力力或或某某几几个个力力对对应应，学学习习时时要要注注意意是是哪哪一一个个力力或或哪哪几几个个力力的的功功，以以及及所对应的过程。所对应的过程。3功的单位功的单位焦焦(J)，1J1N1m1Nm4对公式对公式WFlcos的理解的理解对对公公式式WFlcos可可以以有有两两种种理理解解：一一种种是是力力F在在
6、位位移移l方方向向上上的的分分力力Fcos与与位位移移l的的乘乘积积；另另一一种种是是力力F与与在在力力F方方向向上上的位移的位移lcos的乘积。的乘积。特别提醒：特别提醒：(1)式式中中F一一定定是是恒恒力力。若若是是变变力力，中中学学阶阶段段一一般般不不用用上上式求功。式求功。(2)式式中中的的l是是力力的的作作用用点点的的位位移移，也也为为物物体体对对地地的的位位移移。是是F的方向与的方向与l的方向间的夹角。的方向间的夹角。(3)力力对对物物体体做做的的功功只只与与F、l、三三者者有有关关，与与物物体体的的运运动动状态等因素无关。状态等因素无关。如图所示的人，没有对物体做功的是如图所示的
7、人，没有对物体做功的是()答案：答案：A二、对正功和负功的理解二、对正功和负功的理解1功是标量功是标量(1)功功是是标标量量，只只有有量量值值，没没有有方方向向。功功的的正正、负负并并不不表表示示功功的的方方向向，而而且且也也不不是是数数量量上上的的正正与与负负。我我们们既既不不能能说说“正正功功与与负负功功的的方方向向相相反反”，也也不不能能说说“正正功功大大于于负负功功”，它它们们仅仅仅表示相反的做功效果。仅表示相反的做功效果。(2) 一一个个力力对对物物体体做做负负功功，往往往往说说成成物物体体克克服服这这个个力力做做功功，这这两两种种说说法法是是等等效效的的。例例如如，滑滑动动摩摩擦擦
8、力力对对物物体体做做的的功功为为10J，也可以说成物体克服摩擦力做的功为，也可以说成物体克服摩擦力做的功为10J。(3)比比较较做做功功多多少少时时，只只比比较较功功的的绝绝对对值值，不不看看功功的的正正负负号。例如，号。例如，8J的功要比的功要比5J的功多。的功多。2判断力是否做功及做功正负的方法判断力是否做功及做功正负的方法(1)看看力力F的的方方向向与与位位移移l的的方方向向间间的的夹夹角角常常用用于于恒恒力力做功的情形。做功的情形。(2)看看力力F的的方方向向与与速速度度v的的方方向向间间的的夹夹角角常常用用于于曲曲线线运动的情形。运动的情形。若若为为锐锐角角则则做做正正功功，若若为为
9、直直角角则则不不做做功功，若若为为钝钝角角则则做负功。做负功。3功的正负的物理意义功的正负的物理意义动力学角度动力学角度能量角度能量角度正功正功若某力对物体做正功，则这个若某力对物体做正功，则这个力对物体来说是动力力对物体来说是动力若力对物体做功，则外界向物体提供若力对物体做功，则外界向物体提供能量，即受力物体获得了能量能量，即受力物体获得了能量负功负功若某力对物体做负功，则这个若某力对物体做负功，则这个力对物体来说是阻力力对物体来说是阻力若物体克服外力做功，则物体要消耗若物体克服外力做功，则物体要消耗自身的能量，即物体失去了能量自身的能量，即物体失去了能量(江江西西白白鹭鹭州州中中学学201
10、32014学学年年高高一一下下学学期期期期中中)如如下下图图，人人站站在在自自动动扶扶梯梯上上不不动动，随随扶扶梯梯向向上上匀匀速速运运动动，下下列列说说法法中中正正确的是确的是()A重力对人做负功重力对人做负功B摩擦力对人做正功摩擦力对人做正功C支持力对人做正功支持力对人做正功 D合力对人做功为零合力对人做功为零答案：答案：ACD解解析析：人人随随电电梯梯向向上上匀匀速速运运动动时时只只受受重重力力和和竖竖直直向向上上的的支支持持力力，所所以以重重力力做做负负功功，支支持持力力做做正正功功，合合力力为为零零所所以以做做功功为为零，零，ACD正确。正确。三、关于摩擦力的功和相互作用力的功三、关
11、于摩擦力的功和相互作用力的功1摩擦力做功的特点摩擦力做功的特点(1)滑动摩擦力和静摩擦力都可以对物体不做功。滑动摩擦力和静摩擦力都可以对物体不做功。(2)滑动摩擦力和静摩擦力都可以对物体做负功。滑动摩擦力和静摩擦力都可以对物体做负功。(3)滑动摩擦力和静摩擦力都可以对物体做正功。滑动摩擦力和静摩擦力都可以对物体做正功。2作用力、反作用力做功的特点作用力、反作用力做功的特点(1)作作用用力力与与反反作作用用力力特特点点：大大小小相相等等、方方向向相相反反，但但作作用用在不同物体上。在不同物体上。(2)作作用用力力、反反作作用用力力作作用用下下的的物物体体的的运运动动特特点点：可可能能向向相相反反
12、方方向向运运动动，也也可可能能向向相相同同方方向向运运动动，也也可可能能一一个个运运动动而而另另一一个静止，还可能两物体都静止。个静止，还可能两物体都静止。(3)由由WFlcos可可以以判判断断，作作用用力力与与反反作作用用力力的的功功的的特特点点是是：没没有有必必然然关关系系，即即不不一一定定是是一一正正一一负负，绝绝对对值值也也不不一一定定相相等。等。(原原创创题题)如如图图所所示示，甲甲、乙乙两两人人分分别别站站在在小小车车上上，甲甲用用力力推推了了乙乙一一下下，甲甲与与乙乙均均后后退退了了一一小小段段距距离离(甲甲、乙乙两两人人的的脚脚在在车车上上不不滑滑动动)，设设甲甲推推乙乙的的作
13、作用用力力为为F，乙乙给给甲甲的的反反作作用用力力为为F，甲甲给给小小车车的的摩摩擦擦力力为为f，乙乙给给小小车车的的摩摩擦擦力力为为f。则则各各力力做做功功的下列说法正确的是的下列说法正确的是()AF做正功，做正功，F 做负功做负功 BF做负功，做负功，F 不做功不做功Cf做负功，做负功，f 做负功做负功 Df做正功，做正功，f 做正功做正功答案：答案：D解解析析：各各力力的的方方向向与与位位移移方方向向均均一一致致，所所有有力力都都做做正正功功，选项选项D正确。正确。四、合力和变力做功的计算四、合力和变力做功的计算1总功的计算总功的计算物物体体受受到到多多个个外外力力作作用用时时，计计算算
14、合合外外力力的的功功，要要考考虑虑各各个个外力共同做功产生的效果，一般有如下两种方法：外力共同做功产生的效果，一般有如下两种方法：(1)先先由由力力的的合合成成与与分分解解法法或或根根据据牛牛顿顿第第二二定定律律求求出出合合力力F合合，然后由，然后由WF合合lcos计算。计算。(2)由由WFlcos计计算算各各个个力力对对物物体体做做的的功功W1、W2、Wn，然然后后将将各各个个外外力力所所做做的的功功求求代代数数和和，即即W合合W1W2Wn。特别提醒：特别提醒：(1)先先求求各各个个力力做做的的功功，再再求求总总功功时时，应应用用的的是是算算术术运运算算法则，而不是矢量运算法则。法则，而不是
15、矢量运算法则。(2)求某一个力做的功时，不受其他力存在的影响。求某一个力做的功时，不受其他力存在的影响。(3)求求各各个个力力做做的的总总功功时时，每每个个力力对对应应的的位位移移必必须须是是相相对对于同一惯性参考系的位移于同一惯性参考系的位移(一般选地面一般选地面)。(3)分段法分段法(或微元法或微元法)当当力力的的大大小小不不变变，力力的的方方向向时时刻刻与与速速度度同同向向(或或反反向向)时时，把把物物体体的的运运动动过过程程分分为为很很多多小小段段，这这样样每每一一小小段段可可以以看看成成直直线线，先先求求力力在在每每一一小小段段上上的的功功，再再求求和和即即可可，力力做做的的总总功功
16、WFs路路或或WFs路路。(4)等等效效替替换换法法：若若某某一一变变力力的的功功和和某某一一恒恒力力的的功功相相等等，则则可以用求得的恒力的功来作为变力的功。可以用求得的恒力的功来作为变力的功。新新中中国国成成立立前前后后，机机械械化化生生产产水水平平较较低低，人人们们经经常常通通过过“驴驴拉拉磨磨”的的方方式式把把粮粮食食颗颗粒粒加加工工成成粗粗面面来来食食用用，如如图图所所示示，假假设设驴驴拉拉磨磨的的平平均均用用力力大大小小为为500N，运运动动的的半半径径为为1m，则则驴驴拉磨转动一周所做的功为拉磨转动一周所做的功为()A0B500JC500JD1000J答案：答案：D解解析析：由由
17、于于F的的方方向向保保持持与与作作用用点点的的速速度度方方向向一一致致，因因此此F做做功功不不为为零零，可可否否定定A答答案案。由由于于F的的方方向向保保持持与与作作用用点点的的速速度度方方向向一一致致，因因此此可可把把圆圆周周划划分分成成很很多多小小段段研研究究，如如图图所所示示，当当各各小小段段的的弧弧长长si足足够够小小(si0)时时，在在这这si内内F的的方方向向几几乎乎与与该该小小段段的的位位移移方方向向重重合合。故故WFFs1Fs2Fs3F2R1000J。(这等效于把曲线拉直这等效于把曲线拉直)考点题型设计考点题型设计对功的概念的理解对功的概念的理解 解解析析：选选项项A中中，由由
18、于于行行李李受受力力平平衡衡，工工人人对对行行李李的的作作用用力力竖竖直直向向上上，与与行行李李的的运运动动方方向向始始终终垂垂直直，故故对对行行李李不不做做功功，选选项项A错错误误；在在选选项项B中中，工工人人对对行行李李的的作作用用力力与与行行李李的的运运动动方方向向夹夹角角为为锐锐角角，故故对对行行李李做做正正功功，选选项项B正正确确；根根据据牛牛顿顿第第三三定定律律，作作用用力力与与反反作作用用力力大大小小相相等等，方方向向相相反反，但但二二者者对对不不同同的的物物体体做做功功，两两个个受受力力物物体体的的位位移移大大小小也也不不一一定定相相等等，所所以以选选项项C错错误误；D选选项项
19、中中，摩摩擦擦力力是是变变力力，且且总总与与物物体体相相对对地地面面的的运运动动方方向向相相反反，因因此此当当物物体体回回到到出出发发点点后后，虽虽然然物物体体位位移移为为0，但摩擦力仍对物体做了负功，故选项，但摩擦力仍对物体做了负功，故选项D错误。错误。答案：答案：B点点评评：(1)注注意意“做做功功”与与“做做工工”的的区区别别，A选选项项中中，工工人在人在“做工做工”。(2)C选选项项中中，要要注注意意一一对对作作用用力力与与反反作作用用力力做做功功的的大大小小不不一定相等，符号也不一定相反。一定相等，符号也不一定相反。如如图图所所示示，一一小小孩孩和和一一大大人人都都以以水水平平的的力
20、力匀匀速速推推动动相相同同的的木木箱箱在在相相同同的的路路面面走走同同样样的的位位移移(推推箱箱的的速速度度大大小小如如图图中中所所注注)，比较此过程中两人分别对木箱做功的多少，比较此过程中两人分别对木箱做功的多少()A大人做的功多大人做的功多B小孩做的功多小孩做的功多C大人和小孩做的功一样多大人和小孩做的功一样多D条件不足，无法判断条件不足，无法判断答案：答案：C解解析析：因因为为木木箱箱匀匀速速运运动动，小小孩孩和和大大小小所所用用的的推推力力相相等等，又所走的位移相同，所以做功一样多，又所走的位移相同，所以做功一样多，C选项正确。选项正确。功的正负的判断功的正负的判断 解解析析：先先确确
21、定定人人对对车车的的作作用用力力方方向向和和力力的的作作用用点点的的位位移移方方向向，这这里里人人对对车车除除有有手手对对车车的的推推力力F1外外，还还有有个个容容易易被被疏疏忽忽的的力：脚对车厢地板的水平作用力力：脚对车厢地板的水平作用力F2，受力分析如图所示。，受力分析如图所示。 其其中中F1做做正正功功，F2做做负负功功。由由于于车车厢厢水水平平方方向向除除这这两两个个力力外外还还受受其其他他力力的的作作用用，因因此此这这两两个个力力的的合合力力做做功功正正负负难难以以确确定定。于于是是将将研研究究对对象象转转换换为为受受力力情情况况简简单单的的人人，在在水水平平方方向向上上受受到到车车
22、厢厢壁壁给给人人向向后后的的推推力力F1和和车车厢厢地地板板对对人人向向前前的的作作用用力力F2。这这两两个个力力的的合合力力使使人人产产生生向向左左运运动动的的加加速速度度，合合力力对对人人做做正正功功，表示车对人做正功，所以人对车做负功，故选项表示车对人做正功，所以人对车做负功，故选项C、D正确。正确。答案：答案：CD点点评评：本本题题涉涉及及对对功功的的概概念念的的理理解解和和做做功功正正、负负的的判判断断问问题题，要要认认真真分分析析题题中中给给出出的的物物理理情情境境，搞搞清清哪哪些些力力对对物物体体做做功功，是是做做正正功功还还是是做做负负功功，受受力力分分析析要要全全面面。在在解
23、解题题中中不不要要只只分分析析人对车的推力做功，而漏掉了人对车厢底部摩擦力做功的分析。人对车的推力做功，而漏掉了人对车厢底部摩擦力做功的分析。质质量量为为m的的小小物物块块在在倾倾角角为为的的斜斜面面上上处处于于静静止止状状态态，如如图图所所示示。若若斜斜面面体体和和小小物物块块一一起起以以速速度度v沿沿水水平平方方向向向向右右做做匀匀速速直直线线运运动动，通通过过一一段段位位移移s。斜斜面面体体对对物物块块的的摩摩擦擦力力和和支支持持力的做功情况是力的做功情况是()A摩擦力做正功，支持力做正功摩擦力做正功，支持力做正功B摩擦力做正功，支持力做负功摩擦力做正功，支持力做负功C摩擦力做负功，支持力做正功摩擦力做负功，支持力做正功D摩擦力做负功，支持力不做功摩擦力做负功，支持力不做功答案：答案：B解解析析：物物体体受受力力情情况况如如图图所所示示，物物体体受受到到重重力力mg、摩摩擦擦力力Ff和和支支持持力力FN的的作作用用。物物体体相相对对斜斜面面静静止止，物物体体相相对对地地面面水水平平向向右右匀匀速速移移动动距距离离s，这这些些力力均均是是恒恒力力，故故可可用用WFlcos计计算各力的功。算各力的功。WFfFfscos0WFNFNscos(90)g时时 ， W1W2； 当当 a g时时 ， W1 W2； 当当 ag时时 ，W1W2，故，故D正确。正确。正确答案：正确答案：D
