人教版（2003）高中物理必修二第七章机械能守恒定律—— 7.2功 课件

人教版必修2第七章机械能守恒定律7.2功 功前世今生MechanicalworkW 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。拉力做功重力势能牵引力做功动能拉力做功弹性势能 初中对功的认识力与物体在力的方向上通过的距离的乘积，是一个有物理意义的量，在物理学中，我们称这一乘积为机械功（Mechanicalwork），简称功（work），如果用W表示功，F表示力，s表示物体在力的方向上通过的距离，则功的公式为：W=Fs 如果一个物体受到力的作用，并且在力的方向上发生位移，物理学中就说这个力对物体做了功.高中概念 一、功的要素F（一）、作用在物体上的力FFl（二）、物体在力的方向上的位移 在光滑的水平地面上，物体M受到水平力F的作用，前进一段位移l，则该力F所做功为多少？FFlM F 问题：当拉力与水平方向的夹角为α时，此时拉力F做的功应该是多少？vFFlαα FF1F2α研究方法1:因此，力F对物体所做的功W等于F1l，而F1=Fcosα。所以：W=FlcosαFFF1F2F1F2ααl FαFαll2l1将位移沿力的方向和垂直于力的方向分解，分别为l1和l2。此时力F做的功W=Fl1。因为l1=lcosα，所以，W=Flcosα研究方法2: FFF1F2F1F2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.ααl二、功的一般计算公式1.在国际单位制中单位是焦耳，简称焦，符号是J，1J=1N·m 300Fl甲答案：300300Fl乙答案：1500300Fl丙答案：300300Fl丁答案：15002.α角是“力的方向和位移方向的夹角”，而不是题目中的某一个以α命名的角进一步认识： 进一步认识：3.功是标量. 例1：学生用100N的力将质量为0.5kg的足球踢出，球在水平面上滚20m远，则该学生对球做功是（）A.2000JB.1000JC.16JD.无法确定进一步认识：4.力必须与位移具有同时性.力是恒力.D F37°F阻v例2:一个质量为150kg的物体，受到与水平方向成α=37°角的斜向右上方的拉力F=500N的作用，在水平地面上移动的距离为l=5m，物体与地面间的滑动摩擦力F阻=100N，求拉力F和滑动摩擦力F阻做的功？解：拉力F对物体所做的功为：W1=Flcosα1=Flcos37°=2000J摩擦力F阻对物体所组的功为：W2=F阻lcosα2=F阻lcos180°=–500J 情形（一）当α=π/2时，cosα=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.FNGvα如小球在水平桌面上运动时，重力G和支持力FN都跟位移方向垂直，这两个力不做功。三、正功和负功 情形（二）当α＜π/2时，cosα＞0，W＞0。这表示力F对物体做正功．力F对物体产生位移有一定的贡献。（动力做功）lαFv如人用力拉车前进时，人的拉力Ｆ对车做正功。如：拉力对车做功100J lF情形（三）当π/2＜α≤π时，cosα＜0，W＜0。这表示力F对物体做负功．F对物体产生位移起着阻碍的作用。（阻力做功）α如推着小车跑动的人，到达目的地减速时，人向后拉车的力Ｆ对车做负功．拉力对小车做功-100J或小车克服拉力做功100J 例3：一个质量m＝150kg的雪橇，受到与水平方向成37°角的斜向上方的拉力F=500N，在水平地面上移动的距离为5m，物体与地面间的滑动摩擦力F阻＝100N，（sin37°=3/5,cos37°=4/5.）求：（1）各个力对物体所做的功（2）各个力对物体做功的代数和（3）物体所受的合力（4）合力对物体做的功解:l对物体进行受力分析如图：重力、支持力沿竖直方向，不做功，所以：WG=0，WN=0．拉力在水平方向的分力Fx＝Fcos37°它做功为：摩擦力与运动方向相反，它做的功为负功：则力对物体所做的功代数和：GFFxF阻FyFN代入得：物体的合力为：合力对物体所做的总功为：功是标量 方法(一)：先求每一个力所做的功，再求它们的代数和；即:W总=W1+W2+……+Wn方法(二)：先求合力，再求合力所做的功。即：W总=F合lcosα四、几个力的总功 1.功的两个要素作用在物体上的力。物体在力的方向上通过的位移2.功的计算方法3.正功和负功①当α=π/2时，cosα=0，W=0。力F和位移l的方向垂直时，力F不做功.②当α＜π/2时，cosα＞0，W＞0。这表示力F对物体做正功（动力做功）.③当π/2＜α≤π时，cosα＜0，W＜0。这表示力F对物体做负功（阻力做功）.4．两种计算总功的方法先求各力做的功，再求代数和.先求合力，再求合力做的功.小结： WF=Flcosα功是什么东西？Mechanicalwork 课堂练习：1．关于功的论述，下列说法中正确的是：（）A．解放军肩扛步枪站岗,战士用了力,所以战士对步枪做了功B．人用手拎着小水桶在水平面上匀速行走,人用了力,所以做了功C．人用绳把一桶水从井中提起,人对这桶水没做功D．汽车抛锚,人用很大力,才能使车缓慢移动,人对车做了功 课堂练习：２.如下图所示，物体的质量为m=2kg,滑轮的质量和阻力不计，今用一竖直向上的力F=12N向上拉，使物体匀速上升h=4m的高度，则在此过程中拉力所做的功是多少？(取g=10m/s2)物体重力做功是多少？． 3.如图所示，拉力F使质量为m的物体匀速地沿着长为L倾角为α的斜面的底端向上滑到上端，物体与斜面间的动摩擦因数为μ，分别求作用在物体上各力对物体所做的功．课堂练习： 4.如图所示，一个质量为m的木块，放在倾角为α的斜面体上，当斜面与木块保持相对静止沿水平方向向右匀速移动距离s的过程中，作用在木块上的各个力分别做功多少？合力的功是多少？课堂练习： 谢谢！