鲁科版高中物理必修二1.1《机械功》ppt课件2

答案 7.6 J
三、对功的正、负的理解及判定 1.功是标量，功的正、负既不表示方向，也不表示功的大 小，只表示是动力做功还是阻力做功. 2.功的正、负判定 (1)根据力和位移的夹角判断.例如(如图3所示)，物体a由斜 面顶端静止滑下， a 受到的重力 G 对物体做正功，因为重 力G与位移L之间的夹角小于90°.
一、机械功的含义 1.含义：作用于某物体的恒力大小为F，该物体沿力的方向运
动，经过位移s，则 F和s的乘积 叫机械功，简称功.
2.做功的两个不可缺少的因素是： 力 和物体在力的方向上 发
生的位移.
3.功的一般计算公式W＝ Fscos α .
4.单位：在国际单位制中，功的单位是焦耳，符号是J.1 J＝ 1 N· m .
二、功的计算
1.对W＝Fscos α的理解
(1)W＝Fscos α仅适用于计算恒力的功，不能直接用于求变
力做功. (2)F表示力的大小，s表示力的作用点相对于地面的位移的 大小 (s 也常常说是物体相对于地面的位移大小 ) ， α 表示力 和位移方向间的夹角.
(3)公式可以表达为W＝F· scos α，意义是功等于沿力F方向的
运动既不起动力作用，也不起阻力作用.
(3)当90°＜α≤180° 时，W＜0，力对物体做负功，或者说物体 克服力 做了功，力是物体运动的阻(填“动”或“阻”)力.一个 力对物体做负功.往往说成 物体克服这个力做了功 ( 取绝对值 ). 2.外力做的总功的计算：一个物体同时受到几个力的作用发生
位移时，这几个力做的总功等于 各个力分别对物体做功的代
数和，即W总＝W1＋W2＋W3＋W4＋….
在计算几个力的总功时，也可先求合力，再应用功的公式求解， 即W ＝ F合scos α .

的方法，如利用 F－s 图象对应的面积求得．
基 达
计
标
课
前
课
自
时
主
作
导
业
学
菜单
LK ·物理 必修2
教
课
学
堂
教
互
法
动
分 析
探 究
1．一个恒力对物体做的功与其他力的存在与否无关，与
教 物体的质量、速度无关，仅由 F、s 及 α 三个量确定．
当
学
堂
方 案
2．力 F 和位移 s 都是矢量，可根据需要分别将它们进行
自
时
主
作
导
业
学
菜单
LK ·物理 必修2
教
课
学 教
2．思考判断
堂 互
法
动
分 析
(1)由于功有正负，所以功是矢量．(×)
探 究
(2)力促使物体运动做正功，阻碍物体运动做负功．(√)
教
(3)滑动摩擦力一定做负功．(×)
当
学
堂
方 案
3．探究交流
双 基
设
达
计
物理上的功与平常所说的“工作”有何不同？
标
【提示】 功是力与物体沿力的方向位移的乘积，而“工
双 基
设
达
计 正交分解，由 W＝Fscos α 计算功．
标
3．功是过程量，计算功时要明确是哪一个力在哪一个过
课 前
程所做的功及此过程中这个力是否是恒力．
课
自
时
主
作
导
业
学
菜单
LK ·物理 必修2
教
课
学
堂
教

s37°＝16J，摩擦力f对物体所做的功为 W2＝fscos180°＝－8.4J，外力对物体所做的总功W＝W1＋W2＝7.6J
4. 下列说法正确的是( D ) A. 静摩擦力一定不做功 B. 滑动摩擦力一定做负功 C. 滑动摩擦力一定做正功 D. 滑动摩擦力既可以做正功也可以做负功
分析 斜面上的货物受到重力 G、推力 F、支持力N和摩擦力f共四个力的 作用，受力分析如图 1—5 所示。货物位移s的方向沿斜面向上，G与s的 夹角是 90°＋α ，N与s的夹角是90°，f与s的夹角是180°。由功 的计算公式可知各力做的功，再 计算各力做功的代数和可知合外 力做的功。
图1-5 货物的受力分析示意图
高中物理鲁科版必修第二册
第1章 功和机械能
1.1机械功
导入：神奇之能
小小的一颗子弹被抛出后，人可轻易 将其接住。但是，子弹被高速射出，则 可击穿玻璃、木块甚至石头等。
水能滋润庄稼，也能冲毁农田。若水 被拦蓄在高处，其能量可以转化为电能， 用来取暖、照明等。
这里面有怎样的奥秘?
子弹击碎玻璃瞬间
水电站泄洪场景
如图1-2所示，可将 F 分解为沿水平方向向右的分力 F1 和沿竖直方向 向上的分力 F2。F1与物体位移的方向一致，对物体做了功；F2与物体位 移的方向垂直，不对物体做功。
因此，恒力F对物体所做的功W就等于分力 F1 所做的功。再结合功的 定义，可得出恒力做功的计算公式
W＝Fscos α α 力与位移的夹角
图1-1 人拉购物篮
机械功的含义
01 能量（Energy） 具有能量的物体能做一些事情、完成一些工作
能量表示物体做功的本领 功是能量转化的量度
机械能
动能:物体运动而具有的能量
势能

-s=v0t-1/2a2t2
-s=(a1t)t-1/2a2t2
THANK YOU
9、春去春又回，新桃换旧符。在那桃花盛开的地方，在这醉人芬芳的季节，愿你生活像春天一样阳光，心情像桃花一样美丽，日子像桃子一样甜蜜。 2021/3/82021/3/8Monday, March 08, 2021
10、人的志向通常和他们的能力成正比例。2021/3/82021/3/82021/3/83/8/2021 12:00:06 PM
能力·思维·方法
【例1】如图所示，把系在轻绳上的A、B两小球由图示位置同时由 静止释放(绳开始时拉直)，则在两小球向左下摆动时，下列说法正 确的是(CD)
A.绳OA对A球做正功
B.绳AB对B球不做功
C.绳AB对A球做负功
D.绳AB对B球做正功 【解析】很多人错选AB答案，原因是没有分析A、B球的实际运 动过程而造成的，如果我们大概画出A、B球的运动轨迹，那么 我们就可以找出绳子与球的运动方向的夹角，进而可判定做功的 情况.由于OA绳一直张紧且O点不动，所以A球做圆周运动，OA 绳对A球不做功，而B球是否与A球同步下摆做圆周运动呢?
让我们用模拟等效法分析：设想A、B球分别用两条小绳悬挂而各
自摆动，若摆角较小，则摆动周期为T=2 L / g ；可见摆长越长，
摆得越慢，因此A球比B球先到达平衡位置.可见绳AB的张力对A球 有阻碍运动之作用，而对B球有推动运动之作用，所以正确答案为C、 D.
【例2】质量为M的长板放在光滑水平面上，一个质量为m的滑块以 速度v沿木板表面从A点滑到B点，在木板上前进了L，而木板在水平
11、夫学须志也，才须学也，非学无以广才，非志无以成学。2021/3/82021/3/82021/3/8Mar-218-Mar-21

分析本题要把握以下两点：
（1）计算做功时，一定要注意力与功的对应性，区别某个 力做的功与合外力做的功． （2）通过受力分析，求出各个力的大小，找出对应的力与 位移方向的夹角关系，然后代入功的计算公式计算．
【规范解答】物体受力情况如图所示，物体
受到重力mg、摩擦力Ff和支持力FN的作用． 物体相对斜面静止，物体相对地面水平向左 匀速移动距离l，这些力均是恒力，故可用 W＝Fx· cosα计算各力的功．
所受静摩擦力与物体位移方向一致，静摩擦力对物体 A做正
功.
功的正负的物理意义 1.正功：力对物体做正功，这个力对物体来说是动力 . 表 明外界向物体提供能量，即物体获得了能量. 2.负功：力对物体做负功，这个力对物体来说是阻力 . 物 体克服外力做功，表明物体向外输出能量（以消耗自身的
能量为代价），即负功表示物体失去了能量.
提示：原理图如图所示.
方法一：将力F沿着位移方向和垂直于位移方向进行分解， 如图，得到两个分力F1和F2，其中F1=Fcosα，F2=Fsinα ，
力F做的功为W=F1L=FLcosα．
方法二：将位移L沿着力F方向和垂直于力F方向进行分解，
如图，得到两个分位移L1和L2，其中L1=Lcosα，L2=Lsinα，
3.图像法：如果参与做功的力为变力，方向与位移方向始终 一致而大小随时变化，我们可作出该力随位移变化的图像 .如
图，那么图线下方所围成的面积，即为变力所做的功 .
功的概念和公式 1．定义：物体在力的作用下沿力的方向发生了一段位移. 2．公式：W=Fxcosα . 3．单位：焦耳，符号J.
4.功的两个因素：力和沿力的方向发生的位移.
功为7 J.
5.摩擦力总做负功吗？ 提示：（1）滑动摩擦力和静摩擦力都可以对物体不做功 如图甲所示，物块A从斜槽上滑下，最后停在固定的平板车

如果提着货物使货物沿 水平方向做匀速运动， 拉力是否做功了？
一、机械功的含义
2、做功的两个必要因素： （1）必须有力作用在物体上。
手托着书静止
（2）物体在力的方向上要发生一段位移。 这两个因素是严格的，缺一不可 ！
人推车未动
一、机械功的含义
探究二： 如果力的方向与物体的运动方向 一致，则如何求功？ F M F s
思考分析： 1.物体受力情况如何？ 2.物体所受合力是多少？ 3.合力做功多少？
例题2.一个质量m＝150kg的雪撬，受到与水平方向成 θ＝37 ° 角斜向上方的拉力F＝500N，在水平地面上移 动的距离s＝5m。雪橇与地面间的滑动摩擦力 F阻＝100N。求力对雪橇做的总功.
F1＝Fcosθ 解： 力对雪橇做的总功
COSα＜0
二、机械功的计算
1.功的正负
注意：一个力对物体做负功，往往说成物体克服这个
力做功 例如：放在水平地面上的物体,在F=10N的水平拉力作用 下匀速向右前进了4m,求地面摩擦力对物体所做的功 F=10N
Wf =－ 40J或克服地面摩擦力做了40J的功
正功、负功不表示方向相反，表示力不同的效果
练习
1.把质量为m的物体，匀速地拉高h，则（ A） A．重力做负功，拉力做正功 B．重力做正功，拉力做负功 C．重力做负功，拉力做负功 D．重力做正功，拉力做正功
练习
2.用拉力F将一个重为5N的物体匀速升高3m， 在这个过程中，（ ABD ） A．拉力 F对物体做的功是15J B．物体克服重力做的功是15J C．合力对物体做的功是15J D．合力对物体的功为0
即 W＝0
一、机械功的含义
探究四：当拉力与水平方向的夹角为α时，拉力F 做的功应如何求呢？

①当 时，cosα=0，W=0。力F和位移s的方向垂直时，力
2 F不做功；
②当 时，cosα>0，W>0。这表示力F对物体做正功；
2 ③当 时，cosα<0，W<0。这表示力F对物体做负功。
2
力对物体做正功或负功时有什么物理意义呢？结合 生活实际，举例说明。
减速伞做 负功
燃料做正功
所以，力F所做的功W=W1+W2=W1=F1s=Fscosα。
力F对物体所做的功等于力的大小、位移和位移夹角的余弦 这三者的乘积即：
W=Fscosα 表示力对物体所做的功，F表示物体所受到的力，s表示物 体所发生的位移，α为F和s之间的夹角。 功的公式还可理解成在位移方向的分力与位移的乘积，或 力与位移在力的方向的分量的乘积。 在国际单位制中，功的单位为焦1J=1N·m在用功的公式计 算时，各量要求统一采用国际单位制。
物体受到拉力F1、滑动摩擦力F2、重力G、支持力F3的 作用。重力和支持力不做功，因为它们和位移的夹角为
90°；F1所做的功为：W1=F1cosα，滑动摩擦力F2所做的功 为：W2=F2scos180°=－F2s。
各个力对物体所做功的代数和为：W=（F1cosα－F2）s 根据正交分解法求得物体所受的合力F=F1cosα－F2， 合力方向向右，与位移同向，合力所做的功为：
这种力的功又如何去求呢？如果方向相反呢？力对 物体做不做功？若做功，又做了多少功？怎样计算 这些功呢？本节课我们来继续学习有关功的知识， 在初中知识的基础上进行拓展。
1、机械功
在现实生活、生产中，经常见到作用于物体上的 力与物体位移的方向成夹角的情况，例如刚才大家看 到的人用一个与水平方向之间有夹角的一个力去拉物 体并在水平方向上移动了一段距离这样一个实际问题 如何用我们的物理学知识去解决呢？

6、“教学的艺术不在于传授本领，而在于激励、唤醒、鼓舞”。2021年11月2021/11/232021/11/232021/11/2311/23/2021
•7、不能把小孩子的精神世界变成单纯学习知识。如果我们力求使儿童的全部精神力量都专注到功课上去，他的生活就会变得不堪忍受。他不仅应 该是一个学生，而且首先应该是一个有多方面兴趣、要求和愿望的人。2021/11/232021/11/23November 23, 2021
【典例2】 (2016·临沂沂南月考)如图所示,质量为m的物体静止在倾角为 θ的斜面上,物体与斜面的动摩擦因数为μ.现使斜面水平向左匀速移动 s.(重力加速度为g)试求: (1)摩擦力对物体做的功; (2)斜面对物体的弹力做的功; (3)重力对物体做的功; (4)斜面对物体做的功; (5)各力对物体所做的总功.
•1、所有高尚教育的课程表里都不能没有各种形式的跳舞：用脚跳舞，用思想跳舞，用言语跳舞，不用说，还需用笔跳舞。 •2、一切真理要由学生自己获得，或由他们重新发现，至少由他们重建。 •3、教育始于母亲膝下，孩童耳听一言一语，均影响其性格的形成。 •4、好的教师是让学生发现真理，而不只是传授知识。 •5、数学教学要“淡化形式，注重实质.
〚情境导图〛 (1)题中物体处于平衡状态; (2)物体所发生的位移为s; (3)运动过程中物体受重力、支持力和摩擦力的作用,如图所示.
解析:物体相对地面匀速向左运动的位移为s,由公式W=Fscos α可得.
(1)Wf=f·scos(180°-θ)=-mgssin θ·cos θ. (2)WN=N·scos(90°-θ)=mgscos θ·sin θ. (3)WG=mg·scos 90°=0. (4)斜面对物体做的功为斜面对物体的各力做功的代数和:

[思路探究] (1)A、B两物体所受摩擦力方向如何？ (2)摩擦力和物体位移间的方向关系如何？ [解析] 据W＝Fscos α可知，力F作用点的位移不为0，且与F 方向相同，所以F做正功；绳中拉力F绳的作用点的位移为0， 所以F绳不做功；FBA作用点的位移为0，所以FBA不做功；FAB 作用点的位移不为0，且与FAB反向，所以FAB做负功．故选项 C正确． [答案] C
要比5 J的功多
2.如何判断功的正负 (1) 根 据 力 和 位 移 的 方 向 的 夹 角 判 断 ， 常 用 于 恒 力 做 功 的 判 断． (2)根据力和瞬时速度方向的夹角判断，夹角是锐角做正功， 是钝角做负功，是的正负既不表示大小也不表 示方向，只表示是动力做功还是阻力做功．做功的过程就是 能量转化的过程． (2)不能认为负功的负号表示力与位移方向相反，更不能认为 负功的负号表示功与位移方向相反．
答案：(1)18 J 32 J 50 J (2)5 N 50 J
正、负功的理解及判断
1．正、负功的理解 正功
负功
条件
0≤α<π2
π2<α≤π
物理意 义
表明力是动力，做功的效果 表明力是阻力，做
会促进物体的运动
功的效果会阻碍物
体的运动
说明
(1)某力对物体做负功，往往说成物体克服这个 力做功(绝对值) (2)比较做功多少时，只比较功 的绝对值，不看功的正负号．例如，－8 J的功
[思路探究] (1)运动员下滑过程中受哪几个力？
(2)计算恒力做功的公式是什么？
[解析] (1)重力做的功 WG＝mgssin 37°＝mgh＝50×10×30 J ＝1.5×104 J. (2)运动员所受合力：F 合＝mgsin 37°－μmgcos 37°＝260 N，方 向沿斜面向下， 沿合力方向位移 s＝sinh37°＝50 m 合力做的功 W 合＝F 合·s＝260×50 J＝1.3×104 J.

第第
一 章
一 节
机
功 和 功
(
械 功 第 二
率
课 时
）
1
一.机械功 1.定义：如果作用于某物体的恒力大小为F，该物体沿力的方 向运动，经过位移s，则F与s的乘积叫做机械功。 ①作用在物体上的力 2.两个必要因素 ②物体在力方向上的位移
2
物理学中的不做功的几种情况：
▪ 劳而无功(有力无距) ▪ 不劳无功(有距无力) ▪ 徒劳无功(有力有距，但力⊥距)
F α
S
F
S
α
甲 答案：α
乙 答案：π- α
S α
F
丙 答案： α
α
S
F
答案： π- α
丁
5
三、正功和负功
功的公式：W=FSCOSα 讨论：1、当α=0时，COS α=1，W =FS
和我们在初中学过的功的公式相同。 2、当α=π/2时，COS α=0，W =0 这时我们就说力对物体没做功。举例。 3、当α<π/2时，COS α>0，W>0 这时我们就说力对物体做正功。举例。
（1）mgLsinθ （2）0 （3）-μmgLcosθ
（4）mgLsinθ-μmgLcosθ
7
露一手:
8
解答:
9
四、功的两种计算方法
▪ 当物体同时受到几个力作用时，Байду номын сангаас算总功 (合外力的功)有两种方法.
▪ 一是先分别求各个外力的功W1=F1scosα1, W2=F2scosα2…再把各个外力的功代数相 加（W1+W2+W3+----).
3
二.功的一般计算式—— WFcsos
注：①只适用于 角恒 度 是力 F 力 与做 位 s方 功 移 向 ，上的

演讲人：XXXXXX
时 间：XX年XX月XX日
17
8
做功和能的转化
特技跳伞：
重力做功
势能
动能
蒸汽火车：
牵引力做功
内能
机械能
9
小型水电站：
重力做功
势能
电能
风力发电器：
风力做功
风能
电能
10
雪崩：
重力做功
势能
动能
测风仪：
风力做功
风动能
机械能
11
做功和能的转化
做功的过程其实就是能量的转化的过程 功是能量转化的量度
做功多少就有多少能量发生转化 功和能的区别:功是过程量，能是状态量
正确选项为A．
15
结束语
当你尽了自己的最大努力时，失败也是伟大的， 所以不要放弃，坚持就是正确的。
When You Do Your Best, Failure Is Great, So Don'T Give Up, Stick To The End
16
谢谢大家
荣幸这一路，与你同行
It'S An Honor To Walk With You All The Way
A、B两端固定在水平天花板上，如下图所示，
今在绳的最低点C施加一竖直向下的力将绳绷直 ，在此过程中，绳索AB的重心位置（ ）
A．逐渐升高 B．逐渐降低 C．先降低后升高 D．始终不变
14
解析：
绳索的重心不在绳索上，直接来分析此过 程中重心位置的变化比较困难，但可以通过功 和能的关系来判．
拉力向下拉绳索的过程对绳索做正功，使绳 索的重力势能逐渐增加，因此绳索的重心逐渐 升高．
自然界中具有能量物体的实例：流动的河水、 运动的汽车、下落的重物、压缩的弹簧、燃烧的 焰火、高压气体……．