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8.1 功与功率
（第1课时）
高中物理必修第二册课件
主讲老师：xxx
高中物理必修第二册课件
功
正功和负功
拓展学习
总结提升
新课引入
01.
高中物理必修第二册课件
任何人类活动都离不开能量。例如，现代化的生活离不开电厂供应的电能，许多现代交通离不开燃料燃烧释放的化学能，核电站能够利用原子核裂变时释放的核能，人类生活需要摄入食物中的化学能，植物的生长依赖太阳能……
新课引入
02.
高中物理必修第二册课件
在长期的科学实践中，人们发现不同形式的能量可以互相转化，并且能量的转化与功的概念紧密相连。这是因为，如果在一个过程中存在做功的现象，就必然存在能量变化的现象，功的计算能够为能量的定量表达及能量的变化提供分析的基础。
新课引入
03.
高中物理必修第二册课件
物理学的任务是发现普遍的自然规律。因为这样的规律的最简单的形式之一表现为某种物理量的不变性，所以对于守恒量的寻求不仅是合理的，而且也是极为重要的研究方向。
——劳厄
温故知新
01.
高中物理必修第二册课件
起重机竖直提升重物时，重物运动的方向与力的方向一致，则力对物体做的功为力的大小与重物移动距离的乘积。
W=F l
F
l
高中物理必修第二册课件
功的定义：如果一个物体受到力的作用，并且在这个力的方向上通过一段位移 ，我们就说这个力对物体做了功。
F
l
F
（1）作用在物体上的力
（2）物体在力的方向上通过的位移
做功的两个条件：
温故知新
02.
高中物理必修第二册课件
温故知新
03.
1.当力F和位移 l 同向时：
F
l
F
2.当力F和位移 l 垂直时：
W=F·0
W=F l
F
l
F
高中物理必修第二册课件
问题与思考
04.
更普遍的情形是物体运动的方向与力的方向不一致，例如马拉雪橇时拉力方向和雪橇运动方向间有一个角度。这时应当怎样计算功呢？
F
α
功
第一部分
用分解力的方法求功
01.
高中物理必修第二册课件
l
F
F
α
F
α
F
α
W2 = 0
F2
F1
当力F和位移 l 成α角时：
WF1=F1·l
WF2=F2·0
高中物理必修第二册课件
F
l
l1
l2
α
l1=lcosα
l2=lsinα
W1= Fl 1= Flcos α
W2= 0
除了分解力以外还可以分解位移:
W= Flcosα
在力方向发生的位移
用分解位移的方法求功
02.
功
03.
高中物理必修第二册课件
1.公式：W = Flcosα
力对物体所做的功，等于力的大小、位移的大小、力与位移夹角的余弦这三者的乘积。
2.国际单位:
焦耳（joule）简称：焦 ——符号：J
１Ｊ＝１Ｎ×１m=1N·m
3.功是标量，没有方向，但有正负。
高中物理必修第二册课件
（1） 功是过程量，对应一段时间或位移是力对空间的积累效果；故计算功时一定要指明是哪个力在哪个过程对物体做的功。
（2）公式W = Fl cosα只适用于计算恒力的功，l是物体的位移，不是路程。
Ｆ
m
M
l
功的说明
04.
三种不同情况下的做功
05.
高中物理必修第二册课件
1.物体在水平力Ｆ作用下沿光滑水平面加速运动L；
2.物体在水平力Ｆ作用下沿粗糙水平面匀速移动L；
3.物体在沿斜面向上的力Ｆ作用下减速上移L；
μ=0
l
l
l
μ≠0
力做功只与F、L和α有关,与是否有受其它力，物体运动状态等其他因素无关。
W=F l
找力与位移夹角的方法
06.
高中物理必修第二册课件
方法：将力、位移矢量的箭尾移到同一个作用点上。
l
F
l
F
l
F
辨认力与位移的夹角
07.
高中物理必修第二册课件
夹角：α
夹角：π- α
夹角：α
夹角：π- α
F
乙
l
α
α
α
F
甲
F
α
l
F
l
l
正功与负功
第二部分
阅读课文，完成表格
01.
高中物理必修第二册课件
α角 cosα W 物理意义
α=π/2
α＜π/2
π/2＜α≤π
cosα=0
cosα＞0
cosα＜0
W = 0
W＞0
W＜0
表示力F对物体不做功
表示力F对物体做正功
表示力F对物体做负功
W = F l cosα
正功和负功
02.
高中物理必修第二册课件
1. 正负不表示方向，也不表示大小。
负功的物理意义:
正功的物理意义:
表示该力是动力；
表示该力是阻力。
F1
A
F2
B
如：－8J > 5J
2.某力做多少负功，也可说成“物体克服该力做多少功”（取绝对值）。
v
f=5N
l=2m
A
B
总功的计算
03.
高中物理必修第二册课件
【例题】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＝100N，cos 37°＝ 0.8。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
总功的计算
04.
高中物理必修第二册课件
【解析】（1）拉力在水平方向的分力为 Fx ＝ Fcos 37°
WF＝ Fx l ＝Fl cos 37°＝2 000J
阻力与运动方向相反:Wf ＝ f l cos180°＝－500J,WN＝Wmg＝0
（2）力对物体所做总的代数和，
即W ＝WF+Wf + WN+Wmg＝1500J
（3）F合= Fx-f＝ 300N
（4）W合＝ F合 l ＝300N×5m＝1500J
V
F
N
l
F
求总功的两种方法
05.
高中物理必修第二册课件
1.分别求出每个力所做的功，然后求出所有功的代数和。即：
2.先求出物体所受的合力，然后再求出合力的功，即：
W总=F合Lcosα
拓展学习
第三部分
静摩擦力做功
01.
高中物理必修第二册课件
思考：静摩擦力一定不做功吗
如图，A和B相对静止,一起加速运动
静摩擦力对A做负功：Ｗ＝－ＦL
静摩擦力对Ｂ做正功：Ｗ＝ＦL
静摩擦力可以做正功，也可以做负功，还可以不做功。但一对静摩擦力做功的代数和必定为零。
A
a
B
f2
f1
F
F
A
B
滑动摩擦力做功
02.
高中物理必修第二册课件
v0
v0
m
思考：滑动摩擦力一定做负功吗
M
LM
Lm
M
v0
m
滑动摩擦力可以做正功，也可以做负功，还可以不做功。
滑动摩擦力做功
03.
高中物理必修第二册课件
ΔS
S1
W1= － f S1
W2= f S2
W1 + W2= f (S2 － S1 )= －f Δ S
v
f1
f2
A
B
S2
一对滑动摩擦力对物体做功的代数和总小于零
作用力与反作用力做功
04.
高中物理必修第二册课件
思考：作用力和反作用力做功一定是大小相等,正负相反吗 如果不是，那他们的做功情况有哪些？
S
N
S
N
作用力与反作用力做功
05.
高中物理必修第二册课件
问题1:作用力和反作用力均做正功
问题2:作用力和反作用力均做负功
问题3:作用力和反作用力一个做正功，一个做负功
问题4:作用力和反作用力一个做功，一个不做功
问题5:作用力和反作用力均不做功
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。
总结提升
第四部分
高中物理必修第二册课件
课堂小结
A
B
C
功
总功
正功和负功
做功的条件：作用在物体上的力；
物体在力的方向上移动的位移
功的计算：W = F l cosα
功是标量，但有正负。正负只表示做功的力的效果,功的正负 不表示方向，也不表示大小。
总功等于各个力对物体所做功的代数和。
l
l
V
F
N
l
F
W总=F合Lcosα
高中物理必修第二册课件
例题1
例题精选
01.
【参考答案】B
中国先后举办过夏季奥运会、残奥会、青奥会、冬奥会、冬残奥会，成为第一个实现奥运“全满贯”的国家，如图是奥运会上的一些情景，下列关于力做功情况描述正确的是（　　）
A．甲：运动员下滑过程中，雪面的支持力做正功
B．乙：运动员将冰壶向前推的过程中，对冰壶做正功
C．丙：运动员借助竿子起跳过程中，竿子不做功
D．丁：杠铃被举在空中时，运动员对杠铃做正功
高中物理必修第二册课件
解析
例题精选
02.
A．甲：运动员下滑过程中，雪面的支持力与速度方向垂直，则支持力不做功，选项A错误；
B．乙：运动员将冰壶向前推的过程中，对冰壶做正功，选项B正确；
C．丙：运动员借助竿子起跳过程中，竿子对运动员做正功，选项C错误；
D．丁：杠铃被举在空中时，杠铃没有位移，则运动员对杠铃不做功，选项D错误。故选B。
高中物理必修第二册课件
例题2
例题精选
03.
【参考答案】C
如图甲所示，一根长为L的木棒的B端放在截面直径为D的圆柱体上，且木棒保持水平，用水平力F推木棒的A端，圆柱体在水平地面上向前滚动，设木棒与圆柱体、圆柱体与地面向均无滑动现象，当把木棒从图甲位置匀速推至图乙位置时，推力F做的功是（ ）
A． B．
C． D．
高中物理必修第二册课件
解析
例题精选
04.
力F做的功分两部分，一部分使木棒移动了L的距离，则可得力F对木棒做的功,而另一部分使圆柱体滚动，根据题意，木棒与圆柱体、圆柱体与地面向均无滑动现象，则可知木棒和圆柱体及圆柱体和地面间的摩擦力均为滚动摩擦力，因此圆柱体在力F的作用下运动的距离为L，而由于推动过程是匀速运动，所以木棒和圆柱体都受力平衡，木棒对圆柱体的推力F等于圆柱体对木棒的摩擦力，即圆柱体对木棒的摩擦力大小等于F，而圆柱体对木棒的摩擦力与木棒对圆柱体的摩擦力是一对相互作用力，因此，圆柱体受到木棒对其的摩擦力大小也等于F，则可得因此可知，推力F做的功是,故选C。
高中物理必修第二册课件
例题3
例题精选
05.
【参考答案】B
如图所示，坐在雪橇上的人与雪橇的总质量为m，在与水平面成角的恒定拉力F作用下，沿水平地面向右移动了一段距离s。已知雪橇与地面间的动摩擦因数为，则关于雪橇的分析正确的是（　　）
A．支持力做功为mgs
B．重力做功为0
C．拉力做功为Fs
D．滑动摩擦力做功为
高中物理必修第二册课件
解析
例题精选
06.
AB．对雪橇受力分析，如图所示
由于支持力、重力的方向均与位移方向垂直，故支持力和重力做功均为0，故A错误，B正确；
C．根据功的计算公式可得，拉力做功为,故C错误；
D．在竖直方向受力平衡，则有
滑动摩擦力大小为
所以滑动摩擦力做功为
故D错误。故选B。
高中物理必修第二册课件
如图甲所示，在水平地面上放置一木块，其质量m=10kg，木块在水平推力F作用下运动，推力F的大小随位移x变化的图像如图乙所示。已知木块与地面间的动摩擦因数μ=0.2，重力加速度g取10m/s2，下列说法正确的是（ ）
例题4
例题精选
07.
如图甲所示，在水平地面上放置一木块，其质量m=10kg，木块在水平推力F作用下运动，推力F的大小随位移x变化的图像如图乙所示。已知木块与地面间的动摩擦因数μ=0.2，重力加速度g取10m/s2，下列说法正确的是（ ）
A．木块在运动过程中的加速度一直增大
B．木块先做匀变速直线运动，后做匀速直线运动
C．木块运动0~5m的过程中，合力做的功为50J
D．木块运动0~5m的过程中，其克服摩擦力所做的功为150J
【参考答案】C
高中物理必修第二册课件
解析
例题精选
08.
AB．滑动摩擦力
由牛顿第二定律可得
由于推力先增大后不变，所以加速度先增大后不变，故AB错误；
D．木块运动0~5m的过程中，克服摩擦力所做的功为
,故D错误；
C．木块运动0~5m的过程中，图像与坐标轴围成的面积表示力F所做的功
合力做的功为,故C正确。故选C。
THANKS
谢谢观看

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