功1（區(qū)公開課新人教）

1、2 功,1、理解功的概念.2、能夠應用功的公式進行相關計算.3、理解正功和負功的物理意義.重點:功的概念；功的計算公式以及應用。難點：正功、負功的物理意義。,教學目標,一、功,如果物體在力的作用下能量發(fā)生了變化，這個力一定對物體做了功。,自學指導,閱讀課本第52頁圖7.2-1，分析起重機、機車牽引列車和手壓握力器的過程，思考以下問題：1、各個過程中有沒有能量的變化？2、在這些過程中，有哪些力做了功？3、做功的因素是什

2、么？,起重機提起貨物，貨物在起重機拉力的作用下發(fā)生一段位移。,列車在機車牽引力的作用下發(fā)生一段位移。,彈簧在手的壓力下發(fā)生形變，產生了一段位移。,1、一個物體受到力的作用，并在力的方向上發(fā)生了一段位移，這個力就對物體做了功。,二、做功的兩個不可缺少的因素,2、做功的兩個因素： （1）力； （2）物體在力的方向上發(fā)生的位移。,思考與討論,如果起重機提著貨物靜止不動，拉力對貨物是否做功了？,如果提著貨物水平運動，拉力是否做功了

3、？,思考與討論,陷在雪地里的汽車，人不管怎樣用力，都推不動，人的推力對汽車是否做功了？,火車在平直軌道上運動，鐵軌對火車的支持力和火車的重力做不做功？,二、功的計算,,,,,,,,,,,,,F,F,l,在光滑的水平地面上，物體M在水平力F的作用下發(fā)生了一段位移l。,問題1、物體受力情況和各力的做功情況如何？問題2、力F做了多少功？,M,在物理學中，如果力的方向與物體運動的方向一致，功就等于力的大小與位移大小的乘積。用F表示力的大小，

4、用 l 表示位移的大小，用W表示力F所做的功，則有： W=F l,如果力的方向與位移方向一致。,,,,,,,,,,,,,F,F,l,M,二、功的計算,,,,,,,,,,,,F,F,,,,,,問題3：當拉力與水平方向的夾角為α時，此時拉力F做的功應該是多少呢？,l,α,α,,,,,,,,F,,研究方法（一）,α,v,,,,,,,F,,,,,F1,F2,,α,可以把力F分解為兩個分力；跟位移方向一致的分力F1，跟位移方向垂直的分力F2，設物

5、體在力F的作用下發(fā)生的位移的大小是l，則分力F1所做的功等于F1l。分力F2的方向跟位移的方向垂直，物體在F2的方向上沒有發(fā)生位移，F2所做的功等于0。,研究方法（一）,功的一般計算公式,因此，力F對物體所做的功W等于F1 l ，而 F1=Fcosα 。所以： W=F l cosα,,,,,,,,,,,,F,F,,,,,,,,,,F1,F2,F1,F2,,,α,α,l,,,,,,,F,,,α,,,,F,,α,,,,,l,l2,l1,將

6、位移沿力的方向和垂直于力的方向分解，分別為l1和l2。此時力F做的功W=F l1 。因為l1=lcosα，所以，W=F l cosα,研究方法（二）,,,,,,,,,,,,,,F,F,,,,,,,,,,F1,F2,F1,F2,,力對物體所做的功，等于力的大小、位移的大小、力和位移的夾角的余弦這三者的乘積。,,α,α,l,功的一般計算公式,表示,W,力對物體所做的功,焦耳（J）,,單位,,公式中各物理量的含義及單位,功是一個標量。在國際單

7、位制中單位是焦耳，簡稱焦，符號是J。 1J等于1N的力使物體在力的方向上發(fā)生1m的位移時所做的功。 1J=1N×1m=1N?m,表示,表示,l,α,恒力F與位移l兩個矢量方向之間的夾角,恒力F作用的物體的位移,米（m）,單位,,,,對功的公式的理解,1.公式只能用于求恒力的功，如果力是變力，無論力的大小變化，還是力的方向變化，都不能直接用該公式求解；2.α角是“力的方向和位移方向的夾角”，而不是題

8、目中的某一個以α命名的角；3.功與物體受力后通過這段位移做什么運動無關；4.公式中位移l的相對性：同一物體的運動，相對于不同的參照系，位移是不同的，故為避免結果的“不確定性”在計算功時，位移都是以地面為參照系的。,對功的公式的理解,1.公式只能用于求恒力的功，如果力是變力，無論力的大小變化，還是力的方向變化，都不能直接用該公式求解；2.α角是“力的方向和位移方向的夾角”，而不是題目中的某一個以α命名的角；,如圖表示物體在力F的作用

9、下在水平面上發(fā)生了一段位移l，分別計算這三種情形下力對物體做的功。設這三種情形下力和位移的大小相同：F=10N，l=2m。角θ的大小如圖。,,,,l,θ,F,,,,,,,,,,l,θ,F,,,,,,,,v,,v,θ=150°,θ=30°,如圖表示物體在力F的作用下在水平面上發(fā)生了一段位移l，分別計算這三種情形下力對物體做的功。設這三種情形下力和位移的大小相同：F=10N，l=2m。角θ的大小如圖。,,,,l,θ,F,

10、,,,,,,v,,,,,,l,θ=30°,,,一個質量為150kg的物體，受到與水平方向成α=37°角的斜向右上方的拉力F=500N的作用，在水平地面上移動的距離為l=5m，物體與地面間的滑動摩擦力F阻=100N，求拉力F和滑動摩擦力F阻做的功？,,,F1,,,,37°,F2,,v,,問題4：矢量的正、負表示的是方向。功是標量，它的正、負表示什么意思呢？,解：拉力F對物體所做的功為：W1=Flcosα1=

11、 Flcos37°= 2000J摩擦力F阻對物體所組的功為：W2=F阻lcosα2= F阻lcos180°= –500J,現在我們討論一下一個力做功時可能出現的各種情形。,四、正功和負功,公式中的F和l分別指“力的大小”和“位移的大小”，即公式中F和l恒取正值，公式應寫作W=|F|·| l |cosα?？梢奧的正負取決于cosα的正負，也就是α的大小。W的正負并不表示功有方向。,情形（一）,（1）當α=

12、π/2時，cosα=0，W=0。這表示力F的方向跟位移l的方向垂直，力F不做功。,,,,,,,FN,G,v,,,α,如小球在水平桌面上運動時，重力G和支持力FN都跟位移方向垂直，這兩個力不做功。,情形（二）,（２）當α＜π/2時，cosα＞0，W＞0。這表示力F對物體做正功．力F對物體產生位移有一定的貢獻。（動力做功）,,,,,,s,α,F,,,,v,,,,如人用力拉車前進時，人的拉力Ｆ對車做正功。,,,,,,s,α,F,,,情形（三）

13、,（３）當π/2 ＜α≤ π時，cosα＜0，W＜0。這表示力F對物體做負功．F對物體產生位移起著阻礙的作用。（阻力做功）,,,α,如推著小車跑動的人，到達目的地減速時，人向后拉車的力Ｆ對車做負功．,某力對物體做負功，往往說成“物體克服某力做功”（取絕對值）。這兩種說法的意義是等同的。例如，豎直向上拋出的球，在向上運動的過程中，重力對球做負功，可以說成“球克服重力做功”。汽車關閉發(fā)動機以后，在阻力的作用下逐漸停下來，阻力對汽車做負功，可

14、以說成“汽車克服阻力做功”。,在日常生活中，一個物體往往是在幾個力的共同作用下發(fā)生一段位移時，那么如何計算這幾個力對物體所做的總功。,思考與討論,,,,,,F阻,,,,,G,F拉,FN,,例題:一個質量ｍ＝2kg的小車，受到與水平方向成37°角斜向上方的拉力F1=10N，在水平地面上移動的距離l=2m。小車與地面間的摩擦力F2=4.2N。求外力對小車所做的總功。,,,,,,F1,,,,37°,F2,,,,,,,,,l

15、,,,,,,,F1,,,,37°,F2,,,FN,G,,,,F1y,F1x,受力分析,,v,方法1：解：拉力F1對小車所做的功為：W1=F1l cosα1= F1l cos37°摩擦力F2對小車所組的功為：W2=F2l cosα2= F2l cos180°外力對小車所做的總功W等于W1和W2的代數和：W=W1+W2= F1l cos37°+ F2l cos180°

16、 =16J+（-8.4J）=7.6J,方法2：解：小車所受到的合力為：F合=F1x―F2 = F1cos37°– F2外力對小車所做的總功為：W=F合l cos0°=（F1cos37°– F2）l cos0° = F1l cos37°– F2s =16J+（-8.4J）=7.6J,,v,方法1：求出各個力所做的功，則總功等于

17、各個力所做功的代數和。注意要代入功的正、負號。,方法2：先求出各個力的合力，則總功等于合力所做的功。,總功的求法,歸納總結,一、做功的因素：力和物體在力的方向上發(fā)生的位移。二、功的公式：W=Flcosα 力對物體所做的功，等于力的大小、位移的大小、力和位移的夾角的余弦這三者的乘積。 三、功的國際單位：焦耳。功是標量四、功的正、負。五、總功的求法：（1）求出各個力所做的功，則總功等于各個力所做功的代數和。（2）先求出

18、各個力的合力，則總功等于合力所做的功。,例1、如圖，質量為m的物體沿傾角為θ的粗糙斜面下滑了一段距離l，物體與斜面間的動摩擦因數為μ，試求物體下滑過程中所受各力對物體所做的功以及這些力所做的總功。,,,例2、如圖，質量為m的物體靜止于傾角為θ的斜面體上，當斜面受力后，物體隨斜面一起沿水平面勻速移動距離l，在這過程中物體所受各力對物體做的功分別是多少？物體所受斜面的力做功是多少？合外力做的功是多少？,,,,,,例3、 如圖，一個質量為m=

19、2kg的物體，受到與水平方向成37º角斜向下方的推力F=10N的作用，在水平地面上移動了距離l1=2m后撤去推力，此后物體又滑行了l2=1.6m的距離后停止了運動，設物體與地面的滑動摩擦力為它們之間彈力的0.2倍，g取10m/s2，求：（1）推力F對物體做的功；（2）全過程中摩擦力對物體所做的功；（3）有推力作用時合外力對物體所做的功。,例4、如圖，人拉著細繩的一端由A走到B，使質量為m的物體勻速上升，已知A、B兩點間的