【高中物理】功和功率（第1課時(shí)：功）高一物理同步備課系列（人教版2019必修第二冊(cè)）

功和功率第一課時(shí)：功010203目錄正功和負(fù)功拓展學(xué)習(xí)功04總結(jié)提升溫故知新起重機(jī)豎直提升重物時(shí)，重物運(yùn)動(dòng)的方向與力的方向一致，則力對(duì)物體做的功為力的大小與重物移動(dòng)距離的乘積。W=Fl

F

l溫故知新功的定義：如果一個(gè)物體受到力的作用，并且在這個(gè)力的方向上通過(guò)一段位移，我們就說(shuō)這個(gè)力對(duì)物體做了功。FlF（1）作用在物體上的力（2）物體在力的方向上通過(guò)的位移

做功的兩個(gè)條件：溫故知新1.當(dāng)力F和位移l

同向時(shí)：FlF2.當(dāng)力F和位移l垂直時(shí)：W=F·0W=Fl

FlF問(wèn)題與思考更普遍的情形是物體運(yùn)動(dòng)的方向與力的方向不一致，例如馬拉雪橇?xí)r拉力方向和雪橇運(yùn)動(dòng)方向間有一個(gè)角度。這時(shí)應(yīng)當(dāng)怎樣計(jì)算功呢？Fα第一部分：功一、用分解力的方法求功lFFαFαFαW2=0

F2F1當(dāng)力F和位移

l

成α?xí)r：WF1=F1·lWF2=F2·0二、用分解位移的方法求功Fll1l2αl1=lcosαl2=lsinαW1=Fl

1=FlcosαW2=0除了分解力以外還可以分解位移:W=Flcosα在力方向發(fā)生的位移三、功1.公式：W=Flcosα力對(duì)物體所做的功，等于力的大小、位移的大小、力與位移夾角的余弦這三者的乘積。2.國(guó)際單位:

焦耳（簡(jiǎn)稱：焦

——符號(hào)：J）１Ｊ＝１Ｎ×１m=1N·m3.功是標(biāo)量，沒(méi)有方向，但有正負(fù)。（1）功是過(guò)程量，對(duì)應(yīng)一段時(shí)間或位移是力對(duì)空間的積累效果；故計(jì)算功時(shí)一定要指明是哪個(gè)力在哪個(gè)過(guò)程對(duì)物體做的功。４.說(shuō)明（2）公式W=Flcosα只適用于計(jì)算恒力的功，l是物體的位移，不是路程。ＦmMl三、功四、三種不同的情況下的做功1.物體在水平力Ｆ作用下沿光滑水平面加速運(yùn)動(dòng)L；2.物體在水平力Ｆ作用下沿粗糙水平面勻速移動(dòng)L；3.物體在沿斜面向上的力Ｆ作用下減速上移L；μ=0lllμ≠0力做功只與F、L和α有關(guān),與是否有受其它力，物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)等其他因素?zé)o關(guān)。五、找力與位移夾角的方法方法：將力、位移矢量的箭尾移到同一個(gè)作用點(diǎn)上。lFlFlF六、辨認(rèn)力與位移的夾角夾角：α夾角：π-α夾角：α夾角：π-α

F

乙

l

α

α

αF甲F

α

lF

l

l第二部分：正功與負(fù)功一、閱讀課文

完成下表αcosαW物理意義α=π/2α＜π/2π/2＜α≤πcosα=0cosα＞0cosα＜0W=0W＞0W＜0表示力F對(duì)物體不做功表示力F對(duì)物體做正功表示力F對(duì)物體做負(fù)功W=Flcosα二、正功和負(fù)功

1.正負(fù)不表示方向，也不表示大小。負(fù)功的物理意義:正功的物理意義:表示該力是動(dòng)力；表示該力是阻力。F1AF2B如：－8J>5J2.某力做多少負(fù)功，也可說(shuō)成“物體克服該力做多少功”（取絕對(duì)值）。vf=5Nl=2mAB三、總功的計(jì)算【例題】一個(gè)質(zhì)量m＝150kg的雪橇，受到與水平方向成37°角的斜向上方的拉力F=500N，在水平地面上移動(dòng)的距離為5m，物體與地面間的滑動(dòng)摩擦力f＝100N，cos37°＝0.8。求（1）各個(gè)力對(duì)物體所做的功（2）各個(gè)力對(duì)物體做功的代數(shù)和（3）物體所受的合力（4）合力對(duì)物體做的功【解析】（1）拉力在水平方向的分力為Fx＝Fcos37°WF＝Fxl＝Flcos37°＝2000J阻力與運(yùn)動(dòng)方向相反:Wf＝flcos180°＝－500J,WN＝Wmg＝0（2）力對(duì)物體所做總的代數(shù)和，即W＝WF+Wf

+WN+Wmg＝1500J（3）F合=Fx-f＝300N（4）W合＝F合l＝300N×5m＝1500JVFNlF三、總功的計(jì)算四、求總功的兩種方法1.分別求出每個(gè)力所做的功，然后求出所有功的代數(shù)和。即：2.先求出物體所受的合力，然后再求出合力的功，即：W總=F合Lcosα第三部分：拓展學(xué)習(xí)一、作用力與反作用力做功思考：作用力和反作用力做功一定是大小相等,正負(fù)相反嗎?如果不是，那他們的做功情況有哪些？SNSN作用力和反作用力做功，其大小不一定相等，正負(fù)也不一定相反。v0v0m思考：滑動(dòng)摩擦力一定做負(fù)功嗎?MLMLmMv0m滑動(dòng)摩擦力可以做正功，也可以做負(fù)功，還可以不做功。二、滑動(dòng)摩擦力做功三、靜摩擦力做功FAB思考：靜摩擦力一定不做功嗎?如圖，A和B相對(duì)靜止,一起加速運(yùn)動(dòng)靜摩擦力對(duì)A做負(fù)功：Ｗ＝－ＦL靜摩擦力對(duì)Ｂ做正功：Ｗ＝ＦL

靜摩擦力可以做正功，也可以做負(fù)功，還可以不做功。但一對(duì)靜摩擦力做功之和必定為零。第四部分：總結(jié)提升課堂小結(jié)做功的條件：作用在物體上的力；物體在力的方向上移動(dòng)的位移功的計(jì)算：W=Flcosα功是標(biāo)量，但有正負(fù)。正負(fù)只表示做功的力的效果,功的正負(fù)不表示方向，也不表示大小?？偣Φ扔诟鱾€(gè)力對(duì)物體所做功的代數(shù)和。功課堂練習(xí)【練習(xí)1】一個(gè)物體在兩個(gè)力F1、F2的共同作用下發(fā)生了一段位移，做功分別為W1=8J、W2=-8J，下列說(shuō)法正確的是（）A．這兩個(gè)力大小相等

B．這兩個(gè)力做的總功為0JC．這兩個(gè)力的功率不相等 D．F1比F2做的功多【參考答案】B課堂練習(xí)【練習(xí)2】(多選)一個(gè)25kg的小孩從高度為3.0m的滑梯頂端由靜止開(kāi)始滑下，滑到底端時(shí)的速度為2.0m/s。取g=10m/s2，關(guān)于力對(duì)小孩做的功，以下結(jié)果正確的是（）A．合外力做功50JB．克服阻力做功700JC．重力做功500JD．支持力做功50J【參考答案】AB課堂練習(xí)【練習(xí)3】如圖所示，甲、乙兩名學(xué)生的質(zhì)量都是m，當(dāng)他們分別以圖示的路徑登上高h(yuǎn)的階梯頂端A時(shí)，他們的重力做功情況是（）A．甲的重力做功多B．乙的重力做功多C．甲、乙的重力做功一樣多D．無(wú)法判斷【參考答案】C課堂練習(xí)【練習(xí)4】?jī)蓚€(gè)互相垂直的力F1和F2作用在同一物體上，使物體運(yùn)動(dòng)。物體通過(guò)一段位移，力F1對(duì)物體做8J，力F2對(duì)物體做功6J，則力F1與F2對(duì)物體做的總功為（）A．14J B．2JC．10J D．7J【參考答案】A課堂練習(xí)【練習(xí)5】如圖所示，水平板上有質(zhì)量m=1kg的物塊，受到隨時(shí)間t變化的水平拉力F作用，用力傳感器測(cè)出相應(yīng)時(shí)刻物塊所受摩擦力Ff的大小。取g=10m/s2，則下列判斷正確的是（）A．5s內(nèi)拉力對(duì)物塊做功為零 B．4s末物塊所受合力大小為1.0NC．物塊與木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.3 D．物塊先處于靜止?fàn)顟B(tài)，后做勻速運(yùn)動(dòng)【參考答案】C課堂練習(xí)【練習(xí)6】水平面上有一固定斜面，一質(zhì)量為m的物塊從斜面頂端A處下滑到底端并滑上水平面，最后停在B處。已知全程動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，物塊初末位置的水平距離為L(zhǎng)，如圖所示。則整個(gè)過(guò)程克服摩擦力做功為（??）A．等于μmgL B．大于μmgL C．小于μmgL D．以上皆有可能【參考答案】A課堂練習(xí)【練習(xí)7】(多選)如圖所示，質(zhì)量m=10kg的物體在F=100N斜向下的推力作用下，沿水平面以v=1m/s的速度勻速前進(jìn)x=1m，已知F與水平方向的夾

角。取g=10m/s2，則（）A．推力F做的功為 B．推力F的功率為100WC．物體與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為 D．物體克服摩擦力做功為50J【參考答案】AC課堂練習(xí)【練習(xí)8】如圖所示，工人