高中物理必修二_7-2_功
高中物理必修二知识点汇总
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【高中物理】功与功率-功课件 高一下学期物理人教版(2019)必修第二册
小试牛刀
一个物体在两个力F1、F2的共同作用下 发生了一段位移，做功分别为W1=8J、
W2=-8J，下列说法正确的是( B)
A. 这两个力大小相等
B. 这两个力做的总功为0J
C. 这两个力的功率不相等
D. F1比F2做的功多
小试牛刀
WG=0J
N F
（2）支持力对物体做的功
WN=0J
f
α
（3）摩擦力对物体做的功
Wf =-f S=-12J
（4）拉力对物体做的功
WF=FScos370=32J
（5）合力对物体做的总功
W总=20J
G
方法一 方法二
W总=WG+WN +Wf +WF=20J W总=F合S=20J
课堂小结 一、功
W Flcos
W Gh
如果运动的方向与力 的方向不一致，如何求 拉力做的功？
一、功—分解力的方法
根据力的合成与分解，将F分解为 沿位移方向和垂直位移方向。
沿位移方向 W F1l F cos αl 垂直位移方向 W F2 0 0
∴拉力做的功W等于F1做的功 W Fl cos α
一、功—分解位移的方法
【例】 如图物体在力F的作用下水平发生了一段位移l，分别计算这三 种情形下力F对物体做的功。，角θ的大小如图所示。
15 15 15 W甲=______J，W乙=______J，W丙=______J。
二、正功和负功
阅 读 课 本 完 成 下 表 W = F l cosα
α
cosα
W
物理意义
α=π/2
2.某力做多少负功，也可说成“物体
高中物理必修二第七章-机械能守恒定律知识点总结
机械能知识点总结一、功1概念：一个物体受到力的作用，并在力的方向上发生了一段位移，这个力就对物体做了功。
功是能量转化的量度。
2条件：. 力和力的方向上位移的乘积3公式：W=F S cos θW ——某力功，单位为焦耳（J ）F ——某力（要为恒力），单位为牛顿（N ） S ——物体运动的位移，一般为对地位移，单位为米（m ）θ——力与位移的夹角4功是标量，但它有正功、负功。
某力对物体做负功，也可说成“物体克服某力做功”。
当)2,0[πθ∈时，即力与位移成锐角，功为正；动力做功； 当2πθ=时，即力与位移垂直功为零，力不做功； 当],2(ππθ∈时，即力与位移成钝角，功为负，阻力做功； 5功是一个过程所对应的量，因此功是过程量。
6功仅与F 、S 、θ有关，与物体所受的其它外力、速度、加速度无关。
7几个力对一个物体做功的代数和等于这几个力的合力对物体所做的功。
即W 总=W 1+W 2+…+Wn 或W 总= F 合Scos θ8 合外力的功的求法：方法1：先求出合外力，再利用W =Fl cos α求出合外力的功。
方法2：先求出各个分力的功，合外力的功等于物体所受各力功的代数和。
二、功率1概念：功跟完成功所用时间的比值，表示力(或物体)做功的快慢。
2公式：tW P =（平均功率） θυc o s F P =（平均功率或瞬时功率）3单位：瓦特W4分类：额定功率：指发动机正常工作时最大输出功率实际功率：指发动机实际输出的功率即发动机产生牵引力的功率，P 实≤P 额。
5分析汽车沿水平面行驶时各物理量的变化，采用的基本公式是P =Fv 和F-f = ma6 应用：（1）机车以恒定功率启动时，由υF P =（P 为机车输出功率，F 为机车牵引力，υ为机车前进速度）机车速度不断增加则牵引力不断减小，当牵引力f F =时，速度不再增大达到最大值m ax υ，则f P /max =υ。
（2）机车以恒定加速度启动时，在匀加速阶段汽车牵引力F 恒定为f ma +，速度不断增加汽车输出功率υF P =随之增加，当额定P P =时，F 开始减小但仍大于f 因此机车速度继续增大，直至f F =时，汽车便达到最大速度m ax υ，则f P /max =υ。
人教版高中物理必修二：7.2 功 求解变力做功的方法 课件
1 如图甲所示，第一次击入深度为 x1，平均阻力 F1 ＝ kx1， 2 1 2 做功为 W1＝ F1 x1＝ kx1 2
1 第二次击入深度为 x1 到 x2，平均阻力 F2 ＝ k(x2＋x1)，位 2 1 2 2 移为 x2－x1，做功为 W2＝ F2 (x2－x1)＝ k(x2－x1)．两次做功相 2 等 W1＝W2， 解得 x2＝ 2x1＝1.41 cm， 故 Δx＝x2－x1＝0.41 cm.
解法二：图象法
因为阻力 F ＝
kx，以F为纵坐标，F方向上的位移x 为横坐标，作出 F － x 图象，如图乙
所示．曲线与横坐标轴所围面积的值
等于阻力F对铁钉做的功
由于两次做功相等，故有： 1 2 1 S1＝S2(面积)，即： kx1＝ k(x2＋x1)(x2－x1)，故 Δx＝x2－ 2 2 x1＝0.41 cm.
示，那么曲线与坐标轴所围的面积，即为变力做的功．
展 评
例3 用铁锤将一铁钉击入木块，设木块对铁钉的阻力与 铁钉进入木块内的深度成正比．在铁锤击第一次时，能把铁钉 击入木块内1 cm.问击第二次时，能击入多少深度？(设铁锤每
次做功相等)
[解析] 解法一：平均力法 铁锤每次做的功都用来克服 铁钉阻力，但摩擦阻力不是恒力，其大小与铁钉的击入深度成 正比，即f＝kx，而摩擦阻力可用平均阻力来代替
正解
以列车为研究对象，列车水平方向受牵引力和阻
1 2 力．设列车通过的路程为 s，根据动能定理有 WF－Wf＝ Mv 2 W －0.因为列车功率一定，由 P＝ t ，可知牵引力做的功 WF＝Pt 1 2 Pt－ Mv 2 联立解得 s＝ . f
思 议
3. 平均力法
如果力的方向不变，力的大小随位移按线性规律变化时， 可用力的算术平均值 ( 恒力 ) 代替变力，利用功的定义式 W ＝ Flcosθ来求功． 4．图象法（F-l图像） 如果参与做功的力是变力，方向与位移方向始终一致而大 小随时间变化，我们可作出该力随位移变化的图象．如图所
新人教版高中物理必修2课件第七章机械能守恒定律1追寻守恒量--能量7.2功
【补偿训练】 1.用50 N的力拉一个质量为10 kg 的物体在水平地面 上前进,如图所示若物体前进了10 m,如果物体与水平 面间动摩擦因数μ=0.1,物体克服阻力做了多少功 (sin37°=0.6,cos37°=0.8,g取10 m/s2) ( )
A.
(1)小孩与雪橇整体的合力所做的功。 (2)对小孩与雪橇整体的拉力所做的功与摩擦力所做的 功。
【思维·建模】
【解析】(1)2 s内雪橇的位移为:
l= 1 at2= 1×0.5×22 m=1 m,
2
2
小孩与雪橇整体所受合力为:F合=ma=40×0.5 N=20 N
合外力对雪橇做的功为:W合=F合l=20×1 J=20 J
(2)拉力F做功为:WF=Flcos α=60×1×0.8 J=48 J 摩擦力做的功为: W=Ff W合-WF=20 J-48 J=-28 J。 答案:(1)20 J (2)48 J -28 J
任务2 计算变力做功的四种方法
方法 转换法
以例说法
用力F把小球从A处缓慢拉到B
处,F做功为WF,则有: WF-mgl(1-cos θ)=0, 得WF=mgl(1-cos θ)
功,C错误;轮胎受到地面的支持力竖直向上,而轮胎的 位移水平向右,则轮胎在竖直方向上没有发生位移,支 持力不做功,D错误。
【规律方法】判断力做正、负功的方法 (1)根据力F和物体位移l方向的夹角α判断——常用于 恒力做功的情形。 (2)根据力与物体瞬时速度方向的夹角θ判断——常用 于曲线运动的情形。
1.动能:物体由于_运__动__而具有的能量。 2.势能:相互作用的物体凭借其_位__置__而具有的能量。 3.能的转化:在伽利略的理想斜面实验中,小球的_势__ _能__和__动__能__可以相互转化。
高中物理必修二72万有引力定律(解析版)
7.2 万有引力定律【学习目标】1. 了解万有引力定律得出的思维过程，知道地球上物体下落与天体运动的统一性..2.理解万有引力定律的含义，知道万有引力定律的适用范围和适用条件，会用万有引力定律解决相关引力计算问题. 3.了解引力常量G. 【知识要点】 一、万有引力定律1．万有引力定律的表达式：F ＝G m 1m 2r 2.2．万有引力的特性(1)普遍性：万有引力存在于宇宙中任何两个有质量的物体之间(天体间、地面物体间、微观粒子间)． (2)相互性：两个物体间相互作用的引力是一对作用力和反作用力，符合牛顿第三定律．(3)宏观性：天体间万有引力很大，它是支配天体运动的原因．地面物体间、微观粒子间的万有引力很小，不足以影响物体的运动，故常忽略不计． 3．万有引力公式的适用条件 (1)两个质点间．(2)两个质量分布均匀的球体间，其中r 为两个球心间的距离．(3)一个质量分布均匀的球体与球外一个质点间，r 为球心到质点的距离． 4．引力常量G ＝6.67×10－11N·m 2/kg 2(1)物理意义：引力常量在数值上等于两个质量都是1 kg 的质点相距1 m 时的相互吸引力． (2)引力常量测定的意义卡文迪许利用扭秤装置通过改变小球的质量和距离，得到了G 的数值及验证了万有引力定律的正确性．引力常量的确定使万有引力定律能够进行定量的计算，显示出真正的实用价值． 二、万有引力和重力的关系1．万有引力和重力的关系：如图所示，设地球的质量为M ，半径为R ，A 处物体的质量为m ，则物体受到地球的吸引力为F ，方向指向地心O ，由万有引力公式得F ＝G Mm r2.引力F 可分解为F1、F2两个分力，其中F1为物体随地球自转做圆周运动的向心力F 向，F2就是物体的重力mg.2．近似关系：如果忽略地球自转，则万有引力和重力的关系：mg ＝GMmR 2，g 为地球表面的重力加速度．3．重力与高度的关系：若距离地面的高度为h ，则mg ′＝G Mm(R ＋h )2(R 为地球半径，g′为离地面h 高度处的重力加速度)．所以距地面越高，物体的重力加速度越小，则物体所受的重力也越小． 【题型分类】题型一、对万有引力定律的理解例1 对于质量为m 1和质量为m 2的两个物体间的万有引力的表达式F ＝G m 1m 2r 2，下列说法正确的是( )A ．公式中的G 是引力常量，它是由实验得出的，而不是人为规定的B ．当两物体间的距离r 趋于零时，万有引力趋于无穷大C ．m 1和m 2所受引力大小总是相等的，而与m 1、m 2是否相等无关D ．两个物体间的引力总是大小相等、方向相反，是一对平衡力解析 引力常量G 值是由英国物理学家卡文迪许运用构思巧妙的扭秤实验测定出来的，而不是像牛顿第二定律表达式中的k 那样是人为规定的，所以选项A 正确．当两物体间的距离r 趋近于零时，物体就不能再视为质点，万有引力定律就不再适用，所以不能得出此时万有引力趋于无穷大的结论，选项B 错误．两个物体之间的万有引力是一对作用力与反作用力，它们总是大小相等、方向相反，分别作用在两个物体上，所以选项C 正确，D 错误． 答案 AC 【同类练习】1.下面关于行星与太阳间的引力的说法中，正确的是( ) A ．行星对太阳的引力与太阳对行星的引力是同一性质的力 B ．行星对太阳的引力与太阳的质量成正比，与行星的质量无关 C ．太阳对行星的引力大于行星对太阳的引力D ．行星对太阳的引力大小与太阳的质量成正比，与行星和太阳的距离成反比 答案 A解析 行星对太阳的引力和太阳对行星的引力是一对作用力和反作用力，它们的关系是等值、反向、同性质，故选项A 正确，选项C 错误；行星对太阳的引力F ＝G Mmr2，故选项B 、D 错误． 2．对于万有引力定律的表达式122m m F Gr ,下列说法正确的是( ) A ．公式中G 为引力常量,它是由牛顿通过实验测得的 B ．当r 趋于零时,万有引力趋于无穷大C ．质量为m 1、m 2的物体之间的引力是一对平衡力D ．质量为m 1、m 2的物体之间的引力总是大小相等的 【答案】D 【解析】卡文迪许通过扭秤实验测出万有引力常量，故A 错误；当物体之间的距离r 趋于零时，物体不能简化为质点，万有引力公式不再适用，引力不会趋于无穷大，故B 错；质量为m 1、m 2的物体之间的引力是一对作用力与反作用力，大小总是相等，故C 错，D 对。
人教版高中物理必修二 第七章第2节《功》 课件(共29张PPT)
２．关于人对物体做功，下列说法中错误的是 A. 人用手拎着水桶在水平地面上匀速行走，人对水 桶做了功 B. 人用手拎着水桶从5楼匀速下至1楼，人对水桶做 了正功 C. 人用手拎着水桶从井中匀速提起，人对水桶做了 正功 D. 人用手拎着水桶站在原地不动时间很久，人却对 水桶不做功
答案: ( A B )
l1 F 90。
α
l
l2
l1=l cosα l2=l sinα
W1= Fl 1= F lcos α W2= 0 W= F l cosα
思考：l指物体实际位移还是力方向上的位移？ l为物体实际位移，lcosα为力方向上的位移
恒力的功的计算公式
W Fl cos
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。
fl
mg
W合 WG Wf WFN mglsin fl (mgsin - f)l 另解：W合 F合lcos (mgsin - f)l
练习与反馈:
1.关于功，下列说法正确的是 A. 力对物体做功多，则物体的位移一定大 B. 力对物体不做功，则物体一定没有位移 C. 力对物体做正功时，力一定与物体位移方向相同 D.力对物体做负功时，力不一定与物体位移方向相反
D.无法比较
F1
F1
F2
F2
F3
F3
5m
向右加速
5m
向右匀速
5m
向右减速
总结:功只与F、l、α有关，与物体是否还受其他 力、物体运动状态等因素无关．
交流讨论
1、辨认力的方向与位移方向的夹角
F
α
l
F αl
答案：α
答案：1800- α
高中物理必修二--7.2功
F
F
θv
v
θ
F θv
θ=150°
1.解:图1
W=Fl cos(180º-θ)
=Fl cos(180º-150º)
=Fl cos30° =10×2× 3 / 2
=17.3J
θ=30°
θ=30°
图3:W=Fl cos30°
图2:
=17.3J
W=Fl cos(180º- θ )
=Fl cos150°
=－17.3J
F
•
6.一个质量m=150kg的雪橇，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 l=5m。物体与地面间的滑动摩擦力F阻=100N。求外力对 物体所做的总功。
解析：拉力F对物体所做的功为 W1= Flcos37°=2000J。
摩擦力F阻对物体所做的功为 W2= F阻lcos180°= -500J。
系统机械能的损失等于滑动摩擦力的大小与两物 体间的相对位移的乘积，等于系统由于摩擦产生
的热能即 E fl =Q
一、作用力与反作用力均做正功
如果作用力与反作用力的作用点所发生 的位移与对应的力的夹角，那么作用力与 反作用力就做正功。如图所示，静止在光 滑冰面上的两个游戏者彼此将对方推开这 一过程，在彼此离开前作用力与反作力均 做正功。
5.以一定的初速度竖直向上抛出一个小球，
小球上升的最大高度为h，空气阻力大小恒
为f，则从抛出至回到原出发点的过程中，
空气阻力对小球做的功为（ C ）
A. 零
B. -f h
C. -2f h
D. -4fh
拓展 ：从抛出至回到原出发点的过程中，
重力对小球做的功为多少？
在加速向左运动的车厢中，一个人用力 向前推车厢，如图所示。人相对车厢未移动， 则下列说法正确的是（ CD ） A. 人对车厢不做功 B. 人对车厢做负功 C. 推力对车做正功 D. 车对人做正功
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例：某一物体以一定初速度在粗糙水平面做 匀减速直线运动，若阻力做－20J功， 也可以说成 物体克服阻力做了20J功。
重点归纳：
功是标量，但有正负。功的正负只表示力做功 的效果, 既不表示方向 ,也不表示大小。即：表 示是动力或阻力做功。
思考：比较－8J的功与5J的功大小？
练习3．物体在合外力作用下做直线运动的 v－t 图象如图 所示．下列表说法正确的是(
情形（三）
（３）当π/2 ＜α≤ π时，cosα 0，W 0。这表示力F对物体 ． F对物体产生位移起着阻碍的作用（阻力做功）
v α
α
F
某力对物体做负功，往往说成“物体克服某 力做功”（取绝对值）。这两种说法的意义是等 同的。例如，竖直向上抛出的球，在向上运动的 过程中，重力对球做负功，可以说成“球克服重 力做功”。
1、做功的两个不 可缺少的因素
2、功的计算
作用在物体上的力
在力的方向上发生了一段位移
W = F l cosα
a、功一定要指明是哪个力对物体做的功 b、力必须是恒力 c、 功是标量
3、总功的求法：
（1）求出各个力所做的功，则总功等于各个力所做功的代数和。 （2）先求出各个力的合力，则总功等于合力所做的功。
1、公式：
W = F lcosα
力对物体所做的功，等于力的大小(F)、位移的大小 (L)、力与位移夹角余弦(cosα)这三者的乘积 2、单位 国际单位：焦耳（焦） 单位符号：J １Ｊ＝１Ｎ×１m=1N· m 3、 用此公式计算功时，F必须为恒力。
4 、计算功时，一定要明确是计算哪个力对物体 所做的功，不能张冠李戴。 5、功是标量
v
α
G
（1）当α=π/2时，cosα= ，W= 。这表 示力F的方向跟位移x的方向垂直，力F 对物 体 。(填做功或不做功）
情形（二）
（２） 当0≤α＜π/2时， 0。这表示力F对物体 cosα 0，W ．
力F对物体产生位移有一定的贡献（动力做功）
如人用力拉车前进时，人的拉力Ｆ对车做正功。
F
v
α x
作业:
练习一 ： 第1题，第2题，第3题
探究4：正功和负功
公式W = F lCOSα中的F和l分别指“力的 大小”和“位移的大小”，即公式中F和l 恒取正值。可见W的正负取决于cosα的正 负，也就是α的大小。
情形（一）
FN
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。
列车在机车牵
引力的作用下 ? 能增加
木头在起重机
的拉力作用下 ? 能增加
握力器在手的压力作用下
？ 能增加
正宁三中 侯向宁
课堂互动
探究1：力做功的必要因素
物体静止
思考:在什么条件下说力对物体做功呢？
重点归纳 做功的两个条件(缺一不可)： (1)力的作用． (2)在力的方向上发生了位移．
探究2：推导功的表达式？
练习1：下列关于力做功的说法中，正确的是( BE)
A．人用 300 N 的力将足球踢出，球在空中飞行了
40 m，则人对足球做功 1200 J
B．人用力推物体，但物体未被推动，人对物体做功为零
C．物体竖直上升时，重力不做功
D．只有恒力才能做功，变力不能做功
E．行星绕太阳在圆轨道上运行时，引力对物体不做功
(1)如果力的方向与物体的运动方向一致， 应如何计算这个力所做的功？ W=Fl
L
(2)如果力的方向与物体的运动方向垂直， 应如何计算这个力所做的功？
F F
F不做功 即 W=0
L
Байду номын сангаас （3）如果力的方向与物体的运动方向 成某一角度，应如何计算这个力所做的 功？
F α L α F
方法一：
根据力的等效性原理,可以 把计算F做功的问题转化为 分别求F1和F2做功的问题
A )
A．在 0～1 s 内，合外力做正功 B．在 0～2 s 内，合外力总是做负功
C．在 1～2 s 内，合外力不做功
D．在 0～3 s 内，合外力总是做正功 图 7－2－15
例题：一个质量m=150kg的物体，受到水平方向的拉力 F=500N，在水平地面上由静止开始移动了l=5m。物体 与地面间的滑动摩擦力F阻=100N。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 思考：求解几个力对物体所做的总功有哪些方法？
①求出各个力所做的功，则总功等于各个力所做功的代数和． ②求出各个力的合力，则总功等于合力所做的功．
练习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=100N，求各个力对物体所做的功？
探究3：总功的求法
（1）求出各个力所做的功，则总功等于各个力 所做功的代数和。 （2）先求出各个力的合力，则总功等于合力所 做的功。
F2
α
F F1
W1= F1L= FL COSα W2 = 0 W = W 1 + W2 W = F lCOSα
方法二：将位移 l分解
l1=lcosα l2=lsinα W1= Fl1= F lcos α W2= 0 W = W1 + W2
l2
l1 F α 90
。
L
W= F lcos α
重点归纳：