人教版高中物理必修二功

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人教版(新课标)高中物理必修二第七章机械能守恒定律——功和功率

第七章
机械能
1 功和功率
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第1讲功和功率
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考点1 功
1.做功的两个要素 (1)作用在物体上的_力___. (2)物体在__力__的__方__向__上发生的位移. 2.公式：W=_F_x_c_o_s_α__ (1)α是力与__位__移__方向之间的夹角，x为物体对地的位移. (2)该公式只适用于_恒__力__做功.
直线运动
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汽车在平直的公路上以恒定的功率启动，设阻力恒定，则图中关于汽车运动过程中加速度、速度随时间变化的关系，以下判断正确的是( )
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A.汽车的加速度—时间图像可用图乙描述
B.汽车的速度—时间图像可用图甲描述
C.汽车的加速度—时间图像可用图丁描述
D.汽车的速度—时间图像可用图丙描述
正功；
当mgtanθ>ma即a<gtanθ时，摩擦力沿斜面向上，摩擦力做
负功.
综上所述，B是错误的.
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4.如图所示，一个物块在与水平方向成α角的恒力F作用下，沿水平面向右运动一段距离x，在此过程中，恒力F对物块所做的功为( )
A. Fx
B. Fx
C.Fxsinα
D.Fxcosα
sinα
C. 3 kg 5
D. 9 kg 10
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【解析】选B.设加速过程拉力为F，物体受的阻力为f，由 P=F·v可知，30=F·6，10=f·6，可求得：F=5fN，5 N，由甲图可知，0～2 s内物体的加速度 a 6 m / s2 由3 牛m /顿s2， 3
2
第二定律得：F-f=ma,可求得：m 10 k故g，B正确.

人教版高中物理必修二—功能关系

答案：⑴ 2gh
⑵ v02 2 gh
2 gL
பைடு நூலகம்
⑶
Wf1
mgL
1 2
mv02
mgh
Wf 2
fv0t
2mgL
v0 v
Q Wf1 Wf 2
1 2
mv02
mgh
2mgL
v0 v
人教版高中物理必修二第七章—7.9功能关系 (共25张PPT)
例题8：一物体以100J的初动能滑上足够长的粗糙的斜面。当物体的动能减少80J时，物体的机械能减少32J。求物体滑回到原出发点时的动能。
答案：Ek=20J
例题9：如图所示，质量为m的滑块从高为h的光滑圆弧槽的顶端A处无初速度滑下，槽的底端B与水平传送带相接，传送带长为L，运行速度为V0，滑块滑到传送带上后做匀变速运动，滑到传送带右端C时，速度恰好与传送带的速度相同.求： ⑴滑块到达底端B时的速度。 ⑵滑块与传送带间的动摩擦因数μ； ⑶此过程中，由于克服摩擦力产生的热量Q．
7.9 功能关系
一、功与能： 1、功是能的传递与转化的途径。说明：除内能外，机械能、电能只有通过做功才能实现能量由一个物体传递到另一个物体，由一种形式转变为另一种形式。举例说明转化和传递的过程。 2、功是能量的传递与转化的量度。即：根据做功的多少可以确定能量改变或转化的多少；根据做功的正负，可以判断能量增减的情况，确定能量转化的方向。
整个过程中，下列说法中正确的有：( D )
A、因F1、F2等大反向，系统所受合外力为零，合外力不做功，故系统机械能守恒。
B、因F1、F2分别对A、B做正功，故系统的机械能不断增大。
C、当弹簧弹力大小与F1、F2的大小相等时，系统的机械能最大。

高中物理(新人教版)必修第二册：功与功率【精品课件】

功的正负不表示方向，也不表示大小。
4.总功等于各个力对物体所做功的代数和。
1.物理意义：表示做功快慢的物理量
功
2.定义式：
PW t
一般用于求平均功率
率
3.计算式：P = F v cosα
一般用于求瞬时功率
4.单位：国际单位—— 瓦特（W）
当堂小练
1.于功的概念，下列说法正确的是( C ) A．物体受力越大，位移越大，力对物体做功越关多 B．合力做的功等于各分力做功的矢量和 C．摩擦力可以对物体做正功 D．功有正负，但正负不表示方向，而表示大小
h
一、变力做功
【典例1】如图，用恒力F通过跨过光滑定滑轮的轻绳，将静止于水平面上的物体从位置A拉到位置B，物体和滑轮的大小均忽略，定滑轮距水平面高为h，物体在位置A、B时，细绳与水平面的夹角分别为α 和β，求绳的拉力F对物体做的功．
【分析】功是能量转化的量度，轻绳不存储能量，恒力F做功通过绳子将能量转移到物体上，故此恒力F做功应该等于绳子对物体做的功。
一、功
01 功的定义（5）说明 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。
mＦ M l
一、功
02 正功与负功（1）力对物体做正功和负功的条件根据公式：W = F l cosα 完成下表：
小
F
F1
2
F，2 其中F1为物体初状态时受到的力，
F2为物体末状态时受到的力．
一、变力做功 02 平均值法
【典例2】如图所示，放在水平地面上的木块与一劲度系数k＝200 N/m的轻质弹簧相连，现用手水平拉弹簧，拉力的作用点移动x1＝0.2 m，木块开始运动，继续拉弹簧，木块缓慢移动了x2＝0.4 m，求上述过程中拉力所做的功．

8-1 功与功率 (教学课件)——高中物理人教版(2019 ) 必修第二册

FN
F
f
θ
= F l cos37° - fl
=2000-500=1500J
G
(3)、(4)略
结论：
几个力对一个物体做功的代数和，等于这几个力的合力对这个物体所做的功。
三、总功的求法：
•法一:先求每个力做的功，再求代数和 W总=W1+W2+W3+······
注意：需要把各个功的正负号代入运算。
•法二：先求合力，再求总功
注： P=Fv ·········(1)
• (1)式中F指的是v方向上的力。 • 若F与v互成角度α ，
则有： PF=PF/=F/V, 而 F/ =Fcos α 则，公式变为: P=Fvcosα (α为F、v夹角)
(2)公式给出P、F、v三者相互制约的关系。
<三>平均功率和瞬时功率：
• 1 、平均功率：表示在一段时间内力对物体做功的平均快慢.
F
F
α
α
l
当力的方向与位移方向成一角度α时
分析：
F2
F
α F1
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
∵
W1= F1l = F COSαl
W2 = 0
∴
W = W1 + W2 = F l COSα
F、 l 是大小，α是F、 l 正向间的夹角
若将位移l分解,结果如何?
• =17.3J
F θv
θ=150° F v
θ
θ=30° F θv
θ=30°
α
α=π/2
COSα
COSα= 0
W
W=0
物理意义
表示力F对物体不做功

【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

A. W1>W2 B. W1<W2 C. W1=W2 D. 无法判断
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

人教版高中物理必修第二册8.1功第一课时(解析版)

8.1功第一课时【学习目标】1.理解功的概念,会用功的公式W ＝Fx cos α进行计算.2.理解正功和负功的概念,知道在什么情况下力做正功或负功.3.能够分析摩擦力做功的情况,并会计算一对摩擦力对两物体所做的功. 【知识要点】一、功1.如果物体在力的作用下能量发生了变化,这个力一定对物体做了功。

注:做功的两个必要因素:力和物体在力的方向上发生的位移。

2.功的计算公式:W ＝Fx cos_α力对物体所做的功,等于力的大小、位移的大小、力和位移的夹角的余弦三者的乘积。

二、正功和负功1. 功是标量,但功有正负之分。

2. (1)当0≤α<2π时,W ＞0,力对物体做正功； (2)当2π<α≤π 时,W ＜0,力对物体做负功,或称物体克服这个力做功； (3)当α＝2π时,W ＝0,力对物体不做功．3.（1）功的正、负并不表示方向,也不表示功的大小,只表示是动力做功还是阻力做功．（2）正功、负功的意义:正功: 表示动力对物体做功（促进）；负功: 表示阻力对物体做功（阻碍）. 三、几个力的合力所做的功(1)先求物体所受的合外力,再根据公式W 合＝F 合x cos α求合外力的功．(2)先根据W ＝Fx cos α求每个分力做的功W 1、W 2、……W n ,再根据W 合＝W 1＋W 2＋……＋W n 求合力的功．【题型分类】题型一、正、负功的判断例1 如图表示物体在力F 的作用下在水平面上发生了一段位移x,这四种情形下力F 和位移x 的大小都是一样的,则力对物体做正功的是( )参考答案AC例2质量为m的小物块在倾角为α的斜面上处于静止状态,如图所示．若斜面体和小物块一起以速度v沿水平方向向右做匀速直线运动,通过一段位移x.斜面体对物块的摩擦力和支持力的做功情况是()A．摩擦力做正功,支持力做正功B．摩擦力做正功,支持力做负功C．摩擦力做负功,支持力做正功D．摩擦力做负功,支持力做负功参考答案AC详细解析f与x成锐角,正功；N与x成钝角,负功。

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

求解变力做功的几种方法—人教版高中物理必修二课件(共15张ppt)

2
12
变式训练 2
如图所示，一质量为 m＝2.0 kg 的物体从半径为 R＝5.0 m 的圆弧的 A 端，在拉力作用下沿圆弧缓慢运动到 B 端(圆弧 AB 在竖直平面内)．拉力 F 大小不变始终为 15 N，方向始终与物体在该点的切线成 37°角，圆弧所对应的圆心角为 60°，BO 边为竖直方向，g 取 10 m/s2.求这一过程中：
2
15
2
11
解析：木块刚要滑动时，拉力的大小 F＝kx1＝200×0.2 N＝ 40 N，从开始到木块刚要滑动的过程，拉力做的功 W1＝0＋2 Fx1
＝420×0.2 J＝4 J；木块缓慢移动的过程，拉力做的功 W2＝Fx2 ＝40×0.4 J＝16 J．故拉力所做的总功 W＝W1＋W2＝20 J.
答案：20 J
力 F 对质点做的功等于它在每一小段上做功的代数和，即 W＝ W1＋W2＋…＋Wn＝F(Δl1＋Δl2＋…＋Δln)＝2πRF.
【答案】 2πRF
2
10
变式训练 1 如图所示，放在水平地面上的木块与一劲度系数 k＝200 N/m 的轻质弹簧相连，现用手水平拉弹簧，拉力的作用点移动 x1＝0.2 m，木块开始运动，继续拉弹簧，木块缓慢移动了 x2＝0.4 m，求上述过程中拉力所做的功．
2
8
【典例 3】
如图所示，质量为 m 的质点在力 F 的作用下，沿水平面上半径为 R 的光滑圆槽运动一周．若 F 的大小不变，方向始终与圆槽相切(与速度的方向相同)，求力 F 对质点做的功．
2
9
【解析】质点在运动的过程中，F 的方向始终与速度的方向相同，若将圆周分成许多极短的小圆弧 Δl1、Δl2、Δl3、…、Δln，则每段小圆弧都可以看成一段极短的直线，所以质点运动一周，

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是否做功的 ②做功对应的是一个过程，即功是过程量
人教版高中物理必修二功
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功的表达式
若力的方向与物体运动的方向一致
我们就把功定义为力的大小与位移大小的乘积若力的方向与物体运动的方向成某一角度，此时应该如何计算功？
到了19世纪20年代，法国科学家科里奥利扩展了这一基本思想，明确地把作用于物体上的力和受力点沿力的方向的位移的乘积叫做“力的功”
人类对于能量及其转化的认识与功的概念紧密相连
在一个过程中如果既存在做功的现象，也存在能量变化的现象功的计算常常能够为能量的定量表达及能量的转化提供分析的基础
这一节我们来认识一下功
适用条件：只适用于恒力做功
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功的表达式
物理意义：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恒力做功多少与物体的运动性质无关，同时与有无其它力做功也无关
注意：功是标量，没有方向
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判断是否做功
判断以下情形中，力是否做功搬运工搬货物，没有搬动，人是否对货物做功
没有位移
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判断是否做功
判断以下情形中，力是否做功
做功人乘扶梯加速上升的过程，扶梯对人的摩擦力是否对人做功
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功的起源
“功”的概念起源于哪？
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功的起源
功的概念起源于早起工业发展的需要。
当时的工程师们需要一个比较蒸汽机效能的办法。在实践中大家逐渐认识到，当燃烧同样多的燃料时，机械举起的重量与举起高度的乘积可以用来度量机器的效能，从而比较蒸汽机的优劣，并把物体的重量与其上升高度的乘积叫做功。
判断以下情形中，力是否做功乐乐背书包在平直的公路上行走，重力是否做功
没有位移
判断是否做功
判断以下情形中，力是否做功
乔丹投篮，球出手后到进蓝的过程中，乔丹是否对球做功
没有力
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判断是否做功
判断以下情形中，力是否做功
用力推车，车未动人是否对车做功
没有位移
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“神舟一号”在燃料的推进下飞上天空我们说燃料对“神舟一号”做了功
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举重运动员将杠铃从地面举到头顶我们说运动员对杠铃做了功
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商人拉行李箱前往登机口我们说商人对行李箱做了功
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正功与负功
竖直向上抛出的球
汽车关闭发动机以后，在阻力的作用下逐渐停下来
在向上运动的过程中重力对球做负功
球克服重力做功
阻力对汽车做负功汽车克服阻力做功
正功与负功
功的正负表示大小吗？+10J的功与-11J的功，哪一个功多？功的正负表示方向吗？功的正负不表示大小，也不表示方向正功表示该力在物体的这段运动过程中起动力作用，物体获得能量负功表示该力在物体的这段运动过程中起阻力作用，物体输出能量 -11J的功多
正功与负功的判断
如何判断一个力在物体的某个运动过程中做正功还是做负功？我们来看两个例子
若是恒力则看力与位移的夹角夹锐角，做正功夹直角，不做功夹钝角，做负功
平抛运动
正功与负功的判断
如何判断一个力在物体的某个运动过程中做正功还是做负功？
汽车在弯曲的山路上行驶
若是变力
则看力与速度的夹角
夹锐角，做正功夹直角，不做功夹钝角，做负功
利用功的定义式解决有关问题
机车头牵引列车在铁轨上前行我们说机车头对列车做了功
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起重机将货物由地面提升到高处我们说起重机对货物做了功
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观光电梯将乘客由地面送至高层我们说电梯对乘客做了功
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功的表达式
当力 F 的方向与运动方向成某一角度时，可以把力 F 分解为两个分力：与位移方向一致的分力，与位移方向垂直的分力 .
设物体在力 F 的作用下发生的位移的大小是l，则分力所做的功等于
分力的方向与位移的方向垂直，物体在的方向上没有发生位移所做的功等于0
功
掌握功的定义掌握做功的两个必要条件并能够在具体情境中判断力是否做功掌握并理解功的计算式，能够利用计算式进行计算
功
定义：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
如何判断某个力是否做功？
做功两个不可缺少的因素： ①力 ②物体在力的方向上发生的位移
缺一不可
判断是否做功
因此，力F对物体所做的功等于，而
，所以
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
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功的表达式
功的大小：
力与位移的夹角
恒力力的作用点的对地位移
功的单位：焦耳，简称焦，符号是J 1J 等于1N 的力使物体在力的方向上发生1m的位移时所做的功
问题与练习
关于功的正负，下列说法正确的是（ D ） A. 功的正负表示功的方向 B. 功的正负表示功的大小 C. 功的正负表示物体运动方向 D. 功的正负由力与位移的夹角决定
虽然功是标量，但是功有正负，我们一起去了解一下
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正功与负功
理解并掌握正功与负功的概念能够进行功的大小的比较
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正功与负功
①当
时
这表示力F的方向与位移l的方向垂直时，力F不做功
正功与负功
②当
时
这表示力F对物体做正功
正功与负功
③当
时
这表示力F对物体做负功注意：某力对物体做负功，往往说成“物体克服某力做功”（取绝对值）。
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功
教学目标
初步认识做功与能量变化的关系
理解功的概念，知道做功的两个要素
明确功是标量，知道
的适用范围，会用功的公式进行计算
理解正功、负功的概念，会根据公式计算多个力的总功
初步理解化变力为恒力、处理变力做功的思想方法
教学重点
理解功的概念及正负功的意义
教学难点