高中物理《7.2 功(公开课)》课件 新人教版必修2
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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。
7.2 万有引力定律 课件-2023学年高一下学期物理人教版(2019)必修第二册
“天上”的力与“人间”的力是同一种力
月 ─ 地检验
宇宙中一切物体间都有引力
F
G
m1m2 r2
引力常量 G 的测量实验
04
典例
1．在科学的发展历程中，许多科学家做出了杰出的贡献。下列符合 物理学史实的是（ D ） A．开普勒以行星运动定律为基础总结出万有引力定律 B．伽利略在前人的基础上通过观察总结得到行星运动三定律 C．牛顿提出了万有引力定律，并通过实验测出了万有引力常量 D．哥白尼提出了“日心说”
04
引力常量
F
G
m1m2 r2
Fr 2 G
m1m2
1686年牛顿发现万有引力定律后，曾经设 想过几种测定引力常量的方法，却没有成功. 其间又有一些科学家进行引力常量的测量也 没有成功.
1686年牛顿发现万有引力定律后， 却无法算出两个天体间的引力大小。
100多年以后，1789年英国物理学家 卡文迪什利用扭秤装置，第一次在实 验室里对两个铅球间的引力大小 F 做 了精确测量和计算，比较准确地测出 了引力常量 G 的数值。
1．关于万有引力定律的公式
F
Gm1m2 ，下列说法正确的是（ r2
A
）
A．公式中的G是一个常数
B．万有引力定律是开普勒在总结前人研究成果的基础上发现的
C．计算万有引力时可以将任何物体看成质点
D．该公式仅适用于宇宙中的星体
2．下列关于万有引力的说法正确的是（ A ） A．设想把一物体放到地球的中心（地心），则该物体受到地球的万有 引力为0 B．当两物体间距离趋近为0时，万有引力将无穷大 C．牛顿通过扭秤实验测量出了引力常量G D．当甲乙两物体间有另一质量不可忽略的物体存在时，则甲乙两物体 间的万有引力将增大
7.2万有引力定律 课件-2023年高一下学期物理人教版(2019)必修第二册
M
地球密度为
物体受到地球的万有引力？
F万
G
M1m r2
G
4 （R d）3m
3 （R - d)2
（三）处在表面以下h处的物体
请写出地球表面以下d深度处的重力加速 度的表达式（忽略地球自转）
d r
G
M1m r2
G
4 （R d）3m
3 （R - d)2
mgd
gd
4 3
G（R
-
d）
R
M1 M
请思考：地球表面以下d深度处的重力加速度和地
D
C.1/4
D.1/16
练习、太空电梯是人类构想的一种通往太空的设备，与普 通电梯类似，不同的是，它的作用并不是让乘客往返于楼层之 间，而是将人和物体送入空间站。假设太空电梯竖直向上匀速 运动，它从地面上带了重25N的植物种子，当太空电梯上升到某 高度时发现种子的重力“变成”了16N。已知地球的半径为R，不 考虑地球的自转，则此时太空电梯距地面的高度约为（ ）
补偿法 穴中心连线上、与球心相距d的质点m的引力是多大？
解析： 完整的均质球体对球外质点m的引力 半径为R/2的小球质量M′为
F
G
Mm d2
M
4π( R )3 ρ
32
4π( R )3 32
M 4πR3
1M 8
3
M m
Mm
半径为R/2的小球质量M′为对球外质点m的引力 F2
G (d
R )2
G 8(d
球表面处的重力加速度g什么关系？（忽略地球自转）
地球密度为
在地表处:
G
Mm R2
G
4 R3m
3 R2
mg
g 4 GR gd R - d
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
人教版高一物理必修2第七章 7.2功(共27张PPT)
（1）各个力对物体所做的功
v
（2）各个力对物体做功的代数和
F
（3）物体所受的合力
N
（4）合力对物体做的功
L
解析 （3）
功是标量！
F合 F sin 37o f 300N
G
（4）
各力功的代数和等于合力的功
F θ f
F sin 37o N G
f N (G F sin 37o)
100N
W合 F合L 1500J
谢 谢 聆 听
G f N (G F sin 37o)
100N （2）W总 WG WN WF 雪橇的总质量为m=150kg，在与水平面成θ=37°
角的恒定拉力F=500N作用下，沿水平地面向右移动了一段距离L=5m.已知雪橇与地
面间的动摩擦因数为μ=1/12，重力加速度为g，（ sin37°＝0.6, cos37°＝0.8 ）
合力方向沿斜坡向下，沿合力方向的位移l＝h/sin 37°＝50 m
合力做的功W合＝F合·l＝260×50 J＝1.3×104 J.
课堂小结
功的定义、要素 正 0 ≤α<90º时，W>0 功
和 0 = 90º时，W=0
功
负
功 90º<α≤180º时，W<0
功的计算 W=F Lcosα
总 各力做功的代数和 功
（3）如果力的方向与物体的运动方向成某一角度 α WF = FL1= FLcosα L1=Lcosɑ
F α
L2=Lsinɑ
还结有论别：的W方法=F求L力coFsα所做的功吗？
问题来了：
（3）如果力的方向与物体的运动方向成某一角度 α
F2=Fsinɑ
F WF = WF1 = F1L= FLcosɑ
7.1-7.2.追寻守恒量、.功 课件(人教版必修2)
2．求出物体所受的合外力，根据公式W合＝ ．求出物体所受的合外力，根据公式 F合lcosα求合外力的功，则物体所受的外力 求合外力的功， 求合外力的功 做的总功为W 做的总功为 总＝W合＝F合lcos α 特别提醒：方法 仅适用于几个力同时作用 特别提醒：方法2仅适用于几个力同时作用 于物体的情况， 于物体的情况，因为只有当这几个力同时作 用于物体上时，才能求出它们的合力； 用于物体上时，才能求出它们的合力；方法 1则不管几个力同时作用，还是作用时间有 则不管几个力同时作用， 则不管几个力同时作用 先后均适用． 先后均适用．
A．W1>W2 ． C．W1＝W2 ．
B．W的功 解析：选C.恒力做功是指力 所做的功，根 恒力做功是指力 所做的功， 据功的定义， F所做的功只与力 所做的功只与力F的大小 据功的定义，力F所做的功只与力F的大小 及物体在力F的方向上发生的位移大小的乘 及物体在力 的方向上发生的位移大小的乘 积有关，不需考虑其他力的影响， 积有关，不需考虑其他力的影响，因两次的 恒力相同，位移也相同，所以做功相同， 恒力相同，位移也相同，所以做功相同，故 本题选C. 本题选
追寻守恒量——能量 第一节 追寻守恒量 能量 第二节 功
课标定位 学习目标：1.理解能量、势能、动能、功的 学习目标： 理解能量、势能、动能、 理解能量 概念及其物理意义， 概念及其物理意义，理解功是能量转化的量 度，知道不同形式的能量之间可以相互转 化． 2．知道正功、负功的概念，能利用功的一般 ．知道正功、负功的概念， 公式进行计算． 公式进行计算． 3．理解总功的概念，会计算外力对物体所做 ．理解总功的概念， 的总功． 的总功． 重点难点：对正、 重点难点：对正、负功概念的理解及做功的 计算． 计算．
第 一 节 核心要点突破 第 二 节
7.2 万有引力定律课件-2023学年高一下学期物理人教版(2019)必修第二册
相距约3.8×108 m，由此可计算出加速度a＝0.002 7 m/s2；
(2)地球表面的重力加速度为9.8 m/s2，月球的向心加速度与地球表面重力
加速度之比为1∶3 630，而地球半径(6.4×106 m)和月球与地球间距离的比为
1∶60。这个比的平方1∶3 600与上面的加速度之比非常接近。
以上结果说明( A )
月球周期 T = 27.3天 ≈ 2.36×106 s
月地距离 r ≈ 60R=3.84×108m
月 Байду номын сангаас
苹 =
苹果做自由落体运动：
苹 = g = 9.8m/s2
月球做匀速圆周运动：
月 =
≈ . × − /
≈
三、月-地检验
178
2 2
2
(3.9 10 )
F2 mr1
五、练习与应用
教材第54页
4. 木星有4颗卫星是伽利略发现的，称为伽利略卫星，其中三颗卫星的周期之比为
1∶2∶4。小华同学打算根据万有引力的知识计算木卫二绕木星运动的周期，她收集到
了如下一些数据。
8
木卫二的数据：质量4.8×10 22 kg、绕木星做匀速圆周运动的轨道半径6.7×10 m。木
F
D．
4
练3
如图所示，操场两边放着半径分别为r1、r2，质量分别为m1、m2的篮
球和足球，二者的间距为r。两球间的万有引力大小为( D )
m1m2
A．G 2
r
m1m2
B．G 2
r1
m1m2
C．G
（r1＋r2）2
(2)地球表面的重力加速度为9.8 m/s2，月球的向心加速度与地球表面重力
加速度之比为1∶3 630，而地球半径(6.4×106 m)和月球与地球间距离的比为
1∶60。这个比的平方1∶3 600与上面的加速度之比非常接近。
以上结果说明( A )
月球周期 T = 27.3天 ≈ 2.36×106 s
月地距离 r ≈ 60R=3.84×108m
月 Байду номын сангаас
苹 =
苹果做自由落体运动：
苹 = g = 9.8m/s2
月球做匀速圆周运动：
月 =
≈ . × − /
≈
三、月-地检验
178
2 2
2
(3.9 10 )
F2 mr1
五、练习与应用
教材第54页
4. 木星有4颗卫星是伽利略发现的，称为伽利略卫星，其中三颗卫星的周期之比为
1∶2∶4。小华同学打算根据万有引力的知识计算木卫二绕木星运动的周期，她收集到
了如下一些数据。
8
木卫二的数据：质量4.8×10 22 kg、绕木星做匀速圆周运动的轨道半径6.7×10 m。木
F
D．
4
练3
如图所示，操场两边放着半径分别为r1、r2，质量分别为m1、m2的篮
球和足球，二者的间距为r。两球间的万有引力大小为( D )
m1m2
A．G 2
r
m1m2
B．G 2
r1
m1m2
C．G
（r1＋r2）2
高中物理 第七章 机械能守恒定律 第7节 动能和动能定理讲义(含解析)新人教版必修2-新人教版高中必
第7节动能和动能定理一、动能1．大小：E k ＝12mv 2。
2．单位：国际单位制单位为焦耳，1 J ＝1N·m＝1 kg·m 2/s 2。
3．标矢性：动能是标量，只有大小，没有方向，只有正值，没有负值。
二、 动能定理1．推导：如图所示，物体的质量为m ，在与运动方向相同的恒力F 的作用下发生了一段位移l ，速度由v 1增加到v 2，此过程力F 做的功为W 。
1．物体由于运动而具有的能量叫做动能，表达式为E k ＝12mv 2。
动能是标量，具有相对性。
2．力在一个过程中对物体做的功，等于物体在这个过 程中动能的变化，这个结论叫动能定理，表达式为 W ＝E k2－E k1。
3．如果物体同时受到几个力的共同作用，则W 为合力 做的功，它等于各个力做功的代数和。
4．动能定理既适用于恒力做功，也适用于变力做功， 既适用于直线运动，也适用于曲线运动。
2．内容：力在一个过程中对物体做的功，等于物体在这个过程中动能的变化。
3．表达式：W＝E k2－E k1。
4．适用范围：既适用于恒力做功也适用于变力做功；既适用于直线运动也适用于曲线运动。
1．自主思考——判一判(1)速度大的物体动能也大。
(×)(2)某物体的速度加倍，它的动能也加倍。
(×)(3)合外力做功不等于零，物体的动能一定变化。
(√)(4)物体的速度发生变化，合外力做功一定不等于零。
(×)(5)物体的动能增加，合外力做正功。
(√)2．合作探究——议一议(1)歼15战机是我国自主研发的第一款舰载战斗机，如图所示：①歼15战机起飞时，合力做什么功？速度怎么变化？动能怎么变化？②歼15战机着舰时，动能怎么变化？合力做什么功？增加阻拦索的原因是什么？提示：①歼15战机起飞时，合力做正功，速度、动能都不断增大。
②歼15战机着舰时，动能减小，合力做负功。
人教版高中物理必修二 第七章第二节功(共11张PPT)
例2：一个质量为m的滑块以某初速度冲上一个长木板，两者 间摩擦力大小为f。已知地面光滑。在滑块向前运动x距离时， 木板向前移动的位移为s。求摩擦力对滑块和木板各自做的功。
f f
x s
解：对滑块
Wf1=-f x
对木板
Wf2=f s
在利用功的表达式求解力 对物体做功时，位移用该 物体（研究对象）的对地 位移。
小结：
力对物体做功：W=Fx cosθ 标量。单位：焦耳（J）
使用条件：恒力做功 理解（1）位移x为受力对象的对地位移；
（2）角度为力的方向和位移方向之间的夹角； （3）合外力做的功等于各个力做功的代数和。
（4）θ为直角：W=0，力对物体不做功；
θ为锐角：W>0，力对物体做正功，动力做功；
θ为钝角：W<0，力对物体做负功，或者说成 物体克服该作用力做功；阻力做功；
功
人教版必修2 物理
第七章第一节
功是能量变化的量度
货物在起重机的作用 下重力势能增加了
列车在机车的牵 引下动能增加了
弓箭在手的拉力作用 下弹性势能增加了
第七章第一节
F x
功等于力与物体在力的方 向上移动的距离的乘积。
W=Fs
单位：焦耳（J）
力学里所说的功，包含两个必要因素： 一个是作用在物体上的力； 另一个是物体在这个力的方向上移动了距离。
WG=mg·x·cosθ
WG=mgh
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
谢谢！
变力做功：
一辆玩具汽车在某次比赛中，在大小 不变的牵引力F的作用下沿半径为R的圆 形轨道运行了一圈，求该牵引力做的功。
微元累加法
解： W=Fs=F·2πR
变力做功：
θF xθ
7.7动能和动能定理—人教版高中物理必修二课件
，
根
据
动
能
Ek
1 2
m 2v
得
Ek
1 2
m
v0
gt
2
，Ek
是
t
的二次函数，图象为开口向上的抛物线。
【点拨】本题四个图 像反映同样的定性 关系：Ek 随t先减小后 增大，要具体作出判 断，需写出Ek 随t变化 的函数关系式。
【例题3】
题3 关于做功和物体动能变化的关系，下列说法正确的是（ D ）
A. 只要有力对物体做功，物体的动能就增加 B. 只要物体克服阻力做功，它的动能就减少 C. 动力和阻力都对物体做功，物体的动能一定变化 D. 力对物体做功的代数和等于物体的末动能与初动能之差 【解题依据】 （1）动能定理说明，合力做功是物体动能变化的原因，物体动 能的变化用合力的功来量度。 （2）式中W>0， Ek >0（动力做功使动能增加）； W<0， Ek <0 （阻力做功使动能减少）。
f FNF f Gl
v2 F
1．外力对物体做的功是多大？ 2．物体的加速度是多大？ 3．物体的初速度、末速度、位移之间有什么关系？ 4．结合上述三式能推导出什么关系式？
W Fl
01 引 入
v1 情景1
FNF Gl
F ma
l v22 v12 2a
v2 F
W
1 2
m v22
1 2
m v12
01 引 入
或动能具有相对性； A.动能是普遍存在的机械能的一种基本情势，
②动能与速度都是状态量，具有瞬时性；
运动物体都具有动能
③速度是矢量，动能是标量：
B.公式Ek= mv2中，v是物体相对于地面的速 动能只与速度大小有关，与速度方向无关，仅
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思考：
光滑水平面上的物块在弹簧弹力作用下从A点运 动到B点，思考能否用W=FL求弹簧弹力对物体 只有大小，没有方向 4、理解：
a、本公式中力必须是恒力； b、公式中的F和L必须具备同时性； c、功是过程量,是力对空间的积累效果；
d、与物体是否受其他力无关，
与物体的运动状态无关。
1、公式： W = F L cosα N· m 2、单位: 国际单位：焦耳（焦）Ｊ １Ｊ＝1N· m
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
α
COSα
W
物理意义
α=π/2 α＜π/2 π/2＜α≤π
COSα=
0
W=0
表示力F对 物体不做功
COSα＞0
表示力F对 W ＞ 0 物体做正功
（2）支持力对物体做的功 WN=0J Wf =-f L=-12J WF=FLcos370=32J
（3）摩擦力对物体做的功
（4）拉力对物体做的功
G
（5）合力对物体做的总功 W总=20J 方法一 W总=WG+WN +Wf +WF=20J
方法二 W总=F合L=20J
三：总功的计算
1、几个力对物体所做的总功等于各个 力对物体所做功的代数和。 W总＝W1+W2+……Wn 2、几个力对物体所做的总功等于合外力 对物体做功。 W总＝F合· L·cosα
二、功的表达式
1、力的方向与物体的运动方向一致
物体在水平力F的作用下水平向前行驶 的位移为L，则力F对物体所做的功为： W=FL 2、如果力的方向与运动方向垂直
当力的方向跟位移方向垂直时，物体在力
的方向上没有发生位移，力对物体不做
3、当力的方向与位移方向成某一角度时
物体m在与水平方向成α角的力F的作 用下，沿水平方向向前行驶的距离为L， 如图所示，求力 F对物体所做的功。 FF
COSα＜0
W＜0
表示力F对 物体做负功
结合表格思考正功和负功的物理意义
力对物体做正功，表明此力的效果是促进物体的运动，是动力。
？
力对物体做负功，表明此力的效果是阻碍物体的运动， 是阻力。
例题：质量为m=3kg的物体放在水平面上，在与水 平方向成370角的拉力F=20N作用下匀加速运动，通 过位移 L=2m的过程中，物体所受摩擦力大小为6N。 N （cos370=0.8）求： F α WG=0J f （1）重力对物体做的功
• 讨论：是不是有力作用在物体上，力就一 F 定会对物体做功？ L F F L
力与位移方向垂直，在竖直 方向上有力但没有位移，故 力F不做功 力F与位移方向相同，力F做功
做功的两个必要因素： ⑴ 作用在物体上的力 ⑵ 物体在力的方向上发生的位移
一：功
一个物体受到力的作用,并在力的方向 上发生了一段位移，我们就说这个力 对物体做了功。
第二节
功
列车启动时在机
车牵引力的作用 下 动 能增加
木头在起重机 的拉力作用下
能增加 重力势
握力器在手的压力作用下 弹性势能增加
列车在机车牵引力作用下 动能增加了
木材在起重机的拉力作用下重力势能增加了
握力器在手的压力作用下弹性势能增加了
力
能量 变化
如果物体在某个力的作用下能 量发生了变化，这个力一定对 物体做了功。
α L
FF α L F2
α
拉力F做的功W = ？
分析：
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
F F1
∵ W1= F1L= F COSαL W2 = 0
W = W1 + W2
∴
W = F LCOSα
理解：在位移方向的分力与位移的乘积
力对物体所做的功，等于力的大小、位移的 N 大小、力与位移夹角的余弦这三者的乘积。 m