物体的力的做功
重力势能做功公式
重力势能做功公式
在物理学中，重力势能是一个非常重要的概念。
它表示物体由于重力作用而具有的能量。
当我们考虑重力势能做功时，就需要使用到重力势能做功的公式。
重力势能做功公式是：W = mgh。
其中，W 表示重力做功的量，m 表示物体的质量，g 表示重力加速度，h 表示物体的高度。
这个公式告诉我们，当一个物体从某一高度下落时，重力会对物体做功，这个功的大小等于物体的质量、重力加速度和下落高度的乘积。
另外，重力势能做功也有正负之分。
当物体从低处向高处运动时，重力势能做负功，表示重力在做负功；而当物体从高处向低处运动时，重力势能做正功，表示重力在做正功。
通过这个公式，我们可以计算出物体在任意高度下落时重力所做的功。
同时，这个公式也是能量守恒定律的一个重要应用，可以帮助我们更好地理解物体运动过程中能量的转化和守恒。
教科版高中物理必修二4.1《功》ppt课件
借题发挥 (1) 抓住做功的两个因素判断各个 力的做功情况． (2) 根据力和物体在力的方向上的位移关系判 断功的正负．
【变式1】 下列说法中正确的是 ( )． A．力对物体做正功还是做负功，取决于力 和位移的方向关系 B．力做功总是在某过程中完成的，所以功 是一个过程量 C．功是矢量，正、负表示方向 D．功是标量，正、负表示外力对物体做功， 还是物体克服外力做功
三、功的正负、合力的功 正功和负功 力F与位移x方向的夹角为α，则根据功的公 式W＝Fxcos α可知： (1)当α＝90°时，cos α＝0，W＝0.表示力F 垂直x 的方向 不做功 的方向跟位移 时，力 F ； 正 (2) 当 0≤α<90°时， cos α>0 ， W>0. 表示力 F 对物体做 功； (3)当90 cos α<0 ，W<0.表示 负 °<α≤180°时， 物体克服力 F做功 力F对物体做 功，也可以 说 ．
一、做功与能量的变化 位移 力的方向 如果物体受到力的作用，并在 上发 生了 ，我们就说力对物体做了功． 能量的变化 做功总是与 密切相关，做功的过 程就是能量变化的过程．
二、功 力的方向 力 做功的两个不可缺少的因素： 和物体在 上发生的位移． 功的计算 力的大小 (1) 力 的 方 向 与 位 移 方 向 一 致 时 ， 功等于 与 位移大小 的 乘 积W＝Fx ， 公 式 为： ． 力与位移夹角的余弦 (2)力的方向与位移方向成某一角度 α时，力 力的大小 位移的大小 对物体做的功等于 W＝Fxcos、 、 α 这三者的乘积，公式为： ． 焦耳 (3) 功的单位：在国际单位制中，功的单位 J 是 ，简称焦，符号是 ．
如已知物体受力中有的不做功有的虽做功但方便求得该力的功如重力的功时选择ww三相互作用力的功作用力和反作用力有等大反向的关系但是它们分别作用在两个不同的物体上两个力的作用点所产生的位移的大小并不一定相同因此两个力所做的功并不一定相同功的正负也不确定会出现多种情作用力与反作用力均做负功
功的课件
s
N
y
f x
解二:W=F合L=(mgsin370 －μmgcos370)L =(20×10×0.5×0.6－ 0.2×20×10×0.8×0.5)J=44J
3.如图所示，一个人用于水平方向成600角的力 F=40N拉一个木箱，在水平地面上沿直线匀速前进了 8m，求 （1）拉力F对木箱所作的功 （2）摩擦力对木箱所作的功 （3）外力对物体做的功
弹力对箭做功。弓和弦的弹 性势能转化为箭的动能。
如果一个物体对另一个物体做功， 我们就说这个物体具有能量。物体做 功的过程就是能的转化过程。一个物 体对外做了多少功，它的能量也就减 少了多少。 功只是度量能量转换的一种工具。
列车在机车牵
引力的作用下
木头在起重机的
拉力作用下
能增加
?
?
能增加 握力器在手的压力作用下
下列图中，各力做功会怎样？ 正功和负功
其中F=10N, L=2m ,cos150°=-cos30°
W=Flcos(180°-θ) =17.32J
W=Flcosθ
=17.2J
W=Flcos(180°-θ) = —17.32J
W＝F l cosα
π 0 ≤α ＜ 2 时，cosα＞0，W ＞0表示力对物体做正功 α= π 2时，cosα=0，
求总功有两种方法：
（1）几个力对物体做的总功等于各个分力分别对 物体所做功的代数和 W总= W1+W2+W3+•••+Wn
（2）几个力对物体做的总功等于合外力对物体所 做的功 W总= W合= F合 L cosα
课堂检测
1.关于功的说法，下列正确的是 A. 凡是发生了位移的物体，一定有力对它做功； B. 凡是受力的物体，一定有力对它做功； C. 凡是既受力又发生位移的物体，一定有力对物体做功； D. 以上说法都不对。
什么是功？
什么是功？
功是一个物理量，表示力对距离的累积。
在物理学中，功是力和距离的乘积，表示力在空间上对物体做功的过程。
当一个力作用在物体上，并使物体在力的方向上通过了一段距离时，这个力就对物体做了功。
功是一个标量，其值可以是正数、负数或零。
正功表示力对物体做正方向的功，负功表示力对物体做负方向的功。
不做功的情况则表示力没有使物体在力的方向上产生位移，即功的值为零。
功的概念在物理学中非常重要，它涉及到能量的转换和守恒定律。
当一个系统对外界做功时，它的能量会减少；相反，当外界对系统做功时，它的能量会增加。
因此，功是能量转换的一种方式，也是能量守恒定律的一个重要体现。
在工程和日常生活中，功的概念也广泛应用。
例如，在车辆行驶中，发动机做功以推动车辆前进；在建筑领域，重物被提升时重力对重物做负功；在人体运动中，肌肉收缩做功以支持身体运动等。
总之，功是一个物理量，表示力在空间上对物体做功的过程，其值可以是正数、负数或零。
它是能量转换和守恒定律的一个重要体现，也在工程和日常生活中广泛应用。
做功两个必要因素
五、总功的求法
方法一：先求每一个力所做的功，再求它们 的代数和；
方法二：先求合力，再求合力所做的功。
1、起重机将质量为100 kg的重物竖直向上移动了2ｍ，下列三种情况下， 做功的力各有哪几个?每个力做了多少功?是正功还是负功?（不计阻力， ｇ=9.8ｍ/s2）
（1）匀加速提高，加速度a1=0.2ｍ/s2； （2）匀速提高； （3）匀减速下降，加速度大小a2=0.2ｍ/s2. 解：（1）拉力和重力；W拉=2×103J，WＧ= -1.96×103 J；拉力做正功，重
力做负功 （2）拉力和重力；均等于1.96×103 J；拉力做正功，重力做负功 （3）拉力和重力；拉力做功-2×103 J；重力做功1.96×103 J；拉力做负
功，重力做正功
2、以一定的初速度竖直向上抛出一小球，小球上升的最大高度为h， 空气阻力的大小恒为f，则从抛出至落回到原出发点的过程中，空 气阻力对小球做的功为 （ C ）
物理意义
表示力F对 物体不做功 表示力F对 物体做正功
表示力F对 物体做负功
正功的意义是：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。 负功的意义是：力对物体做负功，表明此力的效果是阻碍了物体运动，是阻力。
一个力对物体做负功，也可说成物体克服这个力做了功（正值）
比较－8J的功与5J的功谁大？
二、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
三、功的表达式
1、力的方向与物体的运动方向一致
物体m在水平力F的作用下水平向前行驶的位移为l，如图 所示，则力F对物体所做的功为：
W=Fl F表示力的大小，l表示位移的大小，W表示力对物体所做的
功
2、如果力的方向与运动方向垂直
高考物理功
例1.重30N的物体在大小为20N、方向与地面成 30°角的拉力作用下沿光滑水平面前进3m，则合 外力对物体做了 30 3 J的功.
练习1.在光滑的水平面和粗糙的水平面上各放一质量 不同的木块，在相同的拉力作用下，通过相同的位移， 拉力对木块做的功( )C A.在光滑的水平面上较多
B.在粗糙的水平面上较多
f
V
开始物体在摩擦力的作用下做匀加速运 动，摩擦力对物体做正功。 达到速度v后，物体不受摩擦力，做匀速 运动，不做功.
5.AB两物体叠放在水平面上，A物体在 力 F作用下在B物体上相对滑动， 负 功，f2对B做———— 正 功。 则f1对A做————
f1
A
F
B
S1 S2
f2
ΔS
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
W1= - fS1
W2= fS2
例 5 、两个底面积都是 S 的圆桶，放在同一水平
面上，桶内装水，水的密度为ρ，两桶间有一细
管连通，细管上装有阀门，阀门关闭时，两只
桶内水面高度差为 h ，如图所示 . 现在把阀门打
开，最后两桶水面高度相等，则在此过程中， 1 2 gSh . . 重力做的功为 4
h
练习3. 挂在竖直墙上的画长1.8m，画面质量为 100g，下面画轴质量为200g，今将它沿墙缓慢卷 起，需做 J的功.(g取10m/s2)
7.合力的功——有两种方法：
（1）先求出合力，然后求总功，表达式为
W F S cos
（为合力与位移方向的夹角） （2）合力的功等于各分力所做功的代数和，即
W W W
1
2
8.功和冲量的比较 (1)功和冲量都是过程量,功表示力在空间上的积累效果, 冲量表示力在时间上的积累效果.
做功的两个必要因素
做功的两个必要因素
作用在物体上的力和物体沿力的方向通过的距离是做功的两个必要因素。
1.当一个力作用在一个物体上，并使其沿力的方向通过一段距离时，在力学上说，该力对该物体做了功。
做功是一个能量从一种形式转化为另一种形式的过程。
自然界中不同形式的能量对应着不同形式的运动：物体的运动有机械能，分子的运动有内能，电荷的运动有电能，原子核内部的运动有原子能，等等。
2.物体受到一个力的作用，但没有通过距离，这个力对物体不做任何工作。
例如，一个人推着一辆大卡车，但没有推动它；一个人拿着一袋大米站着不动，没有任何力量对物体做任何事情。
不同形式的能量可以相互转化。
"摩擦生热"是通过克服摩擦做功，将机械能转化为内能；水壶里的水沸腾时，蒸汽对壶盖做功，掀开壶盖，说明内能可以转化为机械能。
3.物体通过的距离与它受力的方向是垂直的。
虽然这种情况下，物体也会通过一定的距离，但这个距离不是受力方向的距离，这个力就不起作用了。
例如，如果一个人在水平面上推小车，重力方向是垂直向下的，小车通过的距离，但不是重力方向的距离，所以重力对小车不起作用。
比较物体做功快慢的方法
比较物体做功快慢的方法
做功是物理学中的一个概念，表示力对物体的作用所导致的能量转移。
对于同一物体，不同的力所做的功可能是快或慢的，下面列举几种比
较物体做功快慢的方法。
一、比较力度
在相同距离内，力越大所做功越快。
例如，用大力拍一下桌子，比轻
轻拍一下桌子所做的功要快。
二、比较距离
在相同力度下，力作用距离越大所做功越快。
例如，用力拉一下绳索，使物体移动的距离比轻轻拉一下绳索时做的功快。
三、比较时间
在相同力度和距离下，所用的时间越短所做的功越快。
例如，用力推
一辆车，在相同的距离和力度下，用更短的时间推完车所做的功比推
车用更长的时间做的功更快。
四、比较效率
在相同的力度和距离下，所用的时间越短、做功越多的物体效率越高。
例如，两个人各自推一辆车，力度和距离相同，但一个人用了更短的
时间推完车，所做的功多于另一个人，他的效率更高。
总的来说，比较物体做功快慢主要可以从力度、距离、时间和效率四个方面入手，根据实际情况选择适当的方法进行比较。
这样做有助于我们更好地理解做功的概念和物理世界中的规律。
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物体的力的做功
物体的力的做功是指物体通过施加力，使另一个物体在其作用下发
生位移时，力所做的功。
力的做功可以通过以下公式计算：功 = 力 ×位移× cosθ
其中，力的方向和位移的方向之间的夹角用θ表示。
当力与位移方向相同时，夹角θ为0度，cosθ的值为1，此时，力
的做功最大；当力与位移方向垂直时，夹角θ为90度，cosθ的值为0，此时，力的做功最小。
物体的力的做功可以使物体具有以下三种效果：改变物体的位置、
改变物体的形状、改变物体的速度。
首先，通过施加力来改变物体的位置。
举例来说，当我们用力推一
个箱子，使其沿着水平面上的距离发生位移时，我们施加的力所做的
功使箱子发生位置的改变。
这种形式的功在日常生活中随处可见，比
如推开一扇门、挪动家具等。
其次，力的做功可以改变物体的形状。
例如，当我们用力拉扯弹簧时，力的做功使弹簧发生形状的变化。
在这个过程中，物体的弹性势
能增加，力所做的功转化为了弹簧的弹性势能。
最后，力的做功还可以改变物体的速度。
当一个物体受到以恒定速
率作用的力时，力所做的功等于物理学上所定义的功率，即功率等于
做功的大小除以时间。
这可以通过以下公式表示：
功率 = 功 ÷时间或 P = W ÷ t
如果作用在物体上的力是变化的，那么功率则需要通过微积分的方法来计算。
功率描述了力所做的功的速率，单位为瓦特（W）。
在实际应用中，物体的力的做功还受到其他因素的影响，比如物体的质量、摩擦力等。
当一个物体沿着一条水平面上的平坦地面上的距离发生位移时，不存在垂直于位移方向的力，因此力的做功等于物体的动能变化。
而当一个物体沿着一个倾斜角度的斜面上的距离发生位移时，力的做功等于物体的动能变化和重力势能变化之和。
总而言之，物体的力的做功是通过施加力使物体发生位移时力所做的工作。
力的方向和位移方向之间的夹角决定了力的做功的大小。
力的做功可以改变物体的位置、形状和速度。
在实际应用中，力的做功受到其他因素的影响。
力的做功是物理学中的重要概念，对于理解物体的运动和能量转化具有重要意义。