物理必修 第二册1 功说课ppt课件

                      1．功

【填空】

1．功：如果物体受到    的作用，并在     上发生了     .我们就说力对物体做了功．

2．功的含义：做功的过程就是       的过程．力对物体做了多少功，物体就有多少能量发生了变化．

【判断】

1．一个物体受力且运动，则一定有力对物体做功．( )

2．力对物体做功，一定伴随着能量的变化．( )

3．能量转化过程中做功越多，能量转化越多．( )

1．功与能之间的关系

2．功和能的区别

(1)一个物体能够做功，我们就说这个物体具有能量．能量是表示物体具有做功的本领的大小的物理量，能是状态量．

(2)功描述了力的作用效果在空间上的累积，反映了物体受力并运动的效果，功是过程量．两者有着本质的区别，功和能不能相互代替．

(3)功和能并不等同，功只是反映了能量转化的多少，但不能认为物体对外做的功等于物体具有的能量．

1．(多选)关于功和能，下列说法中正确的是(　　)

A．如果一个物体能够对外做功，我们就说这个物体具有能量

B．做功的过程总伴随着能量的改变，做了多少功，能量就改变多少

C．功就是能，能就是功

D．功是能量转化的量度

2．运动员把原来静止的足球踢出去，使足球获得100 J的动能．则在运动员踢球的过程中，运动员消耗的体能(　　)

A．等于100 J　　　　　 B．大于100 J

C．小于100 J   D．无法确定

3．流水从高处落下，对水轮机做了3×108 J的功，这句话的正确理解为(　　)

A．流水在对水轮机做功前，具有3×108 J的能量

B．流水在对水轮机做功时，具有3×108 J的能量

C．流水在对水轮机做功后，具有3×108 J的能量

D．流水在对水轮机做功的过程中，能量减少了3×108 J

常见的几种形式能量的转化

【填空】

1．功的大小：力对物体做的功等于力的大小、   的大小、      夹角的余弦这三者的乘积．

2．公式：W＝         .

3．单位：在国际单位制中，功的单位是     ，简称   ，符号是  .

4．标矢性：功是标量，只有大小，没有方向．

【判断】

1．力对物体做功少，说明物体的受力一定小．( )

2．力对物体不做功，说明物体一定无位移．( )

3．功的多少是由力的大小和物体在力的方向上的位移的大小确定的．( )

1．对功的理解

2．功的计算

(1)当力的方向与物体运动方向一致时，我们就把功定义为力的大小与位移大小的乘积，即W＝Fx.

(2)当力的方向与运动方向成某一角度时，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，即W＝Fxcos α.

4．如图4­1­5所示，下列过程中人对物体做了功的是(　　)

图4­1­5

A．小华用力推石头，但没有推动

B．小明举起杠铃后，在空中停留3秒的过程中

C．小红提着书包，随电梯一起匀速上升的过程中

D．小陈将冰壶推出后，冰壶在水平冰面上滑行了5米的过程中

5.如图4­1­6所示，一物块在与水平方向成θ角的拉力F的作用下，沿水平面向右运动一段距离x.则在此过程中，拉力F对物块所做的功为(　　)

图4­1­6

A．Fx　　　　　　　　 B．Fxcos θ

C．Fxsin θ   D．Fxtan θ

6．质量为m的物体，在水平拉力F作用下第一次沿粗糙水平面匀速移动距离为x，第二次用同样大小的力F平行于光滑斜面拉物体，斜面固定，使物体沿斜面加速移动的距离也是x.设第一次F对物体做的功为W1，第二次对物体做的功为W2，则(　　)

图4­1­7

A．W1＝W2　　　　　　　 B．W1<W2

C．W1>W2   D．无法确定

应用功的公式应注意的问题

1．计算功时首先应明确要求的是哪一个力的功，物体所受的各个力做功时互不影响．

2．求功时物体的位移应相对于某一惯性参考系，要注意力与位移的对应性和同时性．

【填空】

1．功的正负

2.合力做功的计算

(1)总功：所有外力对物体做的总功等于各个力分别对物体做功的代数和，W总＝W1＋W2＋W3＋…….

(2)合力的功：所有外力对物体做的功等于这些外力的合力对物体做的功，W总＝F合xcos α.

【判断】

1．起重机吊起重物时，重力对物体做正功．( )

2．正功一定大于负功．( )

3．合力对物体做的功等于各分力对物体做功的矢量和．( )

1．正功、负功的物理意义

功的正、负由力和位移之间的夹角决定，所以功的正负不表示方向，而只能说明做功的力对物体来说是动力还是阻力．

2．几个力的总功的求法

由合力与分力的等效替代关系知，合力与分力做功也是可以等效替代的，因此计算总功的方法有两种：

(1)先求物体所受的合力，再根据公式W合＝F合lcos α求合力的功．

(2)先根据W＝Flcos α，求每个分力做的功W1、W2…Wn，再根据W合＝W1＋W2＋…＋Wn，求合力的功．即合力做的功等于各个力做功的代数和．

7．(多选)下列说法正确的是(　　)

A．－10 J的功大于＋5 J的功

B．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

C．一个力对物体做了负功，则说明这个力一定阻碍物体的运动

D．功是矢量，正、负表示方向

8．如图4­1­10，坐在雪橇上的人与雪橇的总质量为m，在与水平面成θ角的恒定拉力F作用下，沿水平地面向右移动了一段距离x.已知雪橇与地面间的动摩擦因数为μ，雪橇受到的(　　)

图4­1­10

A．支持力做功为mgx

B．重力做功为mgx

C．拉力做功为Fxcos θ

D．滑动摩擦力做功为－μmgx

9．如图4­1­11所示，利用斜面从货车上卸货，每包货物的质量m＝20 kg，斜面倾角α＝37°，斜面的长度l＝0.5 m，货物与斜面间的动摩擦因数μ＝0.2，求货物从斜面顶端滑到底端的过程中受到的各个力所做的功以及合外力做的功．(g取10 m/s2)

图4­1­11

计算合力的功的一般步骤和方法

(1)对物体进行正确的受力分析，明确物体受到哪几个力作用，以及每个力的大小和方向．

(2)分析每一个力作用过程中所对应的位移，根据功的定义式W＝Fscos α，求出每一个力所做的功．

(3)将各个力所做的功进行代数求和，即可计算出总功．

(4)若各个力是同时作用在物体上，也可先求出各个力的合力，再根据功的定义式求出合外力所做的总功．

课后作业提升

一、选择题

1.关于功的概念,下列说法中正确的是(　　)

A.力对物体做功多,说明物体的位移一定大

B.力对物体做功少,说明物体的受力一定小

C.力对物体不做功,说明物体一定无位移

D.功的多少是由力的大小和物体在力的方向上的位移的大小共同决定的

2.关于摩擦力对物体做功,以下说法中正确的是(　　)

A.滑动摩擦力总是做负功

B.滑动摩擦力可能做负功,可能做正功,也可能不做功

C.静摩擦力对物体可以做负功

D.静摩擦力对物体总是做正功或不做功

3.如图所示,两物体与水平面间的动摩擦因数相同,它们的质量相等,在甲图中用力F1拉物体,在乙图中用力F2推物体,两种情况下两物体都做匀速直线运动,通过相同的位移.则F1和F2对物体所做的功W1和W2的关系为(　　)

A.W1=W2 B.W1>W2

C.W1<W2 D.无法比较

二、非选择题

4.如图所示,质量为m的滑块,由半径为R的半球面的上端A滑下,在下滑过程中所受到的摩擦力大小恒为f.滑块由A滑到最低点B的过程中,重力做功为　　　,弹力做功为　　　,摩擦力做功为　　　. 

5.子弹水平射入静止在光滑的水平面上的木块中,进入木块的最大深度为d.若在子弹深入木块直到最大深度的过程中,木块沿桌面移动距离为L,木块对子弹平均阻力大小为f,那么在这一过程中,阻力对子弹做的功为　　　,子弹对木块做的功为　　　. 

6.如图所示,物体的质量为2kg,光滑动滑轮质量不计,今用一竖直向上的50 N的恒力向上拉绳子,使物体上升高度4 m,则在这一过程中拉力做了多少功?

7.质量为M的拖拉机拉着耙来耙地,由静止开始做匀加速直线运动,在时间t内前进的距离为s.耙地时,拖拉机受到的牵引力恒为F,受到地面的阻力为自重的k倍,耙所受阻力恒定,连接杆质量不计且与水平面的夹角θ保持不变.求:

(1)拖拉机加速度的大小.

(2)拖拉机对连接杆的拉力大小.

(3)时间t内拖拉机对耙做的功.

学业分层测评(十一)

(建议用时：45分钟)

1．关于功，下列说法正确的是(　　)

A．因为功有正负，所以功是矢量

B．因为力是矢量，所以功也是矢量

C．若某一个力对物体不做功，说明该物体一定没有位移

D．一个恒力对物体做的功等于这个力的大小、物体位移的大小及力和位移间夹角的余弦这三者的乘积

2．关于功和能，下列说法正确的是(　　)

A．功可以转化为能，能可以转化为功

B. 做了多少功，一定有多少能发生了转化

C. 能量从一种形式转化为另一种形式时，可以不通过做功这一过程

D. 人在平地上步行时，没有做功，但消耗了能量

3．有一根轻绳拴了一个物体，如图4­1­12所示，若整体以加速度a向下做减速运动时，作用在物体上的各力做功的情况是(　　)

图4­1­12

A．重力做正功，拉力做负功，合外力做负功

B．重力做正功，拉力做负功，合外力做正功

C．重力做正功，拉力做正功，合外力做正功

D．重力做负功，拉力做负功，合外力做正功

4．两个相互垂直的力F1和F2作用在同一物体上，使物体运动，如图4­1­13所示，物体通过一段位移时，力F1对物体做功4 J，力F2对物体做功3 J，则力F1与F2的合力对物体做的功为(　　)

图4­1­13

A．7 J　　　　　　　　 B．2 J

C．5 J   D．3.5 J

5．以初速度v0竖直向上抛出一个质量为m的小球，上升最大高度是h.如果空气阻力f的大小恒定，则从抛出到落回出发点的整个过程中，空气阻力对小球做的功为(　　)

A．－2fh　　　　　　　　 B．－fh

C．－2mgh   D．0

6．用水平恒力F作用于质量为m的物体，使之在光滑的水平面上沿力的方向移动距离x，恒力F做功为W1；再用该恒力作用在质量为2m的物体上，使之在粗糙的水平面上移动同样的距离x，恒力F做功为W2，则两次恒力做功的关系是(　　)

A．W1>W2   B．W1<W2

C．W1＝W2   D．无法判断

7．(多选)质量为m的物体放在粗糙的水平面上，受到水平力F的作用，下列叙述中正确的是(　　)

A．如果物体做匀加速直线运动，则力F一定做正功

B．如果物体做匀加速直线运动，则力F可能做负功

C．如果物体做匀减速直线运动，则力F可能做正功

D．如果物体做匀减速直线运动，则力F可能做负功

8．如图4­1­14所示，一质量m＝4.0 kg的物体，由高h＝2.0 m，倾角θ＝53°的固定斜面的顶端滑到底端．物体与斜面间的动摩擦因数μ＝0.2，求物体所受各个力所做的功及合外力所做的功？(g取10 m/s2)

图4­1­14

9．如图4­1­15所示，在皮带传送装置中，皮带把物体P匀速传送至高处，在此过程中，下述说法正确的是(　　)

A．摩擦力对物体做正功

B．摩擦力对物体做负功

C．支持力对物体做正功

D．合外力对物体做正功

10．如图4­1­16所示，倾角为θ的斜面上有一个质量为m的物体，在水平推力F的作用下移动了距离s，如果物体与斜面间的动摩擦因数为μ，则推力对物体所做的功为(　　)                                                 

A．Fssin θ

B．Fscos θ

C．μmgscos θ

D．mg(sin θ＋μcos θ)s

11.一个质量m＝150 kg的雪橇，受到与水平方向成θ＝37°角斜向上方的拉力F＝500 N，在水平地面上移动的距离x＝5 m(如图4­1­17所示)．雪橇与地面间的滑动摩擦力f＝100 N，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8.求力对雪橇所做的总功．

12.在第22届冬季奥运会上，滑雪队员由静止开始沿斜坡从A点自由滑下，如图4­1­18所示，然后在水平面上前进至B点停下．已知A点到水平面的高度为h，滑雪板与斜坡、水平面之间的动摩擦因数皆为μ，滑雪者(包括滑雪板)的质量为m，A、B两点间的水平距离为L，滑雪者在AB段运动的过程中，重力、支持力及摩擦力所做的功各为多少？