1、第四章第四章 机械能和能源机械能和能源 4.1 4.1 功功 学习目标定位 理解功的概念会用功的公式WFxcos进行计算. 理解正、负功的概念，知道什么情况下力做正功或负功. 会求几个力对物体做的总功. 学习探究区 一、做功与能量的变化 二、功的计算公式 三、功的正负、合力的功 一、做功与能量的变化 举重运动员举起杠铃的过程中，什 么力对杠铃做功？能量怎样变化？ 问题设计 答案 推力对杠铃做功 运动员消耗自身的体能，转 化为杠铃的能量 1 1功的两个要素：功的两个要素：_和沿力的方向发生的和沿力的方向发生的_ 要点提炼 力 2 2功是一个功是一个_量量. . 返回 位移位移 过程过程 3 3做
2、功的过程就是的过程做功的过程就是的过程. . 能量变化能量变化 二、功的计算公式 问题设计 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 物体做了功如图所示，当恒力F的方向与物体位移x的方向成某一夹 角时，如何计算力F对物体做的功？ 答案 力对物体做的功： 力对物体做的功： 要点提炼 返回 （）功是标量， 是矢量，但在此总取正值（）功是标量， 是矢量，但在此总取正值 （）力 是恒力，此式只适用于恒力做功的计算（）力 是恒力，此式只适用于恒力做功的计算. . 三、功的正负、合力的功 问题设计 1某物体在水平面上向右运动了x，当物体受到与水平方向夹角为30的 恒力F作用时，如图甲
3、所示，力对物体做的功为多少？当物体受到与水平 面夹角为150的恒力F作用时(如图乙所示)，力对物体做的功为多少？ 答案 2功的正、负的含义是什么？ 答案 正功表示动力对物体做功；负功表示阻力对物体做功 要点提炼 2 2功的正、负并不表示方向，也不表示功的功的正、负并不表示方向，也不表示功的大大 小小，只表示是动力做功还是阻力做功，只表示是动力做功还是阻力做功 正 负克服 (1)当0 时，W 0，力对物体做 功； (2)当 延伸思考 问题设计 若物体受到多个力的作用，如何计算外力对物体做的总功？ 答案 求外力对物体做的总功，有两种方法： (1)先求物体所受的合外力，再根据公式W合F合xcos 求
4、合外力的功 (2)先根据WFxcos 求每个分力做的功W1、W2、Wn， 再根据W合W1W2Wn求合力的功 一、正、负功的判断 典例精析 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( ) C 正功 负功 F与v的夹角为锐角 F与v的夹角为钝角 锐角锐角钝角钝角 A 解析解析 返回 例2 质量为m的小物块在倾角为的 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
5、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 典例精析 B 一、正、负功的判断 取决于力与位移的方向关系 f与x成锐角 正功 负功 N与x成钝角 解析解析 返回 二、功的计算 例3 如图所示，一个人用与水平方 向成60角的力F40 N 拉一个木箱 ，在水平地面上沿直线匀速前进了8 m，求： (1)拉力F对木箱所做的功； (2)摩擦力对木箱所做的功； (3)外力对木箱所做的总功 典例精析 (1)拉力对木箱所做的功 W1Fxcos 604080.5 J160 J WFxcos (2)摩擦力对木箱做负功 f=Fcos 60 (3)外力对木箱所做的总功: WW1W20
6、 W2fx=Fxcos 60160J 解析解析 返回 二、功的计算 针对训练 如图所示，两个互相垂 直的力F1与F2作用在同一物体上， 使物体通过一段位移的过程中，力 F1对物体做功4 J，力F2对物体做功3 J，则力F1与F2的合力对物体做功为( ) A7 J B1 J C5 J D3.5 J 典例精析 A WW1W27J 功为标量，合力做功等于F1与 F2做功的代数和 解析解析 返回 课堂要点小结 功 做功的过程就是能量变化的过程 功的计算方法：WFcos 正功、负 功的意义 总功的计算两种方法 正功：力是动力，力把能量传递给物体 负功：力是阻力，受力物体把能量传递 给其他物体 返回 自我
7、检测区 123 1(对功的理解)关于功的概念，以 下说法正确的是( ) A力是矢量，位移是矢量，所 以功也是矢量 B功有正、负之分，若某个力 对物体做负功，表明这个力 对该物体的运动起阻碍作用 C若某一个力对物体不做功， 说明该物体一定没有位移 D合力的功等于各分力做的功 的矢量和 123 B 功为标量，只有大小没有方向 F、v做正功 F为动力 F、v做负功 F为阻力 F、v不做功 位移不为0 解析解析 2(对正、负功的判断)如图所示， 一端可绕O点自由转动的长木板上方 放一个物块，手持木板的另一端，使 木板从水平位置沿顺时针方向缓慢旋 转，则在物块相对于木板滑动前的过 程中( ) A重力做正
8、功 B摩擦力做负功 C摩擦力不做功 D支持力不做功 123 重力与速度方向成锐角 摩擦力与速度方向始终垂直 支持力与速度方向相反 解析解析 123 3(功的计算)如图所示，在光滑水 平面上，物体受两个相互垂直的大 小分别为F13 N和F24 N的恒力 ，其合力在水平方向上，从静止开 始运动10 m，求： (1)F1和F2分别对物体做的功是多少 ？代数和为多大？ (2)F1和F2合力为多大？合力做功是 多少？ （1）根据功的公式 WW1W218 J32 J50 J 标量 解析解析 123 3(功的计算)如图所示，在光滑水 平面上，物体受两个相互垂直的大 小分别为F13 N和F24 N的恒力 ，其合力在水平方向上，从静止开 始运动10 m，求： (1)F1和F2分别对物体做的功是多少 ？代数和为多大？ (2)F1和F2合力为多大？合力做功是 多少？ （2）由勾股定理 标量 合力F做的功WFx510 J50 J 解析解析
