高中物理人教版 (2019)必修第二册第八章机械能守恒定律4 机械能守恒定律教学演示课件ppt

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这是一份高中物理人教版 (2019)必修第二册第八章机械能守恒定律4 机械能守恒定律教学演示课件ppt，共60页。PPT课件主要包含了第二节功，第七章，力的方向上，力的方向，Flcosα，正功和负功，做正功，不做功，做负功，总功的计算等内容，欢迎下载使用。

下面几幅图片中人或机械做了功的有哪几幅？做功的大小与哪些因素有关？要回答这个问题，我们需要明确功的定义。
1．概念：一个物体受到力的作用，并在____________发生了一段位移，这个力就对物体做了功。2．做功的因素：_______和物体在___________上发生的__________，是做功的两个不可缺少的因素。
3．功的计算(1)若力的方向与位移的方向一致，则W＝________。(2)若力的方向与位移的方向夹角为α，则W＝__________。4．功的单位：国际单位制中，功的单位是_________，简称__________，符号是__________。
设力F与位移l方向间的夹角为α，则由功的公式W＝Flcsα可得下表：
当物体在几个力的共同作用下发生一段位移时，这几个力对物体所做的总功等于：1．各个分力分别对物体所做功的__________；2．几个力的__________对物体所做的功。
一、对功的理解1．功是过程量：描述了力的作用效果在空间上的累积，它总与一个具体过程相联系。2．做的功的两个必要因素(1)物体受到力的作用；(2)物体在力的方向上有位移。如图甲所示，举重运动员举着杠铃不动时，杠铃没有发生位移，所以举杠铃的力对杠铃没有做功。如图乙所示，足球在水平地面上滚动时，在重力的方向上没有发生位移，所以重力对球做的功为零。
功是力在空间上的积累效应，它总是与一个具体的过程相联系，因此，功是一个过程量。同时功与具体的某一个力或某几个力对应，学习时要注意是哪一个力或哪几个力的功，以及所对应的过程。
3．功的单位焦(J)，1J＝1N×1m＝1N·m4．对公式W＝Flcsα的理解对公式W＝Flcsα可以有两种理解：一种是力F在位移l方向上的分力Fcsα与位移l的乘积；另一种是力F与在力F方向上的位移lcsα的乘积。
特别提醒：(1)式中F一定是恒力。若是变力，中学阶段一般不用上式求功。(2)式中的l是力的作用点的位移，也为物体对地的位移。α是F的方向与l的方向间的夹角。(3)力对物体做的功只与F、l、α三者有关，与物体的运动状态等因素无关。
①如图甲所示，将物块叠放在一起。②如图乙所示，在水平方向匀速搬动一盆花。③如图丙所示，费了很大的劲，杠铃仍纹丝不动④如图丁所示，向前匀速推动拖把拖地。A．①②　　　　　B．②③C．①④ D．③④答案：C解析：乙图中花盆受到的合力为零，丙图中杠铃的位移为零，人对物体没做功，其它两种情况人对物体做了功。
二、对正功和负功的理解1．功是标量(1)功是标量，只有量值，没有方向。功的正、负并不表示功的方向，而且也不是数量上的正与负。我们既不能说“正功与负功的方向相反”，也不能说“正功大于负功”，它们仅仅表示相反的做功效果。(2) 一个力对物体做负功，往往说成物体克服这个力做功，这两种说法是等效的。例如，滑动摩擦力对物体做的功为－10J，也可以说成物体克服摩擦力做的功为10J。(3)比较做功多少时，只比较功的绝对值，不看功的正负号。例如，－8J的功要比5J的功多。
2．判断力是否做功及做功正负的方法(1)看力F的方向与位移l的方向间的夹角α——常用于恒力做功的情形。(2)看力F的方向与速度v的方向间的夹角α——常用于曲线运动的情形。若α为锐角则做正功，若α为直角则不做功，若α为钝角则做负功。
3．功的正负的物理意义
A．甲图中支持力对人做正功B．乙图中支持力对人做正功C．甲图中摩擦力对人做负功D．乙图中摩擦力对人做负功答案：A解析：图甲中支持力竖直向上，对人做正功，A正确；图乙中支持力垂直履带斜向上，对人不做功，B错误；图甲中摩擦力为零，C错误；图乙中摩擦力沿履带向上，对人做正功，D错误。
三、关于摩擦力的功和相互作用力的功1．摩擦力做功的特点(1)滑动摩擦力和静摩擦力都可以对物体不做功。(2)滑动摩擦力和静摩擦力都可以对物体做负功。(3)滑动摩擦力和静摩擦力都可以对物体做正功。
2．作用力、反作用力做功的特点(1)作用力与反作用力特点：大小相等、方向相反，但作用在不同物体上。(2)作用力、反作用力作用下的物体的运动特点：可能向相反方向运动，也可能向相同方向运动，也可能一个运动而另一个静止，还可能两物体都静止。(3)由W＝Flcsα可以判断，作用力与反作用力的功的特点是：没有必然关系，即不一定是一正一负，绝对值也不一定相等。
答案：D解析：各力的方向与位移方向均一致，所有力都做正功，选项D正确。
四、合力和变力做功的计算1．总功的计算物体受到多个外力作用时，计算合外力的功，要考虑各个外力共同做功产生的效果，一般有如下两种方法：(1)先由力的合成与分解法或根据牛顿第二定律求出合力F合，然后由W＝F合lcsα计算。(2)由W＝Flcsα计算各个力对物体做的功W1、W2、…、Wn，然后将各个外力所做的功求代数和，即W合＝W1＋W2＋…＋Wn。
特别提醒：(1)先求各个力做的功，再求总功时，应用的是算术运算法则，而不是矢量运算法则。(2)求某一个力做的功时，不受其他力存在的影响。(3)求各个力做的总功时，每个力对应的位移必须是相对于同一惯性参考系的位移(一般选地面)。
解析：选项A中，由于行李受力平衡，工人对行李的作用力竖直向上，与行李的运动方向始终垂直，故对行李不做功，选项A错误；在选项B中，工人对行李的作用力与行李的运动方向夹角为锐角，故对行李做正功，选项B正确；根据牛顿第三定律，作用力与反作用力大小相等，方向相反，但二者对不同的物体做功，两个受力物体的位移大小也不一定相等，所以选项C错误；D选项中，摩擦力是变力，且总与物体相对地面的运动方向相反，因此当物体回到出发点后，虽然物体位移为0，但摩擦力仍对物体做了负功，故选项D错误。答案：B
点评：(1)注意“做功”与“做工”的区别，A选项中，工人在“做工”。(2)C选项中，要注意一对作用力与反作用力做功的大小不一定相等，符号也不一定相反。
A．无论水平面光滑与否，都有W1＝W2B．若水平面光滑，则W1＞W2C．若水平面粗糙，则W1＞W2D．若水平面粗糙，则W1＜W2答案：A解析：由题意可知：F1做功为W1＝FLcsαF2做功为W2＝FLcsα故B、C、D错误，A正确。
点评：本题涉及对功的概念的理解和做功正、负的判断问题，要认真分析题中给出的物理情境，搞清哪些力对物体做功，是做正功还是做负功，受力分析要全面。在解题中不要只分析人对车的推力做功，而漏掉了人对车厢底部摩擦力做功的分析。
解析：重力与速度方向成锐角，重力做正功；摩擦力与速度方向垂直，摩擦力不做功；支持力与速度方向成钝角，支持力做负功。综上所述，A、C项正确。
答案：(1)80J　(2)68J
答案：重力和支持力做功为零　拉力做功48J　摩擦力做功－28J　合力做功20J
当木块相对木板向右滑动，它们之间为滑动摩擦力。此时①木板对木块的滑动摩擦力和木块位移方向相反，显然做负功。②若此时木板仍保持相对地面静止，木板受木块的滑动摩擦力不做功。③若此时木板也向右运动，但木块和木板仍有相对滑动，即仍为滑动摩擦力，则木板受木块的滑动摩擦力和木板位移方向相同，故做正功。可见滑动摩擦力不一定做负功。
(2)把木块放在长木板上，用力F1向右拉木块，用力F2向左拉木板，木块相对于地面向右运动，木板相对于地面向左运动，木块和木板之间有一对滑动摩擦力，为作用力和反作用力，经分析可得它们都做负功，而木板和木块相对于地面的位移也不一定相等，可见一对作用力和反作用力的功大小不一定相等，符号也不一定相反。点评：作用力、反作用力分别作用在两个物体上，求各力的功要和各自对应物体的位移结合起来，与一对平衡力要区分开。
答案：这种说法不对；地面摩擦力对人没做功。
解析：我们知道：人的走路过程是脚蹬地——抬脚——迈步，脚蹬地时地面摩擦力作用在脚上，但脚没有离地也就没有位移，脚一旦抬起迈步，摩擦力随之消失。根据功的定义可以断定，无论脚蹬地时还是迈步时，摩擦力做功都等于零。可见人行走前进并非地面摩擦力做功，而是人体内肌肉的力做功的结果。也许人们会问：如果说摩擦力不做功，可是没有地面摩擦力，人便不能行走，这又如何解释呢？这是因为地面摩擦力为人体肌肉施力做功提供了条件，使人体内力做功得以实现。所以人走动必须依靠地面摩擦力，至于摩擦力是否做功，只能根据功的定义来确定。
易错分析：对本题易错选项及错误原因具体分析如下：
匀速提升重物时，设拉力为F2，根据平衡条件得：F2＝G＝mg。匀速运动的位移：l2＝vt＝at2。所以匀速提升重物时拉力做的功：W2＝F2l2＝mg×at2。比较两种情况下拉力做功的表达式可知：当a>g时，W1>W2；当a＝g时，W1＝W2；当a

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