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沪科版（2020）必修第二册第一节 功精品课件ppt
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这是一份沪科版（2020）必修第二册第一节 功精品课件ppt，文件包含712功的计算pptx、712功的计算解析版docx、712功的计算原卷版docx等3份课件配套教学资源，其中PPT共28页， 欢迎下载使用。
二、正功、负功及物理意义
1.做功的两个因素同时具备: 力、在力的方向上发生位移（力作用点的位移）2.公式只能用于求恒力的功3.位移一定是物体相对地面发生的位移
1.功是标量，没有方向2.功的正负表示动力还是阻力
若物体做曲线运动，由力和速度夹角来判断
① 当0≤θ＜ 90°时，力对物体做正功；
② 当θ ＝ 90°时，力对物体不做功；
③ 当90° ＜ θ ≤ 180°时，力对物体做负功
① 当0≤α＜90°时W＞0，力对物体做正功；
若物体做直线运动，由力和位移夹角来判断
② 当α= 90°时W=0，力对物体不做功；
当90°＜α≤180°时，W＜0，力对物体做负功 或说成物体克服这个力做功（取绝对值） 。
1.如图所示，木块A放在木块B的左端，用恒力F将A拉至B的右端，第一次将B固定在地面上，F对A做功为W1，第二次让B可以在光滑的地面上自由滑动，F对A做功为W2，比较两次做功，应有( )A．W1W2 D．无法比较
2．如图，在光滑水平面上有甲、乙两个物体，在水平力F1和F2作用下向右运动距离s，甲对乙所做的功为W1，如果撤去F2，仍向右运动距离s，甲对乙所做的功为W1′，则（ ）A．W1′＞W1B．W1′＜W1C．W1′＝W1D．无法比较
1、掌握变力功的计算2、掌握摩擦力做功的计算3、掌握作用力和反作用力做功
想一想，如果把滑块放在圆弧轨道上运动，那么转动一周过程中摩擦力做功该如何求呢?
以前机械化生产水平较低，人们经常通过驴拉磨的方式把粮食颗粒加工成粗面来食用，如图所示，假设驴拉磨的平均作用力大小为500N，运动的半径为1m，则驴拉磨转动一周所做的功为( )A. 0 B. 500J C. 500πJ D. 1000πJ
【解析】驴对磨的拉力沿圆周切线方向，拉力作用点的速度方向也在圆周切线方向，故可认为拉磨过程中拉力方向始终与速度方向相同，故根据微分原理可知，拉力对磨盘所做的功等于拉力的大小与拉力作用点沿圆周运动弧长的乘积，则磨转动一周，
跳跳杆将人弹起的过程中，弹簧弹力在不断变化，如何求解此过程中弹簧对人做的功？
弹簧将人弹起过程中，弹力与位移成线性关系，可以用弹力的平均值乘以位移来计算功：
注意：只有当 F 和 x 成线性关系时，力的平均值才是算术平均值。
静置于水平地面上质量为1kg的物体，在水平拉力F=4+2x(式中F为力的大小、x为位移的大小（力F、位移x的单位分别是N、m)作用下，沿水平方向移动了5m。已知物体与地面间的动摩擦因数为0.2，取重力加速度g=10m/s2，则在物体移动5m的过程中拉力所做的功为( )A.35J B.45J C.55J D.65J
F-x 图像和坐标轴围成的面积表示该力的做功。
如图所示，轻弹簧一端与竖直墙壁连接，另一端与一质量为m的木块连接，放在光滑的水平面上，弹簧的劲度系数为k，弹簧处于自然状态。（1）今用水平力缓慢拉物体，使物体前进距离s，求拉力所做功？（2）弹簧从拉伸s1到s2的过程中，拉力所做功？
W’=F’平均Lcsα =（ks1+ks2）/2·（s2-s1） =（ks22/2）-（ks12/2）
恒力F通过滑轮将物体从A拉到B的过程中，绳子拉力是变力？那又如何求解绳子拉力做功呢？
由于轻绳并不会存储能量，所以恒力F 做功应该等于绳子对物体做的功：
如图所示，光滑的定滑轮到滑块的高度为h，已知细绳的拉力为F(恒定)，滑块沿水平面由A点前进s至B点，滑块在初、末位置时细绳与水平方向夹角分别为α和β。求滑块由A点运动到B点过程中，绳的拉力对滑块所做的功为___________
【解析】设绳对物体的拉力为T，显然人对绳的拉力F等于T。T在对物体做功的过程中大小虽然不变，但其方向时刻在改变，因此该问题是变力做功的问题。但是在滑轮的质量以及滑轮与绳间的摩擦不计的情况下，人对绳做的功就等于绳的拉力对物体做的功。而拉力F的大小和方向都不变，所以F做的功可以用公式W=Fxcsα直接计算。由图可知，在绳与水平面的夹角由α变到β的过程中，拉力F的作用点的位移大小为：
木箱所受的摩擦力对木箱做正功
相对静止一起向右做匀加速运动移动S
① 静摩擦力可以做正功，也可以做负功，还可以不做功。
② 相互摩擦的系统内，一对静摩擦力所做功的代数和总为零。
一对静摩擦力作功之和必定为零
2、思考与讨论：滑动摩擦力一定做负功吗?
滑动摩擦力f 对m 做负功 W1=- f Sm
滑动摩擦力f对Ｍ做正功 W2= f SM
一对滑动摩擦力对物体作功之和必定为负功
滑动摩擦力对滑块做负功
滑动摩擦力即可以做正功，也可以做负功，还可以不做功。
(4)摩擦生热 Q=W总=fΔS （ΔS为相对位移或者物体间的相对路程）
(2）滑动摩擦力、空气阻力(与速度始终反向)等做功， 在曲线运动或往返运动时等于力和路程（不是位移）的乘积：W=f s路（与运动的路径有关）
（1）滑动摩擦力可以做正功，也可以做负功，还可以不做功。
如图所示，一子弹以水平速度射入放置在光滑水平面上原来静止的木块，并留在木块当中，在此过程中子弹钻入木块的深度为d，木块的位移为l，木块与子弹间的摩擦力大小为F，则A.F对木块做功为FlB.F对木块做功为F(l＋d)C.F对子弹做功为－FdD.F对子弹做功为－F(l＋d)
2．关于摩擦力，以下正确的叙述是（ ）A．静止的物体，不可以受到滑动摩擦力；B．运动的物体，可以受到静摩擦力；C．滑动摩擦力，只能对物体做负功，不能对物体做正功；D．静摩擦力，只能对物体做正功，不能对物体做负功。
【答案】B【详解】A．静止的物体，也可以受到滑动摩擦力，比如汽车在地面行驶，地面静止，但是地面也受摩擦力作用，所以A错误；B．运动的物体，可以受到静摩擦力，如随车一起做加速运动的物体，受到静摩擦力提供动力，所以B正确；C．滑动摩擦力，能对物体做负功，也能对物体做正功，所以C错误；D．静摩擦力，能对物体做正功，也能对物体做负功，所以D错误；故选B。
1、如下图A、B 两辆小车上各放一个强磁铁，各以速度V相向运动，两磁体间的相互作用力对A车做 功,两磁体间的相互作用力对B车做 功；若用手按住B车，则相互作用力对A 车做正功，对B车不做功 。
若如下图A、B 两辆小车上各放一个强磁铁，各以速度V相向运动，两磁体间的相互作用力对A车做 ------- 功, 两磁体间的相互作用力对B车做 ------- 功；若用手按住B车，则相互作用力对A 车做负功，对B车不做功。
知识点三：作用力和反作用力做功
3.作用力与反作用力等大反向，但是W=Flcsα，故作用力与反作用力做功不一定相等、也不一定一正一负．
2.作用力与反作用力可同时做正功或同时做负功。（例如磁铁间或者两车相撞时）
1、作用力做功时，反作用力可能做功，也可能不做功，可能做正功，也可能做负功。反之亦然。
作用力和反作用力做功的特点
关于作用力与反作用力做功的关系，下列说法正确的是（ ）A．作用力做正功时，反作用力也可以做正功B．当作用力做正功时，反作用力一定做负功C．当作用力不做功时，反作用力也不做功D．作用力与反作用力所做的功一定是大小相等、正负相反的
【解答】解：A、作用力和反作用力是作用在两个相互作用的物体之上的；作用力和反作用力可以同时做负功，也可以同时做正功；如冰面上两个原来静止的小孩子相互推一下之后，两人同时后退，则两力做正功；而两个相对运动后撞在一起的物体，作用力和反作用力均做负功，故A正确，B错误C、若物体在一个静止的物体表面上滑动，则由于静止的物体没有位移，则相互作用的摩擦力对静止的物体不做功，所以作用力和反作用力可以一个力做功，另一个力不做功，故C错误D、作用力和反作用力可以同时做正功，也可以同时做负功，故D错误故选：A。
1、如图所示，一物块相对木板向右从板上A点滑至板上B点，木板上A、B两点间距离为5米，同时木板在地面上向左滑行3米，图甲为滑行前，图乙为滑行后，在此过程中物块受到木板对它的滑动摩擦力大小为20N，则物块所受的摩擦力做功为（ ）A.-160J B.-100J C.100J D.-40J
2、放在粗糙水平地面上的物体受到水平拉力的作用，在0~6s内其速度与时间图像和该拉力的功率与时间的图像如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．0~6s内拉力做功为20mB．0~6s内拉力做功为70JC．合外力在0~6s内做的功与0~2s内做的功不等D．2~6s内水平拉力的大小为
3、如图，两个小物体A、B质量分别为mA=2kg、mB=3kg，通过轻绳相连，轻绳跨过定滑轮P。初始时A、B处于静止状态，竖直高度差h=2m，将A、B同时由静止释放后，经过一段时间，A、 B处于同一水平高度，不计一切摩擦，g取10m/s，对于该过程，下列说法正确的是（ ）A．A、B从开始到运动至同一水平高度所用时间为1sB．A、B运动至同一水平高度时B的速度为1m/sC．绳子对A的冲量大小为24N·sD．绳子对B做功为-30J
二、正功、负功及物理意义
1.做功的两个因素同时具备: 力、在力的方向上发生位移（力作用点的位移）2.公式只能用于求恒力的功3.位移一定是物体相对地面发生的位移
1.功是标量，没有方向2.功的正负表示动力还是阻力
若物体做曲线运动，由力和速度夹角来判断
① 当0≤θ＜ 90°时，力对物体做正功；
② 当θ ＝ 90°时，力对物体不做功；
③ 当90° ＜ θ ≤ 180°时，力对物体做负功
① 当0≤α＜90°时W＞0，力对物体做正功；
若物体做直线运动，由力和位移夹角来判断
② 当α= 90°时W=0，力对物体不做功；
当90°＜α≤180°时，W＜0，力对物体做负功 或说成物体克服这个力做功（取绝对值） 。
1.如图所示，木块A放在木块B的左端，用恒力F将A拉至B的右端，第一次将B固定在地面上，F对A做功为W1，第二次让B可以在光滑的地面上自由滑动，F对A做功为W2，比较两次做功，应有( )A．W1
2．如图，在光滑水平面上有甲、乙两个物体，在水平力F1和F2作用下向右运动距离s，甲对乙所做的功为W1，如果撤去F2，仍向右运动距离s，甲对乙所做的功为W1′，则（ ）A．W1′＞W1B．W1′＜W1C．W1′＝W1D．无法比较
1、掌握变力功的计算2、掌握摩擦力做功的计算3、掌握作用力和反作用力做功
想一想，如果把滑块放在圆弧轨道上运动，那么转动一周过程中摩擦力做功该如何求呢?
以前机械化生产水平较低，人们经常通过驴拉磨的方式把粮食颗粒加工成粗面来食用，如图所示，假设驴拉磨的平均作用力大小为500N，运动的半径为1m，则驴拉磨转动一周所做的功为( )A. 0 B. 500J C. 500πJ D. 1000πJ
【解析】驴对磨的拉力沿圆周切线方向，拉力作用点的速度方向也在圆周切线方向，故可认为拉磨过程中拉力方向始终与速度方向相同，故根据微分原理可知，拉力对磨盘所做的功等于拉力的大小与拉力作用点沿圆周运动弧长的乘积，则磨转动一周，
跳跳杆将人弹起的过程中，弹簧弹力在不断变化，如何求解此过程中弹簧对人做的功？
弹簧将人弹起过程中，弹力与位移成线性关系，可以用弹力的平均值乘以位移来计算功：
注意：只有当 F 和 x 成线性关系时，力的平均值才是算术平均值。
静置于水平地面上质量为1kg的物体，在水平拉力F=4+2x(式中F为力的大小、x为位移的大小（力F、位移x的单位分别是N、m)作用下，沿水平方向移动了5m。已知物体与地面间的动摩擦因数为0.2，取重力加速度g=10m/s2，则在物体移动5m的过程中拉力所做的功为( )A.35J B.45J C.55J D.65J
F-x 图像和坐标轴围成的面积表示该力的做功。
如图所示，轻弹簧一端与竖直墙壁连接，另一端与一质量为m的木块连接，放在光滑的水平面上，弹簧的劲度系数为k，弹簧处于自然状态。（1）今用水平力缓慢拉物体，使物体前进距离s，求拉力所做功？（2）弹簧从拉伸s1到s2的过程中，拉力所做功？
W’=F’平均Lcsα =（ks1+ks2）/2·（s2-s1） =（ks22/2）-（ks12/2）
恒力F通过滑轮将物体从A拉到B的过程中，绳子拉力是变力？那又如何求解绳子拉力做功呢？
由于轻绳并不会存储能量，所以恒力F 做功应该等于绳子对物体做的功：
如图所示，光滑的定滑轮到滑块的高度为h，已知细绳的拉力为F(恒定)，滑块沿水平面由A点前进s至B点，滑块在初、末位置时细绳与水平方向夹角分别为α和β。求滑块由A点运动到B点过程中，绳的拉力对滑块所做的功为___________
【解析】设绳对物体的拉力为T，显然人对绳的拉力F等于T。T在对物体做功的过程中大小虽然不变，但其方向时刻在改变，因此该问题是变力做功的问题。但是在滑轮的质量以及滑轮与绳间的摩擦不计的情况下，人对绳做的功就等于绳的拉力对物体做的功。而拉力F的大小和方向都不变，所以F做的功可以用公式W=Fxcsα直接计算。由图可知，在绳与水平面的夹角由α变到β的过程中，拉力F的作用点的位移大小为：
木箱所受的摩擦力对木箱做正功
相对静止一起向右做匀加速运动移动S
① 静摩擦力可以做正功，也可以做负功，还可以不做功。
② 相互摩擦的系统内，一对静摩擦力所做功的代数和总为零。
一对静摩擦力作功之和必定为零
2、思考与讨论：滑动摩擦力一定做负功吗?
滑动摩擦力f 对m 做负功 W1=- f Sm
滑动摩擦力f对Ｍ做正功 W2= f SM
一对滑动摩擦力对物体作功之和必定为负功
滑动摩擦力对滑块做负功
滑动摩擦力即可以做正功，也可以做负功，还可以不做功。
(4)摩擦生热 Q=W总=fΔS （ΔS为相对位移或者物体间的相对路程）
(2）滑动摩擦力、空气阻力(与速度始终反向)等做功， 在曲线运动或往返运动时等于力和路程（不是位移）的乘积：W=f s路（与运动的路径有关）
（1）滑动摩擦力可以做正功，也可以做负功，还可以不做功。
如图所示，一子弹以水平速度射入放置在光滑水平面上原来静止的木块，并留在木块当中，在此过程中子弹钻入木块的深度为d，木块的位移为l，木块与子弹间的摩擦力大小为F，则A.F对木块做功为FlB.F对木块做功为F(l＋d)C.F对子弹做功为－FdD.F对子弹做功为－F(l＋d)
2．关于摩擦力，以下正确的叙述是（ ）A．静止的物体，不可以受到滑动摩擦力；B．运动的物体，可以受到静摩擦力；C．滑动摩擦力，只能对物体做负功，不能对物体做正功；D．静摩擦力，只能对物体做正功，不能对物体做负功。
【答案】B【详解】A．静止的物体，也可以受到滑动摩擦力，比如汽车在地面行驶，地面静止，但是地面也受摩擦力作用，所以A错误；B．运动的物体，可以受到静摩擦力，如随车一起做加速运动的物体，受到静摩擦力提供动力，所以B正确；C．滑动摩擦力，能对物体做负功，也能对物体做正功，所以C错误；D．静摩擦力，能对物体做正功，也能对物体做负功，所以D错误；故选B。
1、如下图A、B 两辆小车上各放一个强磁铁，各以速度V相向运动，两磁体间的相互作用力对A车做 功,两磁体间的相互作用力对B车做 功；若用手按住B车，则相互作用力对A 车做正功，对B车不做功 。
若如下图A、B 两辆小车上各放一个强磁铁，各以速度V相向运动，两磁体间的相互作用力对A车做 ------- 功, 两磁体间的相互作用力对B车做 ------- 功；若用手按住B车，则相互作用力对A 车做负功，对B车不做功。
知识点三：作用力和反作用力做功
3.作用力与反作用力等大反向，但是W=Flcsα，故作用力与反作用力做功不一定相等、也不一定一正一负．
2.作用力与反作用力可同时做正功或同时做负功。（例如磁铁间或者两车相撞时）
1、作用力做功时，反作用力可能做功，也可能不做功，可能做正功，也可能做负功。反之亦然。
作用力和反作用力做功的特点
关于作用力与反作用力做功的关系，下列说法正确的是（ ）A．作用力做正功时，反作用力也可以做正功B．当作用力做正功时，反作用力一定做负功C．当作用力不做功时，反作用力也不做功D．作用力与反作用力所做的功一定是大小相等、正负相反的
【解答】解：A、作用力和反作用力是作用在两个相互作用的物体之上的；作用力和反作用力可以同时做负功，也可以同时做正功；如冰面上两个原来静止的小孩子相互推一下之后，两人同时后退，则两力做正功；而两个相对运动后撞在一起的物体，作用力和反作用力均做负功，故A正确，B错误C、若物体在一个静止的物体表面上滑动，则由于静止的物体没有位移，则相互作用的摩擦力对静止的物体不做功，所以作用力和反作用力可以一个力做功，另一个力不做功，故C错误D、作用力和反作用力可以同时做正功，也可以同时做负功，故D错误故选：A。
1、如图所示，一物块相对木板向右从板上A点滑至板上B点，木板上A、B两点间距离为5米，同时木板在地面上向左滑行3米，图甲为滑行前，图乙为滑行后，在此过程中物块受到木板对它的滑动摩擦力大小为20N，则物块所受的摩擦力做功为（ ）A.-160J B.-100J C.100J D.-40J
2、放在粗糙水平地面上的物体受到水平拉力的作用，在0~6s内其速度与时间图像和该拉力的功率与时间的图像如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．0~6s内拉力做功为20mB．0~6s内拉力做功为70JC．合外力在0~6s内做的功与0~2s内做的功不等D．2~6s内水平拉力的大小为
3、如图，两个小物体A、B质量分别为mA=2kg、mB=3kg，通过轻绳相连，轻绳跨过定滑轮P。初始时A、B处于静止状态，竖直高度差h=2m，将A、B同时由静止释放后，经过一段时间，A、 B处于同一水平高度，不计一切摩擦，g取10m/s，对于该过程，下列说法正确的是（ ）A．A、B从开始到运动至同一水平高度所用时间为1sB．A、B运动至同一水平高度时B的速度为1m/sC．绳子对A的冲量大小为24N·sD．绳子对B做功为-30J
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