1、高中物理-功課件木頭在起重機木頭在起重機的拉力作用下的拉力作用下 ? ? 能增加能增加列車在機車牽列車在機車牽引力的作用下引力的作用下 ? ? 能能增加增加握力器在手的壓力作用下握力器在手的壓力作用下 ？ 能增加能增加力對物體做了功力對物體做了功一、一、 功的概念功的概念 如果一個物體受到力的作用如果一個物體受到力的作用, 并且在力的方向上發生了位移并且在力的方向上發生了位移, 我我們就說們就說這個力這個力對物體做了功對物體做了功. 舉例說明舉例說明判斷:有無做功紋絲紋絲不動不動!勻速勻速真辛真辛苦苦力與位移方向相同，力做功力與位移方向相同，力做功力與位移方向垂直，力與位移方向垂直，在豎直方向

2、上有力在豎直方向上有力但沒有位移故力不但沒有位移故力不做功做功歸納歸納: :做功的兩個必要條件做功的兩個必要條件 （1 1）作用在物體上的力）作用在物體上的力 （2 2）物體在）物體在力的方向力的方向發生一段位移發生一段位移這兩個條件是嚴格的，缺一不可這兩個條件是嚴格的，缺一不可 ！二、功的表達式二、功的表達式 1、力的方向與物體的運動方向一致、力的方向與物體的運動方向一致 物體物體m在水平力在水平力F的作用下水平向前行駛的位移為的作用下水平向前行駛的位移為S，如圖所示，則力如圖所示，則力F對物體所做的功為：對物體所做的功為： W=FSF表示力的大小，表示力的大小，S表示位移的大小，表示位移的

3、大小，W表示力對物體所表示力對物體所做的功做的功 如何求一個力做了多少功呢？如何求一個力做了多少功呢？2、如果力的方向與運動方向垂直、如果力的方向與運動方向垂直 當力的方向跟位移方向垂直時，物體在力的方向上當力的方向跟位移方向垂直時，物體在力的方向上沒有發生位移，力對物體不做功，即做功為零。沒有發生位移，力對物體不做功，即做功為零。 即即 W 0F F勻速運動勻速運動S3、當力的方向與位移方向成某一角度、當力的方向與位移方向成某一角度時時 物體物體m在與水平方向成在與水平方向成角的力角的力F的作用下，沿水平的作用下，沿水平方向向前行駛的距離為方向向前行駛的距離為S，如圖所示，求力，如圖所示，求

4、力F對物體對物體所做的功。所做的功。 SFFFFF分析：分析：根據力的等效性原理根據力的等效性原理,可以可以把計算把計算F做功的問題轉化為做功的問題轉化為分別求分別求F1和和F2做功的問題做功的問題W1= F1S= F COSSW2 = 0W = W1 + W2W = F SCOS 拉力拉力F做的功做的功W = ？F2F1理解：在位移方向的分力與位移的乘積理解：在位移方向的分力與位移的乘積1 1、公式：、公式：W = F S cosW=Fscos，其中，其中為為F與與s的夾角，的夾角，F是力的是力的大小，大小，s一般是物體相對地面的位移，而不是一般是物體相對地面的位移，而不是相對于和它接觸的物

5、體的位移相對于和它接觸的物體的位移.（力的作用點（力的作用點發生的位移）發生的位移）功的公式：功的公式：2 2、單位、單位國際單位：焦耳（焦）國際單位：焦耳（焦）單位符號：單位符號：J Jm=1Nm5.適用條件適用條件:公式公式只只適用于適用于恒力恒力做功做功.即力的大小和方即力的大小和方向恒定且受力物體沿著確定直線運動。（力和位移的向恒定且受力物體沿著確定直線運動。（力和位移的夾角恒定）夾角恒定）4.功是過程量。計算功時必須明確是哪個力在哪個過功是過程量。計算功時必須明確是哪個力在哪個過程中對哪個物體做功。程中對哪個物體做功。3.物理意義：一個力做的功等于這個力的大小、位物理意義：一個力做的

6、功等于這個力的大小、位移的大小、力的方向和位移的方向的夾角的余弦、移的大小、力的方向和位移的方向的夾角的余弦、這三者的乘積。恒力做功多少只與、及二者夾這三者的乘積。恒力做功多少只與、及二者夾角余弦有關，而與物體的加速度大小、速度大小、角余弦有關，而與物體的加速度大小、速度大小、運動時間長短等都無關，即與物體的運動性質無關，運動時間長短等都無關，即與物體的運動性質無關，同時與有無其它力做功也無關。同時與有無其它力做功也無關。6.6.功是標量，只有大小，沒有方向，但是有正負功是標量，只有大小，沒有方向，但是有正負. .當當009090時時cos0cos0 ,WW0 0，力對物體做正功；，力對物體做

7、正功；（1）若物體做直線運動，由）若物體做直線運動，由力和位移夾角力和位移夾角來判斷較方便。來判斷較方便。當當=90=90時，時，cos=0cos=0、W=0W=0，力對物體不做功；，力對物體不做功；當當9090180180時，時， cos0cos0 ,WW0 0，力對物體，力對物體做負功或說成物體克服這個力做功做負功或說成物體克服這個力做功. .（2）若物體做曲線運動，利用）若物體做曲線運動，利用力和速度的夾角力和速度的夾角來判斷。來判斷。 時，力對物體做正功；時，力對物體做正功； 時，力對物體不做功。時，力對物體不做功。 時，力對物體做負功（或物時，力對物體做負功（或物體克服力做功）。體克

8、服力做功）。正功的意義是：力對物體做正功，表明此力的正功的意義是：力對物體做正功，表明此力的效果是促進物體的運動，是動力做功。效果是促進物體的運動，是動力做功。負功的意義是：力對物體做負功，表明此負功的意義是：力對物體做負功，表明此力的效果是阻礙了物體運動，是阻力做功。力的效果是阻礙了物體運動，是阻力做功。功是標量，但有正負。功的正負只表示力做功的效果功是標量，但有正負。功的正負只表示力做功的效果, 決決不表示方向不表示方向 ,也不表示大小。即：表示是也不表示大小。即：表示是動力或阻力做功。動力或阻力做功。一個力對物體做負功，也可說成物體克一個力對物體做負功，也可說成物體克服這個力做了功（正值

9、）服這個力做了功（正值） 例：某一物體以一定初速度在粗糙水平面做例：某一物體以一定初速度在粗糙水平面做勻減速直線運動，若阻力做勻減速直線運動，若阻力做20J功，功，也可以講物體克服阻力做了也可以講物體克服阻力做了20J功。功。比較比較8J的功與的功與5J的功誰大？的功誰大？摩擦力一定對物體做負功嗎摩擦力一定對物體做負功嗎?二二. .摩擦力做功的特點摩擦力做功的特點: :1.1.靜摩擦力做功的特點靜摩擦力做功的特點（1 1）靜摩擦力可以做正功，也可以做負功，還可以不做）靜摩擦力可以做正功，也可以做負功，還可以不做功。功。（2 2）在靜摩擦力做功的過程中，只有機械能的相互轉移）在靜摩擦力做功的過程

10、中，只有機械能的相互轉移（靜摩擦力起著傳遞機械能的作用），而沒有機械能轉（靜摩擦力起著傳遞機械能的作用），而沒有機械能轉化為其他形式的能化為其他形式的能（3 3）相互摩擦的系統內，一對靜摩擦力所做功的代數）相互摩擦的系統內，一對靜摩擦力所做功的代數和總為零。和總為零。1.AB1.AB兩物體疊放在水平面上，保持相對靜止一兩物體疊放在水平面上，保持相對靜止一起向右做勻加速運動移動起向右做勻加速運動移動S S， 則摩擦力則摩擦力f f1 1對對A A做做功，功，f f2 2對對B B做做功。功。AaBf1f2W1=f S W2= - f S W1 + W2= 0正正負負舉例說明舉例說明: :2.小木

11、塊置于旋轉的水平轉臺上，隨轉臺小木塊置于旋轉的水平轉臺上，隨轉臺一起勻速轉動，小木塊受到的摩擦力對木一起勻速轉動，小木塊受到的摩擦力對木塊做塊做功。功。f0若小木塊隨轉臺一起加速轉動而沒有相對滑動若小木塊隨轉臺一起加速轉動而沒有相對滑動，則小木塊受到的摩擦力對木塊做，則小木塊受到的摩擦力對木塊做功。功。正正3.AB3.AB兩物體疊放在水平面上，兩物體疊放在水平面上，A A物體物體用線系在墻上，用線系在墻上，B B 物體在力物體在力 F F作用下向作用下向右運動，則右運動，則f f1 1對對A A做做功，功，f f2 2對對B B做做功。功。 FBAf1f20負負4.4.正在運動的水平傳送帶上輕

12、輕放一個小正在運動的水平傳送帶上輕輕放一個小木塊，小木塊受到的摩擦力對小木塊做木塊，小木塊受到的摩擦力對小木塊做 功。功。Vf開始物體在摩擦力的作用下做勻加速運開始物體在摩擦力的作用下做勻加速運 動，摩擦力對物體做正功。動，摩擦力對物體做正功。達到速度達到速度v v后，物體不受摩擦力，做勻速后，物體不受摩擦力，做勻速 運動，不做功運動，不做功. .5.AB5.AB兩物體疊放在水平面上，兩物體疊放在水平面上，A A物體在物體在力力 F F作用下在作用下在B B物體上相對滑動，物體上相對滑動，則則f f1 1對對A A做做功，功，f f2 2對對B B做做功。功。ABFf1f2SS2S1W1= -

13、 fS1W2= fS2W1 + W2= f(S2 - S1 )= - f S負負正正2.2.滑動摩擦力做功的特點：滑動摩擦力做功的特點：(1(1）滑動摩擦力可以對物體做正功，也可以對物體做）滑動摩擦力可以對物體做正功，也可以對物體做負功，當然也可以不做功。負功，當然也可以不做功。(2(2）一對滑動摩擦力做功的過程中，能量的轉化有兩）一對滑動摩擦力做功的過程中，能量的轉化有兩個方面：一是相互摩擦的物體之間機械能的轉移；二個方面：一是相互摩擦的物體之間機械能的轉移；二是機械能轉化為內能。是機械能轉化為內能。(3)(3)一對滑動摩擦力的總功等于一對滑動摩擦力的總功等于滑動摩擦力乘以相對位移滑動摩擦力

14、乘以相對位移即即W=- fS- fS式中式中SS指物體間的相對位移指物體間的相對位移(4)(4)轉化為內能的量值等于滑動摩擦力與相對位移的乘積轉化為內能的量值等于滑動摩擦力與相對位移的乘積, ,即即W=QW=Q（即摩擦生熱）（即摩擦生熱）. .(5(5）滑動摩擦力、空氣摩擦阻力等，在曲線運動或往）滑動摩擦力、空氣摩擦阻力等，在曲線運動或往返運動時等于力和路程（不是位移）的乘積返運動時等于力和路程（不是位移）的乘積例例6.6.質量為質量為MM的長板放在光滑水平面上，一個的長板放在光滑水平面上，一個質量為的滑塊以速度質量為的滑塊以速度v v沿木板表面從沿木板表面從A A點滑點滑到到B B點，在木板

15、上前進了點，在木板上前進了L L，而木板在水平面上，而木板在水平面上前進了前進了s s，如圖，設滑塊與木板間的動摩擦因，如圖，設滑塊與木板間的動摩擦因數為數為 求：求：(1)(1)摩擦力對滑塊做的功；摩擦力對滑塊做的功；(2)(2)摩擦力對木板做的功；摩擦力對木板做的功；(3)(3)摩擦力做的總功；摩擦力做的總功；(4)(4)上述過程中機械能轉化為內能的大小上述過程中機械能轉化為內能的大小. .圖6-1-2【解析解析】分別對滑塊和木板進行受力分析，如圖分別對滑塊和木板進行受力分析，如圖所示所示.f=.f= mmg g， f = f f = f 摩擦力對滑塊做的功為摩擦力對滑塊做的功為:W:Wm

16、m=-f(s+L)=-=-f(s+L)=- mmg(s+L)g(s+L)，摩擦力對木板做的功為摩擦力對木板做的功為:W:WMM=fs=fs= mgsmgs，摩擦力做的總功為摩擦力做的總功為:W=W:W=Wmm+W+WMM=-=- mmgLgL，轉化為內能的大小為轉化為內能的大小為:Q=-W=:Q=-W= mgLmgL【解題回顧解題回顧】摩擦力是阻力摩擦力是阻力( (對滑塊對滑塊) )時，它所時，它所做的功是負功；摩擦力是動力做的功是負功；摩擦力是動力( (對木板對木板) )時，它時，它所做的功是正功。我們還體會到摩擦力所做的功是正功。我們還體會到摩擦力f f和和ff雖然是一對作用力和反作用力，

17、但它們做的功雖然是一對作用力和反作用力，但它們做的功卻不一定相等卻不一定相等. .一個質量一個質量m=150kg的雪橇，受到與水平方向成的雪橇，受到與水平方向成37角斜向上方的拉力角斜向上方的拉力F=500N，在水平地面上移動的，在水平地面上移動的距離距離l=5m。物體與地面間的滑動摩擦力。物體與地面間的滑動摩擦力F阻阻=100N。求。求外力對物體所做的總功。外力對物體所做的總功。 解析：解析：拉力拉力F F對物體所做的功為對物體所做的功為 W W1 1= = FlFlcos37cos37=2000J=2000J。摩擦力摩擦力F F阻阻對物體所做的功為對物體所做的功為 W W2 2= = F

18、F阻阻l lcos180cos180= -500J= -500J。外力對物體所做的總功外力對物體所做的總功 W W= =W W1 1W W2 2=1500J=1500J。（另解：先求合力，再求總功）（另解：先求合力，再求總功）總功等于各個力對物體所做功的總功等于各個力對物體所做功的代代數和數和，也等于，也等于合力合力對物體所做的功。對物體所做的功。三三、求總功求總功(1)、分別求出每個力所做的功，然后求出、分別求出每個力所做的功，然后求出所有功的代數和。即：所有功的代數和。即：W總總=W1+W2+Wn(2)、先求出物體所受的合力，然后、先求出物體所受的合力，然后再求出合力的功，即：再求出合力的

19、功，即：W總總=F合合Scos求力對物體所做的總功有兩種方法求力對物體所做的總功有兩種方法：練習：在光滑水平面上，物體受到兩個沿水練習：在光滑水平面上，物體受到兩個沿水平方向互相垂直的大小分別為平方向互相垂直的大小分別為3N3N和和4N4N的恒力，的恒力，從靜止開始運動從靜止開始運動10m,10m,求每個力做的功和合力求每個力做的功和合力做的功。做的功。由上可知，總功的計算是標量運算，不符合由上可知，總功的計算是標量運算，不符合平行四邊形定則平行四邊形定則 1、 用水平恒力用水平恒力F作用于質量為作用于質量為M的物體，的物體，使之在光滑的水平面上沿力的方向移動距離使之在光滑的水平面上沿力的方向

20、移動距離l，恒力做功為恒力做功為W1，再用該恒力作用于質量為，再用該恒力作用于質量為m(mw2 B w1w2 C w1=w2 D 無法判斷無法判斷 C本題說明了一個力所做的功只由力和力的方本題說明了一個力所做的功只由力和力的方向上發生的位移決定向上發生的位移決定, ,跟物體是否還受到其跟物體是否還受到其它力作用它力作用, ,以及物體的運動情況均無關以及物體的運動情況均無關若將位移若將位移 S 分解分解,結果如何結果如何?FSS1S290。S1=ScosS2=S sinW1= FS 1= F Scos W2= 0W= F Scos 理解：力與位移在力的方向的分量的乘積理解：力與位移在力的方向的分量的乘積1 1、做功的兩個不、做功的兩個不可缺少的因素可缺少的因素 作用在物體上的力作用在物體上的力在在力的方向上