2017-2018学年高中物理人教版必修2:第七章 第2节功教案1
2017-2018学年高中物理人教版必修2:第七章 第2节功教案1第2页

  

  

  

  

  

  

  2.做功的两个必要因素

  在学习初中物理时我们就已经跨越了历史的长河,认识到,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。

  起重机提起货物,货物在起重机拉力的作用下发生一段位移,拉力就对货物做了功。列车在机车的牵引力作用下发生一段位移,牵引力就对列车做了功。用手压缩弹簧时,弹簧在手的压力下发生形变,也就是产生了一段位移,压力就对弹簧做了功。人推车前进时,车在人的推力作用下发生了一段位移,推力对车做了功。

  可见,力和物体在力的方向上发生的位移,是做功的两个不可缺少的因素。

  【巩固练习】

  人提水桶水平行走时人对水桶是否做功?人提水桶沿楼梯上楼时人对水桶是否做功?在光滑水平地面上滚动的小球,重力是否做功?

  3."做功"与"做工"的区别

  物理学中的"做功"必须满足做功的两个必要因素。日常生活中的"做工"范指一切消耗脑力和体力的过程。因而:"做工"不一定"做功","做功"一定"做工"。

  二、功的计算

  1.力的方向与物体的运动方向一致

  在物理学中,如果力的方向与物体运动的方向一致,如图所示,我们就说:功等于力的大小与位移大小的乘积。用F表示力的大小,用l表示位移的大小,用W表示力F所做的功,则有

  W=Fl

  如果物体在力的作用下位移增加了Δl,那么力所做的功相应地增加ΔW=FΔl。

  2.力的方向与物体的运动方向成某一角度

  当力F的方向与运动方向成某一角度时,可以把力F分解为两个分力:跟位移方向一致的分力F1,跟位移方向垂直的分力F2。设物体在力F的作用下发生的位移的大小是l,则分力F1所做的功等于F1l。分力F2的方向跟位移的方向垂直,物体在F2的方向上没有发生位移,F2所做的功等于0。因此,力F对物体所做的功W等于F1l,而F1=Fcosα,所以

  W=Flcosα (1)

  这就是说,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。

  功的公式还可理解成在位移方向的分力与位移的乘积,或力与位移在力的方向的分量的乘积。

  3.说明

  ①公式中的力F为恒力

  ②公式中的位移l为物体作直线运动时移动的位移

  ③公式中的夹角α为力和位移矢量间的夹角

找力F和位移l之间的夹角时,我们可以把力F和l的箭尾移到同一点,看它们之间的夹角是多少。在右