高中物理必修2功 教材分析.doc

用心爱心专心功教材分析（一）功的概念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.甲货物在起重机的作用下重力势能增加了乙列车在机车牵引下动能增加了丙握力器在手的压力下弹性势能增加了图5－2－1如果物体在力的作用下能量发生了变化，这个力一定对物体做了功比如起重机提起货物，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.可见，做功有两个不可缺少的因素.（二）功的两个不可缺少的因素力和物体在力的方向上发生的位移.（三）功的计算公式1.力与位移方向相同时在物理学中，如果力的方向与物体运动的方向一致，如图5－2－2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.图5－2－2如果力的方向与位移的方向一致，功等于力的大小与位移大小之积2.当力与位移之间的夹角为α时当力F的方向与运动方向成某一角度时（图5－2－3），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图5－2－3当力与位移之间有夹角α时，力所做的功是W=Flcosα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三者的乘积.注：上面①式中的α角是F和l两方向间的夹角.3.功的单位在国际单位制中，功的单位是焦耳，简称为焦，符号是J.1J=1N×1m=1N·m.（四）功的正负现在我们讨论一个力做功时可能出现的各种情形.1.当α=时，cosα=0，W=0.这表示力F的方向跟位移l的方向垂直时，力F不做功.例如，物体在水平桌面上运动，重力G和支持力FN都跟位移方向垂直，这两个力都不做功（图5－2－4）.图5－2－4α=，重力、支持力不做功2.当α＜时，cosα＞0，W＞0.这表示力F对物体做正功.例如，人用力拉车前进时，人的拉力F对车做正功（图5－2－5）.图5－2－5α＜，人的拉力做正功3.＜α≤π，cosα＜0，W＜0.这表示力对物体做负功.例如，推着小车跑动的人，到达目的地减速时，人向后拉车的力F对车做负功（图5－2－6）.图5－2－6＜α≤π，人的拉力做负功注意：（1）功只有大小，没有方向，是标量.功的正负既不表示大小，也不描述方向，而是另有意义.功为正，仅表示力对物体的运动起推动作用；功为负，仅表示力对物体的运动起阻碍作用.（2）注意讲“功”时，一定要指明哪个力对哪个物体在哪段位移过程中所做的功.（3）公式W=Flcosα只适用于恒力做功的计算，对于变力做功一般是由求得的物体能量的变化而间接求得.（4）公式W=Flcosα中的位移l，一般都是指物体对地的位移.（5）当物体受多个外力作用而做功时，需考虑各个外力共同做功而产生的效果，即计算合外力做的功（总功）.这时计算总功的方法有两种：①先求各力的合力，然后计算合力的功.②先由功的公式W=Flcosα计算各个外力对物体所做的功W1、W2、W3……然后求各个外力所做功的代数和，即W合=∑W=W1+W2+W3+……（6）某力对物体做负功，往往说成“物体克服某力做功”（取绝对值）.这两种说法的意义是等同的.例如，竖直向上抛出的球，在向上运动的过程中，重力对球做负功，可以说成“球克服重力做功”.汽车关闭发动机以后，在阻力的作用下逐渐停下来，阻力对汽车做负功，可以说“汽车克服阻力做功”.