高中物理必修二——功.pptVIP

第七章 机械能 第一节 功 孙英战 学习功的预备知识 1认识以下各力的大小和方向： 重力、弹力、摩擦力、 2知道以下各种力的特点 平衡力、作用力与反作用力、向心力 3位移的概念 4矢量的合成与分解原则 阅读课本P55－P56回答以下问题 分析P57，7－2－1三张图片 起重机提起货物，货物在拉力作用下，发生一段位移，我们就说拉力对货物做功 列车在机车牵引力作用下发生一段位移，我们就说牵引力对列车做功 用手压缩弹簧，弹簧在手的压力下发生形变，即产生了一段位移，我们就说压力对弹簧做功。 分析：做功的因素是什么？ 1力 2在力方向上的位移 小结：在分析某力做功时，必须找出该力和在该力作用下的位移 练习：质量为m的物体，在力F的作用下，沿粗糙水平面向右运动位移为s，试分析物体受到的各力是否做功？ 功 1定义：如果力的方向与物体运动的方向一致，力的大小与位移大小的乘积叫做功 2公式：W＝F s 说明： W－力F做的功 F－做功的力 s－力F做功的位移。 3公式的适用条件： 适用于分析恒力F做的功 4单位：焦耳，1J＝1Nm 5功是标量。 练习 质量为m＝2kg的物体，在力F=10N的作用下，沿粗糙水平面向右运动位移为s=10m，摩擦力f=5N，试分析物体受到的各力做功的大小？若为光滑的水平面，力F做功为多少？ 思考：当力F的方向与位移的方向成某一角度θ时，如何分析力F的功？ 思路一：沿位移的方向分解力。 结论：力对物体所做的功等于力的大小、位移大小、力与位移大小夹角的余弦三者的乘积。 思路二：沿力的方向分解位移 讨论 ①当α=π/2时， cosα=0，W=0。力F和位移s的方向垂直时，力F不做功； 讨论 ②当α＜π/2时， cosα＞0，W＞0。这表示力F对物体做正功； 讨论 ③当π/2＜α≤π时， cosα＜0，W＜0。这表示力F对物体做负功。 思考：当一个物体在几个力的共同作用下，发生一段位移，如何求各力的总功？ 如图所示，物体受到两个力的作用，F1＝3N，F2＝4N，物体的位移方向与F2的夹角为θ＝370，大小为1m,求F1、F2各力做功分别为多少，它们的合力做功为多少？ 结 论： 合外力对物体做的总功等于各个分力分别对物体所做功的代数和 W= W1+W2+W3+???+Wn 例题 一个质量m=150kg的雪撬，受到与水平方向成θ＝370角斜向上方的拉力F＝500N，在水平地面上移动的距离l=5m,雪橇与地面间的滑动摩擦力f＝100N，求力对雪橇做的总功。 解：对物体受力分析如图所示，建立沿位移方向的坐标系，把力F分解，因此，合外力的总功为 W＝(Fcosθ-f)s =(500×0.8-100)×5 =1500J 解法二： 力F做的功为 WF＝Fcosθ s＝2000J 阻力f做的功为 Wf＝-fs＝－500J 因此总功为W＝WF+Wf=1500J 练习 1一个质量m=150kg的雪撬，受到与水平方向成θ＝370角斜向上方的拉力F＝500N，在水平地面上移动的距离l=5m,雪橇与地面间的动摩擦因数为0.1，求力对雪橇做的总功。 2一个质量m=150kg的雪撬，受到与水平方向成θ＝370角斜向下方的拉力F＝500N，在水平地面上移动的距离l=5m,雪橇与地面间的动摩擦因数为0.1，求力对雪橇做的总功。 练习 3一个质量m=40kg的雪撬，放在倾角为θ＝370的斜面上，用平行斜面的拉力F＝500N，在斜面上移动的距离l=5m,雪橇与斜面间的动摩擦因数为0.1，求力对雪橇做的总功。 思考： 1在匀速圆周运动中向心力做功的特点是什么？ 在匀速圆周运动中向心力永远与运动方向垂直，因此，向心力不做功。 2一对作用力与反作用力做功的特点是什么？ 一对作用力与反作用力做功没有必然的规律。 小结： * 势能 动能 相互作用的物体凭借其位置而具有的能量叫做势能 物体由于运动而具有的能量叫做动能 能的转换与守恒 老师语：任何物体（人）都具有能量，关键在于我们如何把能量进行转换，让其发挥最大的效益 F F 小结：某力做功多少与其他力是否存在无关 F s θ 1沿位移方向的力的大小为Fcosθ,其做功为W＝Fs cos θ 2垂直位移方向的力大小为Fsinθ,其位移为0，因此，不做功 因此力F做的功W＝Fs cos θ θ F s 1沿力的方向的位移为s cosθ,F做的功为W＝Fscosθ 2垂直于力的方向的位移为s sinθ,力F不做功 因此力F做功为W＝Fscosθ W＝Fscosθ 注意：位移是以地面为参考系的 力对物体做负功，也说成“物体克服力做功” θ F1＝3N F2＝4N s WF1＝1.8J，WF2＝3.2J，W合＝5J 从以上结果，你能得出什么结论？ θ F θ F f mg FN *