c 克服力所作的功 F.PPT

第 2 冊 單元 4.1 功與能量 4.1 功與能量 不同形式的能量 能量的形式 機械能 進度評估 1 功與能量轉移 進度評估 2 不同形式的能量 1 能量的形式 1 能量的形式 2 機械能 b 勢能 (PE) 2 機械能 進度評估 1 – Q1 進度評估 1 – Q2 進度評估 1 – Q3 3 功與能量轉移 3 功與能量轉移 a 功的定義 a 功的定義 以下三種是作功時會出現的情況： a 功的定義 功： a 功的定義 a 功的定義 例題 1 例題 1 例題 1 b 功（非平行時的情況） b 功（非平行時的情況） b 功（非平行時的情況） 例題 2 例題 2 c 克服力所作的功 c 克服力所作的功 例題 3 例題 3 例題 3 進度評估 2 – Q1 進度評估 2 – Q2 進度評估 2 – Q2 進度評估 2 – Q2 d 質量為 M 的方塊沿斜面下滑一段距離 d。 ? P.* * 在彈床上跳躍，會涉及幾種不同形式的能量。 它們有哪幾種？ 彈性勢能 動能 重力勢能 不同形式的能量： 光能 聲能 電能 化學能 核能等等 跳彈床涉及的能量： 彈力勢能 動能 重力勢能 機械能 物體運動時具有動能。 化學能 動能 a 動能 (KE) 愈快 ? 動能愈大 跑步時： 抬高箱子時，它的重力勢能增加。 箱子放得愈高 重力勢能愈大 i 重力勢能 2 機械能 另一種形式的勢能。 彈性物體被拉伸、壓縮或扭曲時 獲得彈性勢能 b 勢能 (PE) ii 彈性勢能 總機械能 = 動能 + 勢能 炮彈剛離開炮台後，它的 ________ 能增加而 _______ 能則減少。 這兩種能量統稱為 ___________ 能。 勢 動 機械 小球從高處下落，與地面相撞時，小球的形狀改變。這時它的 ____________ 能增加。 如果小球的温度亦上升，它的 ________ 能增加。 彈性勢 內 描述世民由準備到起跑過程中的能量轉變。 世民體內儲存的化學能轉變為動能、勢能及內能。 熱 冷 兩個有温差的物體互相接觸： F 施力於物體： 能量轉移的過程： 能量轉移 ? 熱 能量轉移 ? 功 甚麼是功？ 力作用在物體上，使它產生與力平行的位移，才算做了功。 a 功的定義 與位移方向平行的力 ? 位移 W = Fs 功在數學上可定義為： 功 = F s 3 有能量轉移 2 物體產生位移 1 有力作用 標量（只有量值，沒有方向） 單位：N m 或焦耳 (J) 1 J 的功相等於用 1 N 的力使物體沿力的方向移動 1 m。 帶正號：力與位移的方向相同。 ? 物體的能量增加 帶負號：力與位移的方向相反。 ? 物體的能量減少 功的正負值： 例題 1 對足球作功 國邦以 100 N 的平均力踢一個靜止的足球。力作用於足球時，足球移動了 20 cm。 對足球作功 對足球作功 (a) 國邦對足球所作的功是多少？ 國邦對足球所作的功 = Fs = 100 ? 0.2 = 20 J (b) 描述國邦踢足球時，能量的轉換過程。 對足球作功 國邦對足球的功 足球的動能 力與位移的方向成一夾角時， ? 只須考慮力在位移方向的分量 3 功與能量轉移 F ? 與運動的方向平行 s W = F// s = (F cos ?)s = Fs cos ? F ? F cos ? F sin ? ? cos 90? = 0 ? 力沒有對物體作功 力 F 作用的方向與位移 s 互相垂直(F ⊥ s) ? Fs cos ? = 0 例題 2 對狗作功 A 和 B 作用於狗的力 F 都是 30 N，每隻狗都移動了 0.5 m。 她們對狗作的功分別是多少？ 對狗作功 功 = F// s = 30 cos 60? ? 0.5 = 7.5 J 對狗作功 B 作用於狗的力與狗的位移垂直。 考慮 B： 考慮 A： F// = 30 cos 60? N ? B 作的功 = 0 F 與 s 的方向相反 ? 功是負數 例：克服摩擦力所作的功是負數 克服摩擦力所作的功使桌子損失能量。 3 功與能量轉移 例題 3 足球所作的功 足球踢出後，獲得 20 J 的動能。它在地上滾動，有 5 N 的摩擦力作用於足球上，足球便慢慢停下來。 足球所作的功 足球所作的功 克服摩擦力所作的功 = Fs 20 = 5s s = 4 m (a) 求足球停下前所滾動的距離