§7.2功.ppt
§7.2 功,自学指导,阅读课本第52页图7.2，分析起重机、机车牵引列车和手压握力器的过程，思考以下问题： 1、各个过程中有没有能量的变化？ 2、在这些过程中，从能的角度如何定义功？,货物在起重机拉力的作用下 重力势能增加了,一、功和能,列车在机车的牵引力作用下 动能增加了,一、功和能,握力器在手的压力下 弹性势能增加了,一、功和能,能量,力,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。,一、功和能,货物在起重机的拉力作用下重力势能增加了 列车在机车的牵引力作用下 动能增加了 握力器在手的压力作用下弹性势能增加了,一个物体受到力的作用，如果物体在力的方向上发生一段位移，就说这个力对物体做了功。,二、功的概念,做功是力的作用在空间位移上逐渐累积的过程。,l,做功的两个不可缺少的因素,1.作用在物体上的力 2.物体在力的方向上发生的位移,l,思考与讨论,陷在雪地里的汽车，人不管怎样用力，都推不动，人的推力对汽车是否做功了？,火车在平直轨道上运动，铁轨对火车的支持力和火车的重力做不做功？,物体做匀速圆周运动，向心力是否做功？,思考与讨论,3物体做匀速圆周运动，向心力是否做功？,V,F,O,在物理学中，如果力的方向与物体运动的方向一致，功就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=F l,如果力的方向与位移方向一致,F,F,l,M,三、功的计算,F,F,问题3：当拉力与水平方向的夹角为时，此时拉力F做的功应该是多少呢？,l,F,研究方法（一）,v,F,F1,F2,1、分力F1所做的功等于FLl=F L cos 2、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做的功为W=F L cos,研究方法（一）,F,F,l,l2,l1,将位移沿力的方向和垂直于力的方向分解，分别为l1和l2。此时力F做的功W=F l1 。因为l1=lcos，所以，W=F l cos,研究方法（二）,F,F,F1,F2,F1,F2,力对物体所做的功，等于力的大小、位移的大小、力和位移的夹角的余弦这三者的乘积。,l,功的一般计算公式,1国际单位制中单位是焦耳，简称焦，符号是J。 1J等于1N的力使物体在力的方向上发生1m的位移时所做的功。 1J=1N×1m=1Nm 2F为恒力，即大小、方向不发生变化。 3L表示恒力F作用点的位移 4表示恒力F与位移L两个矢量方向之间的夹角 5功是一个标量。也是一个过程量 6功与物体受力后通过这段位移做什么运动无关,对功的公式的理解,如图表示物体在力F的作用下在水平面上发生了一段位移l，分别计算这三种情形下力对物体做的功。设这三种情形下力和位移的大小相同：F=10N，l=2m。角的大小如图。,l,F,l,F,v,v,=150°,=30°,如图表示物体在力F的作用下在水平面上发生了一段位移l，分别计算这三种情形下力对物体做的功。设这三种情形下力和位移的大小相同：F=10N，l=2m。角的大小如图。,l,F,v,l,=30°,一个质量为150kg的物体，受到与水平方向成=37°角的斜向右上方的拉力F=500N的作用，在水平地面上移动的距离为l=5m，物体与地面间的滑动摩擦力F阻=100N，求拉力F和滑动摩擦力F阻做的功？,F1,37°,F2,v,问题4：矢量的正、负表示的是方向。功是标量，它的正、负表示什么意思呢？,解：拉力F对物体所做的功为： W1=Flcos1= Flcos37°= 2000J 摩擦力F阻对物体所组的功为： W2=F阻lcos2= F阻lcos180°= 500J,现在我们讨论一下一个力做功时可能出现的各种情形。,四、正功和负功,公式中的F和l分别指“力的大小”和“位移的大小”，即公式中F和l恒取正值，公式应写作W=|F|·| l |cos。可见W的正负取决于cos的正负，也就是的大小。W的正负并不表示功有方向。,情形（一）,（1）当=/2时 cos=0，W=0。这表示力F的方向跟位移l的方向垂直，力F不做功。,FN,G,v,如小球在水平桌面上运动时，重力G和支持力FN都跟位移方向垂直，这两个力做功为多少？,情形（二）,（）当/2时 cos0，W0。这表示力F对物体做正功力F对物体产生位移有一定的贡献。（动力做功）,s,F,v,如人用力拉车前进时，人的拉力对车做正功。,s,F,情形（三）,（）当/2 时 cos0，W0。这表示力F对物体做负功F对物体产生位移起着阻碍的作用。（阻力做功）,如推着小车跑动的人，到达目的地减速时，人向后拉车的力对车做负功,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，可以说成“汽车克服阻力做功”。,在日常生活中，一个物体往往是在几个力的共同作用下发生一段位移时，那么如何计算这几个力对物体所做的总功？。,思考与讨论,F阻,G,F拉,FN,例题:一个质量2kg的小车，受到与水平方向成37°角斜向上方的拉力F1=10N，在水平地面上移动的距离l=2m。小车与地面间的摩擦力F2=4.2N。求外力对小车所做的总功。,F1,37°,F2,l,F1,37°,F2,FN,G,F1y,F1x,受力分析,v,方法1：求出各个力所做的功，则总功等于各个力所做功的代数和。注意要代入功的正、负号。,方法2：先求出各个力的合力，则总功等于合力所做的功。,五、总功的求法,归纳总结,一、做功的两个因素：力和物体在力的方向上发生的位移。 二、功的公式：W=Flcos 力对物体所做的功，等于力的大小、位移的大小、力和位移的夹角的余弦这三者的乘积。 三、功的国际单位：焦耳。功是标量 四、功的正、负的物理意义。 五、总功的求法： （1）求出各个力所做的功，则总功等于各个力所做功的代数和。 （2）先求出各个力的合力，则总功等于合力所做的功。,知识与技能 1、初步认识做功与能量变化的关系 2、理解功的概念，知道做功的两个要素 3、明确功是标量，知道公式 的适用范围，会用公式计算. 4、理解正功和负功的物理意义.会用公式计算多个力的功 5、通过推导、运用公式问题中培养同学们的分析问题的能力 过程与方法 1、通过实例展示做功的情景，建立功的概念 2、学会讨论、推导出功的表达式的方法 情感、态度和价值观 通过推导、应用公式培养同学们严谨的学习态度 重点:功的概念；功的计算公式以及应用。 难点：正功、负功的物理意义。,了解新课程学习目标,例1、如图，质量为m的物体沿倾角为的粗糙固定斜面下滑了一段距离l，物体与斜面间的动摩擦因数为，试求物体下滑过程中所受各力对物体所做的功以及这些力所做的总功。,例2、如图，质量为m的物体静止于倾角为的斜面体上，当斜面受力后，物体随斜面一起沿水平面匀速移动距离l，在这过程中物体所受各力对物体做的功分别是多少？物体所受斜面的力做功是多少？合外力做的功是多少？,课堂作业：1、阅读课本，2、完成 P552，3，4 课外作业：完成导学练1-8,作业与练习,
