高一物理必修二7.2 功.ppt
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1、第七章 机械能及其守恒定律 第2节 功,问题:木头在起重机拉力作用下什么形式能增加?,功与能量的关系,问题:列车在机车牵引力的作用下什么形式的能在能增加?,问题:握力器在手的压力作用下什么形式的能增加?,功与能量的关系,2.做功的过程是能量转化的过程。,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。,1.功的概念:一个物体受到力的作用,如果在力的方向上发生一段位移,力就对物体做了功。,一、功,2.做功的两个要素,一是作用在物体上的力; 二是物体在力的方向上发生位移.,解释前面事例,3.功的大小,1、力与位移方向一致时:,F,W=F l,2、力的方向与运动方向垂直,小球在水平桌
2、面上滚动时,支持力和重力对物体做功吗?,物体在力的方向上没有发生位移,力对物体不做功,或者说,做功为零。,即 W 0,分析:根据力的等效性原理,可以把计算F做功的问题转化为分别求F1和F2做功的问题,W1= F1l = F COSl,W2 = 0,W = W1,W = F l COS,拉力F做的功W = ?,力与位移方向成一定夹角时,分析:位移是矢量,可以把计算F在l方向上做功的问题转化为分别求lF和l2方向做功的问题。,WF=W1= FlF = Fl COS,W = FlF=F l COS,拉力F做的功W = ?,力与位移方向成一定夹角时,l F=l cos,说明: 1、公式只对恒力适用,m
3、=1N 物理意义:物体受到1N的力,在力方向上发生1m的位移,就说这个力对物体做了1J的功。,公式:,W=Flcos,3、公式中F、 只指大小,一定是正数; 是 F、 两箭头远离质点的夹角,即:方向夹角,2、l 是相对地面的实际位移, 不是指相对地面的水平位移,功的单位:焦耳,用符号“J”表示,例1 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都相同:F10N,l2m。角的大小如图:,=150,1.解:图1 W=Fl cos(180-) =Fl cos(180-150) =Fl cos30 =102 =17.3J,图2: W=Fl cos(180-) =Fl cos150
4、=17.3J,图3:W=Fl cos30 =17.3J,例2:用与水平面成角斜向上的拉力拉着质量为m的物体在水平面上运动,第一次在光滑水平面上,做匀加速直线运动,位移为x,做功w1;第二次在粗糙水平面上,做匀速直线运动,位移也为x,作功w2,则( ),A. w1 w2,B. w1 w2,C. w1 = w2,D. 无法确定,C,功一定要指明是哪个力对物体做的功.,注意:恒力做功与物体的运动性质、运动时间的长短都无关,同时与有无其它力做功也无关。,拉力F做的功W = ?,WF=Fl1,计算力做功时注意力和位移的同时性。,v0,思考:功是标量还是矢量?,如何判断一个物理量是标量还是矢量?,1、标量
5、没有方向,矢量有方向,2、运算法则: 标量:代数相加减, 矢量加减:平行四边形法则,例3:在光滑水平面上,物体受两个沿水平方向、互相垂直的大小分别为3N和4N的恒力,从静止开始运动10m,求每个力做的功和合力做的功。,F1=4N,F2=3N,功满足代数运算,是标量,计算几个力所做总功的方法:,(2)先求出各个力所做的功,再求其代数和,(1)先求出这几个力的合力 F 的大小和方向, 再求合力 F 所做的功,即为总功,例题4:一个质量m=150kg的雪橇,受到与水平方向成37角斜向上方的拉力F=500N,在水平地面上移动的距离l=5m。物体与地面间的滑动摩擦力F阻=100N。求外力对物体所做的总功
6、。,解析:拉力F对物体所做的功为 W1= Flcos37=2000J。 摩擦力F阻对物体所做的功为 W2= F阻lcos180= -500J。 重力和支持力做功为0 所以:外力对物体所做的总功 W=W1W2=1500J。,(另解:先正交分解求合力,再求总功),=/2,/2,/2,COS= 0,COS0,COS0,W = 0,W 0,W0,表示力F对物体不做功,表示力F做正功,动力,表示力F做负功,阻力,是F、v方向夹角,二、正功与负功,如:1、摩擦力对某物体做了-20J的功, 也可说物体克服摩擦力做了20J的功。,一个力对物体做负功,也可说成: 物体克服这个力做了功(取绝对值),2、竖直上抛物
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