1.1 机械功(共30张ppt)

(共30张PPT)
第1章 功和功率
第1节 机械功
F
一、机械功
1、定义：恒力的大小与物体在力的方向上发生的位移的乘积
2、条件：
3、表达式：
力
力方向上的位移
F
F
S
F
F
S
F
F
S
（对地位移）
（F与S在同一直线上）
F
α
F
α
一、机械功
1、定义：恒力的大小与物体在力的方向上发生的位移的乘积
2、条件：
3、表达式：
4、一般式：
力
力方向上的位移
S
F
α
F1
F2
F
α
F
F
S
F
α
S
F
α
S1
S2
S
F1
F2
F
α
F
α
S
F1
F2
F
α
F
α
F
α
F
α
S
F
α
S1
S2
F
α
F
α
S
F
α
S1
S2
（ 是F与S的夹角）
（对地位移）
（F与S在同一直线上）
【例1】如图所示，一光滑斜面固定在水平面上，斜面倾角为θ，长度为L。一质量为m的小物体由静止开始由斜面顶端滑到底端，求此过程中总重力做的功。
【答案】
【例2】如图所示，用F=50N的水平推力推一个质量m=6kg的木块，使其沿着光滑斜面向上移动10m，则在这一过程中，求：F做的功（取10m/s2）
【答案】
F
一、机械功
1、定义：恒力的大小与物体在力的方向上发生的位移的乘积
2、条件：
3、表达式：
4、一般式：
5、单位：焦耳，简称焦，符号是J
6、理解：
力
力方向上的位移（对地位移）
（F与S在同一直线上）
F
F
S
S
F1
F2
F
α
F
α
F
α
F
α
S
F
α
S1
S2
（ 是F与S的夹角）
1J
①功是标量，只有大小没有方向
②适用于恒力做功
【拓展】功的图像
若F是变力，已知F与S的图像，则图像所围成的面积大小等于该力F所做的功
二、功的正负
（）
功是标量，没有方向，但是功有正负
1、当
2、当
3、当
F
F
即做正功
即不做功
即做负功
F使物体加速， F是动力，动力做正功
F
F阻碍物体前进， F是阻力，阻力做负功
物体前进要克服阻力F，因此
阻力做负功也可说是物体克服阻力做正功
【例3】如图所示，三角形滑块从左向右做匀速直线运动，滑块上的物体M与滑块保持相对静止，M受到重力G、摩擦力f和支持力N的作用。以地面为参考系，此过程中力对M做功的情况，下列说法正确的是（ ）
A．G做正功
B．N做正功
C．f做正功
D．G、f和N均不做功
D
【例4】如图，一光滑斜面体放在水平面上，斜面体上端有一小球从斜面静止下滑，下滑过程中，各力做功情况
重力做正功
摩擦力做负功
支持力做负功
【例5】如图所示，用50N的力（力与水平方向成37°角）拉一个质量为10kg的物体在水平地面上前进，物体与水平面间动摩擦因数μ＝0.1，求物体前进10m的过程中（sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，g取10m/s2）
（1）拉力F做的功；
（2）物体克服阻力做的功；
370
F
【答案】（1）400J
（2）70J
三、总功的计算
1、先求各个力所做的功，再将各力分别对物体的做功代数相加
2、先求物体所受的合力，再求合力做功
（）
课本例题
【例6】如图所示，一个质量为m＝2 kg的物体受到与水平面成37°角的斜向下方的推力F＝10 N的作用，在水平地面上移动了距离s1＝2 m后撤去推力，此物体又滑行了s2＝1.4 m的距离后停止运动，动摩擦因数为0.2 . (g取10 m/s2)，求：
（1）推力F对物体做的功；
（2）全过程中摩擦力对物体所做的功；
（3）总功是多少
【答案】
（1）16 J　
（2）－16 J
（3）0J
扩展：功的应用（几个结论）
【例】
G
F
F
F
G
G
G
F
F
F
1、恒力做功与路径无关，
（F与S在同一直线，也可理解为//S）
2、一对作用力与反作用力做功
②做正功：
③不做功：
（研究对象：系统，即相互作用的两个物体）
车对物的摩擦力做负功，物对车的摩擦力不做功，一对相互作用力对两物体的总功为负
A
B
磁铁A对磁铁B的斥力做正功，磁铁B对磁铁A的斥力不做功，一对相互作用力对两物体的总功为正
A
B
F
A
B
F
A对B的弹力做正功，B对A的弹力做负功，做功大小相等，一对相互作用力对两物体的总功为零
总结：一对作用力与反作用力对系统即可以做正功，也可以做负功，还可以不做功。
四、扩展：功的应用（几个结论）
【例1】下列关于作用力、反作用力做功说法中正确的是（ ）
A．作用力做功，反作用力也必定做功
B．作用力做正功，反作用力一定做负功
C．作用力做功的数值，一定等于反作用力做功的数值
D．作用力与反作用力功的代数和可能为零，也可能不为零
D
【例2】关于作用力与反作用力做功和平衡力做功下列说法正确的是(　　)
A．作用力与反作用力做功，如果其中一个力做正功，另一个力一定做负功
B．一对作用力与反作用力做功都可以为正功
C．一对平衡力做功的代数和一定为零
D．一对平衡力做功的大小可以不相等
BC
四、扩展：功的应用（几个结论）
3、一个摩擦力对物体做功
②不做功：
③做正功：
（研究对象：一个物体，计算一个摩擦力做功的位移是对地位移）
车对物的摩擦力做负功
物对车的摩擦力不做功
v
v
物对车的摩擦力做正功
总结：一个摩擦力对物体即可以做正功，也可以做负功，还可以不做功。滑动摩擦力做功跟路径有关。
【例3】一个物体在粗糙的水平面上运动，先使物体向右滑动距离s，再使物体向左滑动距离s，正好回到起点，来回所受摩擦力大小都为f，则整个过程中摩擦力做功为(　　)
A．0
B．－2fs
C．－fs
D．无法确定
B
4、一对静摩擦力做功
（研究对象：系统，相互作用的两个物体）
A对B的静摩擦力做负功，B对A的静摩擦力做正功，做功大小相等，一正一负，相互抵消，总功为零
A
B
F
A
B
F
5、一对滑动摩擦力做功
（研究对象：系统）
v
v
车对物体的滑动摩擦力做负功，物体对车的滑动摩擦力做正功，负功大于正功，总功为负
总结：一对静摩擦力对系统做的总功一定为零
总结：一对滑动摩擦力对系统一定做负功
四、扩展：功的应用（几个结论）
【例4】关于摩擦力和功，下列说法正确的是（　　）
A．静摩擦力总是做正功，滑动摩擦力总是做负功
B．静摩擦力和滑动摩擦力都可能对物体不做功
C．静摩擦力对物体一定做功，滑动摩擦力对物体可能不做功
D．静摩擦力对物体不一定做功，滑动摩擦力对物体一定做功
B
【例5】关于做功，下列说法正确的是（ ）
A．静摩擦力一定不做功
B．滑动摩擦力可以做正功，也可以做负功
C．作用力做正功时，反作用力一定做负功
D．一对作用力和反作用力做功之和一定为0
B
6、注意：
①要明确做功的对象
②要明确是哪个力做的功，及这个力所对应的位移
③公式中F是恒力，s是物体对地的位移, 是F与 s的夹角
④做功与物体运动形式无关
⑤功是过程量,是力对位移的积累
四、扩展：功的应用（几个结论）
【例6】如图所示，在匀减速向右运动的车厢内，一人用力向前推车厢，该人与车厢始终保持相对静止。则下列说法中正确的是( )
A．人对车厢的推力不做功
B．人对车厢的推力做负功
C．车厢对人的作用力做正功
D．车厢对人的作用力做负功
D
【例7】如图所示，斜面体固定在水平面上，小物块A与斜面体间的接触面光滑，在小物块沿斜面体下滑的过程中（ ）A．斜面体对小物块的作用力做功为零
B．斜面体对小物块的作用力做功不为零
C．重力做功不为零
D．合力做功为零
AC
【例8】如图所示，表面粗糙的小车足够长，小车放在光滑的水平地面上，一木块以一定速度由小车左端滑上小车，当小车与木块相对静止时，木块相对小车的位移为d，小车相对地面的位移为l，木块与小车间的滑动摩擦力为f，求：
（1）滑动摩擦力对木块做的功；
（2）滑动摩擦力对小车做的功；
（3）两滑动摩擦力做功之和；
【答案】
（1）－f(d＋l)
（2）fl
（3）－fd
【例9】如图所示的人，没有对物体做功的是（　　）
A．运动员把足球踢出
B．人拉着箱子前进
C．工人通过滑轮提高重物
D．人推墙没推动
D
【例10】关于功，下列说法中正确的是（ ）
A．力和位移都是矢量，所以功也是矢量
B．功只有大小而无方向，所以功是标量
C．功的大小仅由力决定，力越大，做功越多
D．功的大小仅由位移决定，位移越大，做功越多
B