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人教版物理必修二
第七章 机械能守恒定律
第二节《功》
货物在起重机的作用下重力势能增加了。
列车在机车的牵引下动能增加了。
握力器在手的压力作用下弹性势能增加了。
分析与思考
上面三个事例说明了什么问题?
货物在起重机的作用下重力势能增加了。
列车在机车的牵引下动能增加了。
握力器在手的压力作用下弹性势能增加了。
思考与讨论
上面三个事例说明了什么问题?
1、做功的过程伴随着能量的转化;
2、功与能量有着密切的关系。
(1)有力作用在物体上;
复习:做功的两个必要的因素。
(2)物体在力的方向上发生一段距离。
分析与思考
1、一个人用力向前推车,但没有把车推
动,这个人对车是否做了功?
分析与思考
2、某人将足球踢出去以后,足球在空中运
动的过程中,这个人对足球是否做了功?
分析与思考
3、运动员将杠铃从地面举到空中的过程
中,运动员对杠铃是否做了功?
分析与思考
如图所示,物体在水平拉力F 的作用下沿水平面向右运动一段距离 ,怎样求拉力F 做的功呢?
F
F
l
思考与讨论
如图所示,物体在与水平方向成 角 的拉力F 的作用下沿水平面向右运动
一段距离 ,怎样求拉力F 做的功?
α
l
α
α
l
α
α
一、功的定义:力对物体做的功等于力 的大小、位移的大小、力的方向与位移方向夹角余弦三者的乘积。
二、功的计算公式:
温馨提示:
(1)F 是力的大小, 是位移的大小,
α是力F的方向与位移 方向的夹角。
(3)此公式一般用于计算恒力做的功。
(2)公式中的F与W是彼此对应的;
三、功的单位:在国际单位制中,功
的单位是焦耳,简称焦,符号是J。
四、功的特点:功是标量。
分析与思考
如图所示,两个互相垂直的力F1与F2作用在同一物体上,在物体通过某段位移的过程中,力F1对物体做功3J,力F2对物体做功4J,则力F1和F2对物体做的总功为 ( )
A、1J B、5J
C、7J D、10J
C
例题1:如图所示,可视为质点的质量为5Kg的物体在F=20N的水平拉力作用下,从静止开始沿水平面向右运动2m,运动过程中物体受到的阻力大小为15N,求此过程中物体受到的各个力分别对物体做的功。(取 )
F
解:
F
f
G
分析与思考:
导致功出现正、负的原因是什么?
导致功出现正、负的原因是:力的方向与位移方向夹角的余弦值可以是正的,也可以是负的。
五、力对物体做正功、做负功的条件:
设力的方向与位移方向的夹角为 ,
① 当α< 时, >0,W>0。
力F 对物体做正功。
② 当α= 时, =0,W=0。
力F 对物体不做功。
③ 当 <α≤ 时, <0,
W<0。力F 对物体做负功。
分析与思考
正功、负功表示什么样的物理意义呢?
力对物体做正功的物理意义
分析与探究
①
②
六、正功、负功的物理意义。
① 某个力对物体做正功,表示此力的作
用效果是加速物体的运动,该力是动力。
力对物体做负功的物理意义
分析与探究
③
④
②某个力对物体做负功,表示此力的作
用效果是阻碍物体的运动,是阻力。
注意:1、一个力对物体做正功还是做负功,
表示这个力是动力还是阻力。
2、一个力对物体做负功,往往说成
“物体克服这个力做功”(取绝对值)。
例2:如图所示,可视为质点的质量为10Kg的物体,从倾角 、长 斜面顶端运动到底端,运动过程中物体受到的阻力大小是40N,求此过程中物体受到的各个力分别对物体所做的功(
)
解:
思考与讨论
在一个运动过程中,物体受到了多
个力的作用,如何求出此过程中各力对
物体做的总功呢?
1、先求出各个力做的功 、 、 ……
再求它们的代数和。
即:
2、求出物体受到的合力,根据
求合力做的功,α是合力方向与位移方
向的夹角。
七、求总功的方法:
例1:如图所示,可视为质点的质量为5Kg的物体在F=20N的水平拉力作用下,从静止开始沿水平面向右运动2m,运动过程中物体受到的阻力大小为15N,求此过程中物体受到的各个力分别对物体做的功。(取 )
解:
F
f
G
方法1:
方法2:
如何求此过程中各力对物体做的总功?
课堂练习
1、将一水平恒力F作用于质量为M的物体甲上,使物体甲在光滑水平面上沿恒力F的方向移动距离L,恒力做功为 ,再将这个恒力F作用于质量为m(m A、 > B、 <
C、 = D、无法判断
C
2、(多选)用起重机将重力为 的物体
匀速向上提升h的过程中,不计空气阻力,
下列说法正确的是 ( )
A、起重机拉力对物体做的功是
B、物体克服重力做的功是
C、合力对物体做的功是
D、合力对物体做的功是
课堂练习
解析:
因为物体匀速上升,
所以,
2、(多选)用起重机将重力为 的物体
匀速向上提升h的过程中,不计空气阻力,
下列说法正确的是 ( )
A、起重机拉力对物体做的功是
B、物体克服重力做的功是
C、合力对物体做的功是
D、合力对物体做的功是
ABD
课堂练习
3、下图表示物体在力F的作用下沿水平面发生了
一段位移x,设甲、乙、丙三种情况下力的大小
均为F=10N,位移大小均为x=2m,角 的大小如图
所示。(结果可用根式表示),则:
(1)图甲中力F做的功为 ;
(2)图乙中力F做的功为 ;
(3)图丙中力F做的功为 .
课堂练习
1、功的定义;
4、力做正功、做负功的条件;
6、求总功的方法。
2、功的计算公式;
3、功的单位及特点;
课堂小结:
5、正功、负功的物理意义;
五、作业布置:
(2)(4)
谢谢大家!