追寻守恒量——能量 功
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课件39张PPT。第七章 机械能守恒定律第七章 机械能守恒定律第一节 追寻守恒量——能量
?第二节 功追寻守恒量 有一个事实，如果你愿意也可以说是一条定律，支配着至今所知的一切现象……这条定律就是能量守恒定律，它指出有某个量，我们把它称为能量，在自然界经历的多种多样的变化中它不变化，那是一个最抽象的概念 1965年诺贝尔物理奖获得者理查德·费恩曼观察伽利略理想斜面实验（斜面均光滑）追寻守恒量观察追寻守恒量高度速度追寻守恒量 能量 势能：
动能：相互作用的物体凭借其位置而具有的能量物体由于运动而具有的能量关于小球运动过程的描述1、小球从一个斜面的某一高度由静止滑下，并运动到另一个斜面的同一高度，经历了哪几个运动过程？
2、这些过程各有什么特点？ 可见，如果斜面是光滑的，当小球滑上另一个斜面的相同高度时，速度为零，小球好像“记得”自己起始的高度，然后重复前面的运动。现在我们将过程的物理过程抽象化1、小球由加速过程过渡到减速过程，恢复到原来的高度
2、加速过程与减速过程中与高度有关的一个物理量在变化的同时，一个与速度有关的物理量也在变化
3、与高度有关的物理量的变化引起了另一个与速度有关的物理量的变化结论 伽利略斜面实验表明：
小球在运动过程中，“有某一量是守恒的”，这个量叫能量。
相互作用的物体凭借其位置而具有的能量叫做势能。
物体由于运动而具有的能量叫做动能。
第二节 功木头在起重机的拉力作用下
能增加列车在机车牵引力的作用下
能增加
握力器在手的压力作用下
能增加一、功：
1、概念 ：一个物体受到力的作用，并在力的方向上发生了一段位移，这个力就对物体做了功。力与位移方向相同，力做功只有力，没有位移，故力不做功力与位移方向垂直，故力不做功思考:在什么条件下说力对物体做功呢？拉力做功探究1、做功的必备因素2、做功的必备因素：
1)作用在物体上的力
2)物体在力的方向上发生的位移
WF=FL(2) 力的方向与物体的位移方向垂直FN不做功 即 WFN=0探究2：推导功的计算公式（3）力的方向与位移方向成某一角度（α角）
物体在与水平方向成α角的力F的作用下，沿水平方向的位移为L ，如图所示，求力F对物体所做的功。 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 = Fl COSαW2 = 0∵∴W = F l COSα 拉力F做的功W = ？3、公式：W = F L cosα力对物体所做的功，等于力的大小(F)、位移的大小(L)、力与位移夹角的余弦(cosα)这三者的乘积5、单位：国际单位：焦耳（焦）单位符号：J１Ｊ＝１Ｎ×１m=1N·m思考： １Ｊ有什么物理意义呢？适用条件： F为恒力4、标量思考：如何辨认力的方向与位移方向的夹角？某力对物体做负功，往往说成“物体克服某力做功”（取绝对值），两种说法的意义是等同的。探究3 正功与负功探究3 正功与负功正功的意义：力对物体做正功，表明此力的效果是促进物体的运动，是动力做功。负功的意义：力对物体做负功，表明此力的效果是阻碍了物体运动，是阻力做功。物体受到两个力的作用，F1＝3N，F2＝4N，物体的位移方向与F2的夹角为θ＝370，大小为1m,求F1、F2各力做功分别为多少，它们的合力做功为多少？θWF1＝1.8J，WF2＝3.2J，
W合＝5J从以上结果，你能得出什么结论？探究4：如何求几个力做功？三、总功 当物体在几个力的共同作用下发生一段位移L时，这几个力对物体做的总功，等于各个力分别对物体所做功的代数和，也等于这几个力的合力对物体所做的功。W总=W1+W2+W3+……+Wn
=F合Lcos α注意：各力必须对应同一段位移要点三 摩擦力做功的特点
1．静摩擦力做功的特点
(1)静摩擦力可以做正功，也可以做负功，还可以不做功．(2)一对互为作用力和反作用力的静摩擦力所做的功的总和等于零．因为物体之间相对静止，没有相对滑动，故两个物体的位移相同．这对静摩擦力与位移的夹角互补，cos α互为相反数，所以这对静摩擦力做的功也互为相反数，即总和等于零．2．滑动摩擦力做功的特点
(1)滑动摩擦力可以做正功，也可以做负功，还可以不做功．(2)相互摩擦的系统内，一对滑动摩擦力所做的总功为负值．由于物体之间有相对滑动，故两个物体的对地位移并不相等，互为作用力、反作用力的滑动摩擦力做功的总和不为零．
如图所示，用恒力F拉着质量为m的物体沿水平面从A移到B的过程中，下列说法正确的是( )
A．有摩擦力时比无摩擦力时F做的功多
B．有摩擦力时与无摩擦力时F做功一样多
C．物体加速运动时F做的功比减速运动时F做的功多
D．物体无论是加速、减速还是匀速，力F做的功一样多【解析】 由功的公式W＝Flcos α可得，力F对物体m做的功W＝F·l，与有无摩擦力无关，与物体是加速、减速还是匀速运动也无关，因此选项B、D正确．
【答案】 BD
【归纳提升】 求功时，必须要明确哪个力在哪个过程中做功，力F所做的功只与F的大小及物体在力F方向上发生的位移大小有关，与物体是否受其他力及物体的运动状态等因素均无关． 一个质量m＝2 kg的物体，受到与水平方向成37°角斜向上方的力F＝10 N 作用，在水平地面上移动的距离l＝2 m，物体与地面间的滑动摩擦力Ff＝4.2 N，求外力对物体所做的总功．(cos 37°＝0.8，sin 37°＝0.6)【解析】 法一：先求各力的功，再求总功．
拉力F对物体所做的功为
W1＝Flcos 37°＝10×2×0.8 J＝16 J
摩擦力Ff对物体所做的功为
W2＝Fflcos 180°＝－4.2×2 J＝－8.4 J
由于重力、支持力对物体不做功，故外力对物体所做的总功W等于W1和W2的代数和
所以W＝W1＋W2＝7.6 J.法二：先求合力，再求总功．
物体受到的合力为
F合＝Fcos 37°－Ff＝10×0.8 N－4.2 N＝3.8 N
所以W＝F合l＝3.8×2 J＝7.6 J.
【答案】 7.6 J
【方法总结】 求合力做功时方法的选择：
(1)若物体做匀变速直线运动，即合力是恒力，先求合力(F合＝ma)再求功较简捷；
(2)若物体受到的合力是变力，或物体受到的几个力不是同时作用的，选用W总＝W1＋W2＋…＋Wn较为简捷．
如图所示，木块原来静止在光滑水平面上，子弹以一定的速度从左端打进木块，当子弹与木块速度恰好相等时，子弹的位移为l1、木块的位移为l2.设木块与子弹间的摩擦力为Ff，则摩擦力对木块所做的功为多少？
摩擦力对子弹所做的功为多少？
一对摩擦力做功的代数和是多少？【答案】 Ffl2 －Ffl1 Ff(l2－l1)
【方法总结】 由牛顿第三定律可知，子弹与木块间相互作用的滑动摩擦力大小相等、方向相反，但由于两物体的位移不同，因此两个力做功的代数和并不为零．作用力、反作用力做功的比较
【范例】 关于两个物体间的一对作用力和反作用力的做功情况，下列说法正确的是( )
A．作用力做功，反作用力一定做功
B．作用力做正功，反作用力一定做负功
C．作用力和反作用力可能都做负功
D．作用力和反作用力做的功一定大小相等【答案】 C
【归纳提升】 (1)虽然作用力、反作用力具有大小相等、方向相反的特点，但是作用力和反作用力做的功没有一定的关系，它们的做功情况大致有以下几种：①两个力可以均不做功.②其中一个力做功，另一个力可以不做功.小结：
?第二节 功追寻守恒量 有一个事实，如果你愿意也可以说是一条定律，支配着至今所知的一切现象……这条定律就是能量守恒定律，它指出有某个量，我们把它称为能量，在自然界经历的多种多样的变化中它不变化，那是一个最抽象的概念 1965年诺贝尔物理奖获得者理查德·费恩曼观察伽利略理想斜面实验（斜面均光滑）追寻守恒量观察追寻守恒量高度速度追寻守恒量 能量 势能：
动能：相互作用的物体凭借其位置而具有的能量物体由于运动而具有的能量关于小球运动过程的描述1、小球从一个斜面的某一高度由静止滑下，并运动到另一个斜面的同一高度，经历了哪几个运动过程？
2、这些过程各有什么特点？ 可见，如果斜面是光滑的，当小球滑上另一个斜面的相同高度时，速度为零，小球好像“记得”自己起始的高度，然后重复前面的运动。现在我们将过程的物理过程抽象化1、小球由加速过程过渡到减速过程，恢复到原来的高度
2、加速过程与减速过程中与高度有关的一个物理量在变化的同时，一个与速度有关的物理量也在变化
3、与高度有关的物理量的变化引起了另一个与速度有关的物理量的变化结论 伽利略斜面实验表明：
小球在运动过程中，“有某一量是守恒的”，这个量叫能量。
相互作用的物体凭借其位置而具有的能量叫做势能。
物体由于运动而具有的能量叫做动能。
第二节 功木头在起重机的拉力作用下
能增加列车在机车牵引力的作用下
能增加
握力器在手的压力作用下
能增加一、功：
1、概念 ：一个物体受到力的作用，并在力的方向上发生了一段位移，这个力就对物体做了功。力与位移方向相同，力做功只有力，没有位移，故力不做功力与位移方向垂直，故力不做功思考:在什么条件下说力对物体做功呢？拉力做功探究1、做功的必备因素2、做功的必备因素：
1)作用在物体上的力
2)物体在力的方向上发生的位移
WF=FL(2) 力的方向与物体的位移方向垂直FN不做功 即 WFN=0探究2：推导功的计算公式（3）力的方向与位移方向成某一角度（α角）
物体在与水平方向成α角的力F的作用下，沿水平方向的位移为L ，如图所示，求力F对物体所做的功。 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 = Fl COSαW2 = 0∵∴W = F l COSα 拉力F做的功W = ？3、公式：W = F L cosα力对物体所做的功，等于力的大小(F)、位移的大小(L)、力与位移夹角的余弦(cosα)这三者的乘积5、单位：国际单位：焦耳（焦）单位符号：J１Ｊ＝１Ｎ×１m=1N·m思考： １Ｊ有什么物理意义呢？适用条件： F为恒力4、标量思考：如何辨认力的方向与位移方向的夹角？某力对物体做负功，往往说成“物体克服某力做功”（取绝对值），两种说法的意义是等同的。探究3 正功与负功探究3 正功与负功正功的意义：力对物体做正功，表明此力的效果是促进物体的运动，是动力做功。负功的意义：力对物体做负功，表明此力的效果是阻碍了物体运动，是阻力做功。物体受到两个力的作用，F1＝3N，F2＝4N，物体的位移方向与F2的夹角为θ＝370，大小为1m,求F1、F2各力做功分别为多少，它们的合力做功为多少？θWF1＝1.8J，WF2＝3.2J，
W合＝5J从以上结果，你能得出什么结论？探究4：如何求几个力做功？三、总功 当物体在几个力的共同作用下发生一段位移L时，这几个力对物体做的总功，等于各个力分别对物体所做功的代数和，也等于这几个力的合力对物体所做的功。W总=W1+W2+W3+……+Wn
=F合Lcos α注意：各力必须对应同一段位移要点三 摩擦力做功的特点
1．静摩擦力做功的特点
(1)静摩擦力可以做正功，也可以做负功，还可以不做功．(2)一对互为作用力和反作用力的静摩擦力所做的功的总和等于零．因为物体之间相对静止，没有相对滑动，故两个物体的位移相同．这对静摩擦力与位移的夹角互补，cos α互为相反数，所以这对静摩擦力做的功也互为相反数，即总和等于零．2．滑动摩擦力做功的特点
(1)滑动摩擦力可以做正功，也可以做负功，还可以不做功．(2)相互摩擦的系统内，一对滑动摩擦力所做的总功为负值．由于物体之间有相对滑动，故两个物体的对地位移并不相等，互为作用力、反作用力的滑动摩擦力做功的总和不为零．
如图所示，用恒力F拉着质量为m的物体沿水平面从A移到B的过程中，下列说法正确的是( )
A．有摩擦力时比无摩擦力时F做的功多
B．有摩擦力时与无摩擦力时F做功一样多
C．物体加速运动时F做的功比减速运动时F做的功多
D．物体无论是加速、减速还是匀速，力F做的功一样多【解析】 由功的公式W＝Flcos α可得，力F对物体m做的功W＝F·l，与有无摩擦力无关，与物体是加速、减速还是匀速运动也无关，因此选项B、D正确．
【答案】 BD
【归纳提升】 求功时，必须要明确哪个力在哪个过程中做功，力F所做的功只与F的大小及物体在力F方向上发生的位移大小有关，与物体是否受其他力及物体的运动状态等因素均无关． 一个质量m＝2 kg的物体，受到与水平方向成37°角斜向上方的力F＝10 N 作用，在水平地面上移动的距离l＝2 m，物体与地面间的滑动摩擦力Ff＝4.2 N，求外力对物体所做的总功．(cos 37°＝0.8，sin 37°＝0.6)【解析】 法一：先求各力的功，再求总功．
拉力F对物体所做的功为
W1＝Flcos 37°＝10×2×0.8 J＝16 J
摩擦力Ff对物体所做的功为
W2＝Fflcos 180°＝－4.2×2 J＝－8.4 J
由于重力、支持力对物体不做功，故外力对物体所做的总功W等于W1和W2的代数和
所以W＝W1＋W2＝7.6 J.法二：先求合力，再求总功．
物体受到的合力为
F合＝Fcos 37°－Ff＝10×0.8 N－4.2 N＝3.8 N
所以W＝F合l＝3.8×2 J＝7.6 J.
【答案】 7.6 J
【方法总结】 求合力做功时方法的选择：
(1)若物体做匀变速直线运动，即合力是恒力，先求合力(F合＝ma)再求功较简捷；
(2)若物体受到的合力是变力，或物体受到的几个力不是同时作用的，选用W总＝W1＋W2＋…＋Wn较为简捷．
如图所示，木块原来静止在光滑水平面上，子弹以一定的速度从左端打进木块，当子弹与木块速度恰好相等时，子弹的位移为l1、木块的位移为l2.设木块与子弹间的摩擦力为Ff，则摩擦力对木块所做的功为多少？
摩擦力对子弹所做的功为多少？
一对摩擦力做功的代数和是多少？【答案】 Ffl2 －Ffl1 Ff(l2－l1)
【方法总结】 由牛顿第三定律可知，子弹与木块间相互作用的滑动摩擦力大小相等、方向相反，但由于两物体的位移不同，因此两个力做功的代数和并不为零．作用力、反作用力做功的比较
【范例】 关于两个物体间的一对作用力和反作用力的做功情况，下列说法正确的是( )
A．作用力做功，反作用力一定做功
B．作用力做正功，反作用力一定做负功
C．作用力和反作用力可能都做负功
D．作用力和反作用力做的功一定大小相等【答案】 C
【归纳提升】 (1)虽然作用力、反作用力具有大小相等、方向相反的特点，但是作用力和反作用力做的功没有一定的关系，它们的做功情况大致有以下几种：①两个力可以均不做功.②其中一个力做功，另一个力可以不做功.小结：