(共23张PPT)
第八章 机械能守恒定律
第1节 功
1.加深对功的概念的理解,知道做功的两个必要因素及正负功的含义。
2.知道功的计算公式W=FLcos a并会计算有关恒力做功的问题。
学习目标
问题:列车在机车牵引力的作用下什么形式的能在增加?
问题:木头在起重机的拉力作用下什么形式的能增加?
问题:握力器在手的压力作用下什么形式的能增加?
功是能量转化的量度。
以上能量变化过程中,都有力对物体做了功。
概括归纳
功的概念
一个物体受到力的作用,并且在力的方向上发生了一段位移,则这个力对物体做了功 。
F
L
力与位移方向相同
只有力没有位移
力与位移方向垂直
F
物体静止
有力有位移
拉力做功
力不做功
力做功
力不做功
归纳:做功的两个必要因素
(1)作用在物体上的力.
(2)物体在力的方向发生一段位移
二、功的表达式
1、力的方向与物体的运动方向一致
例如:物体m在水平力F的作用下水平向前运动的位移为l
如图所示,则力F对物体所做的功为: W=Fl
功的大小等于力与力的方向上位移的乘积。
2、如果力的方向与运动方向垂直
当力的方向跟位移方向垂直时,物体在力的方向上没有发生位移,力对物体不做功,即做功为零。 即 W = 0
F
匀速运动
l
m
m
F
L2
a
L1
公式可以表达为W=F·lcosα,表达的意义是功等于沿力F与F方向的位移的乘积。
3.力与位移方向成任意夹角时
L
L1=lcosα
W=FL1= F·lcosα
F2
F1
公式可以表达为W=Fcosα·l,表达的物理意义是功等于沿位移方向的力与位移的乘积。
F
m
a
m
L
3.力与位移方向不一致时
合作探究
F1=Fcosα
W=F1L=Fcosα·L
α为力与位移的夹角
W=F·lcosα
定义式
只对恒力适用
功的公式
功的单位
焦耳,符号“J ”表示。
概括归纳
1J=1N×1m=1 N·m
功的性质
标量
注意:谈功一定要指明是哪个力对物体做功.
[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F=10N,l=2m。角θ的大小如图所示。
应用练习
功的计算
F
F
v
θ
θ=60°
v
θ
F
θ=120°
v
θ
θ=90°
W=F·lcos60o
=10J
W=F·lcos90o
=0
W=F·lcos120o
= -10J
α COSα W 物理意义
α=90o
α<90o
90o <α≤180o
COSα= 0
COSα>0
COSα<0
W = 0
W > 0
W<0
表示力F对物体不做功
表示力F对物体做正功
表示力F对物体做负功
思考:功是标量,它的正、负表示什么意思呢?
合作探究
功的正负
观察分析
1.正功的意义
正功意义,表示该力的作用效果为动力,它将促进物体的运动。
拓展提升
3.功的正负理解
2.一个力对物体做负功,也可说成是:物体克服这个力做功。如: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。
3.谈功一定要指明是哪个力对物体做功.
1.功是标量,但有正负。功的正负只表示力做功的效果, 既不表示方向 ,也不表示大小。即:表示是动力或阻力做功。
例2(俯视图)在光滑水平面上,物体受两个沿水平方向,互相垂直的力,其中F1=3N,F2=4N,从静止开始运动10m,请分别求出F1,F2及它们合力所做的功。
F1
F2
F合
W1=F1lcosα=18J
W2=F2lcosβ=32J
=W1+W2
W合=F合L= 50J
活学活用
例题解析
思考:求解几个力对物体所做的
总功有哪些方法?
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.
②求出各个力的合力,则总功等于合力所做的功.
知识巩固
课堂练习
2.两质量相等的物体A、B分别放在粗糙水平面上和光滑的水平面上,在同样的拉力F作用下,产生相同的位移l,则拉力( )
A、对A做的功多 B、对B做功多
C、一样多 D、以上都有可能
1.-100J的功与50J的功那个大?
C
知识巩固
课堂练习
3.水平路面上有一个重500 N的小车,在100 N的水平拉力作用下,匀速向前移动了5 m, 则在这一过程中( )
A.车受到的阻力为600 N
B.车受到的阻力为500 N
C.拉力对车做功是500 J
D.重力对车做功为2500 J
C
知识巩固
课堂练习
4.关于功的概念,下列说法中正确的是( )
A.力对物体做功多,说明物体的位移一定大;
B.力对物体做功少,说明物体的受力一定小;
C.力对物体不做功,说明物体一定无位移;
D.功的多少是由力的大小和物体在力的方向上位移的大小确定的.
D
知识巩固
课堂练习
5.以一定的初速度竖直向上抛出一个重力为G小球,小球上升的最大高度为h,空气阻力大小恒为f,则从抛出至回到原出发点的过程中,重力对小球做的功为( )
A . 零 B. -G h
C. -2G h D. -4Gh
拓展 :从抛出至回到原出发点的过程中,
空气阻力对小球做的功为多少?
A
一、做功的因素
作用在物体上的力
物体在力的方向上移动的位移
二、功的计算式
W = F l cosα
1.功一定要指明是哪个力对物体做的功
2.力必须是恒力
三、功的正负及物理意义
四、 总功的求解
课堂小结
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.求出各个力的合力,则总功等于合力所做的功。