高中物理教科版必修2课件：第4章 1.功:20张PPT

课件20张PPT。1.功1.理解功的概念,能利用功的一般公式进行计算.
2.理解正功和负功的物理意义.
3.理解总功的概念,能计算多个外力对物体所做的总功. 探究一探究二探究三对功的理解 探究一探究二探究三探究一探究二探究三探究一探究二探究三特别提醒(1)计算功时首先应明确要求的是哪一个力做的功,物体所受的各个力做功时互不影响.
(2)求功时物体的位移应相对于某一惯性参考系,要注意力与位移的对应性和同时性.探究一探究二探究三合力做功的求法 特别提醒(1)在计算力做的功时,首先要对物体进行受力分析,明确求某一个力的功还是合力的功.
(2)求所有外力的总功时,两种计算方法求出的总功是相等的.探究一探究二探究三摩擦力做功的示例 探究一探究二探究三 【例1】 如图所示,物体m静止在倾角为θ的斜面上,斜面沿水平方向向右匀速移动了距离x,物体m相对斜面静止.则下列说法中不正确的是(　　)
A.重力对物体m做正功　　
B.合力对物体m做功为零
C.摩擦力对物体m做负功
D.支持力对物体m做正功
点拨:解答本题可按如下思路分析:
(1)确定研究对象.
(2)分析受力和在力的作用下的位移.
(3)判断做功情况.解析:物体的受力及位移如图所示
重力垂直于位移,故它不做功,选项A错误;合力为零,合力不做功,选项B正确;摩擦力f与位移x夹角β>90°,故摩擦力做负功,选项C正确;支持力N与位移x的夹角α<90°,故支持力做正功,选项D正确.
答案:A题后反思正功、负功及不做功的判定方法
(1)根据力和位移方向间的夹角判定:
①当F、x夹角为锐角时,F为动力,做正功.
②当F、x夹角为钝角时,F为阻力,做负功.
③当F、x夹角为直角时,F既不是动力,也不是阻力,不做功.
(2)根据力和速度方向间的夹角判定(多用于曲线运动):
①当F、v夹角为锐角时,F为动力,做正功.
②当F、v夹角为钝角时,F为阻力,做负功.
③当F、v夹角为直角时,F既不是动力,也不是阻力,不做功.
(3)看速率增大还是减小,若在力作用下速率增大,此力做正功,反之做负功.【例2】 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x=2 m,物体与地面间的滑动摩擦力f=4.2 N,求外力对物体所做的总功.(cos 37°=0.8, sin 37°=0.6)
点拨:求解该题一般有如下两种思路:
(1)分析受力与运动→求出各力做的功→求出各力做功的代数和
(2)分析受力与运动→求出合力→求出合力做的功解析:解法一:先求各力做的功,再求总功
拉力F对物体所做的功为
W1=Fxcos 37°=10×2×0.8 J=16 J
摩擦力f对物体所做的功为
W2=fxcos 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.
解法二:先求合力,再求总功
物体受到的合力为
F合=Fcos 37°-f=10×0.8 N-4.2 N=3.8 N
所以W=F合x=3.8×2 J=7.6 J.
答案:7.6 J题后反思灵活选择求合力做功的方法
(1)如果物体处于平衡状态或某一方向受力平衡(合力等于零),或者物体在某一方向上做匀变速直线运动(合力等于ma),先求合力再求功的方法更简捷.
(2)先求合力的方法仅适用于几个力同时作用于物体上,且它们均不发生变化的情况.
(3)如果已知物体所受的力之中有的不做功,有的做功且方便求得该力的功(如重力做的功)时,选择W合=W1+W2+…+Wn简单方便.
(4)求各力做功的代数和的方法,不管是几个力同时作用,还是作用时间有先后均适用.【例3】 如图所示,水平传送带以速度v=6 m/s顺时针运动,两传动轮M、N之间的距离为l=10 m,在M轮的正上方,将一质量为m=3 kg的物体轻放在传送带上,已知物体与传送带之间的动摩擦因数μ=0.3.在物体由M处传送到N处的过程中,问:
?
(1)传送带的摩擦力对物体做了多少功?(g取10 m/s2)
(2)若传送带的速度为v'=8 m/s,则传送带的摩擦力对物体又做了多少功?解析:(1)物体放在传送带上后,由于受到摩擦力作用,立即向右做加速运动,由牛顿第二定律得μmg=ma
设物体与传送带的速度相同时,其位移为x,则v2=2ax由此得x(2)此时若物体达到速度v'时,其位移为故W'=μmgl=0.3×3×10×10 J=90 J.
答案:(1)54 J　(2)90 J题后反思在相当多的问题里,摩擦力都阻碍物体的运动,对物体做负功,这就很容易给人一种错觉:摩擦力一定做负功.实际上,摩擦力可以做负功,可以做正功,也可以不做功.