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第七章 第二节 功
第七章 机械能
第二节 功
第七章 第二节 功
第七章 第二节 功
一、怎样才算做了功
1、做功了吗?
运动员在举起杠铃的时候:①上举的过程;②举起后站着不动;③举起后水平匀速前进。
马拉车在平直路面上前进。
第七章 第一节 功
这两个因素是严格的,缺一不可 !
2、做功的两个必要因素:
(1)作用在物体上的力。
(2)物体在力的方向上通过的位移。
第七章 第二节 功
在科学上,如果物体受到力的作用,并且在这个力的方向上通过一段距离,我们就说这个力对物体做了功。
二、功的概念
1、功的定义
第七章 第二节 功
功等于力和物体在力的方向上通过的位移的乘积。
① F方向与S的方向在一条直线上
功=力×位移
W=F·s
2、功的计算
用一水平向右F=25N的力拉动箱子使其位移5m,求这段过程了该力做功大小。
第七章 第二节 功
第七章 第二节 功
② F方向与S的方向不在一条直线上
功=力在位移方向的分力×位移
注:公式中F为恒力
第七章 第二节 功
3、辨认力的方向与位移方向的夹角
答案:α
答案:π- α
答案: α
答案:π- α
第七章 第二节 功
三、正功和负功
(一)对功的公式:W=FSCOSα的讨论
(1)当α=0时,COS α=1,W =F S 和我们在初中学过的功的公式相同。
(2)当α=π/2 时,COS α=0,W =0 , 这时我们就说力对物体没做功。举例。
(3)当α<π/2时,COS α>0,W>0,这时我们就说力对物体做正功。。
(4)当π/2 <α≤ π时,COS α<0,W <0 这时我们就说力对物体做负功。。
功的正负有什么含义呢?力对物体做正功或负功时又有什么物理意义?
②功的正负表示的是动力对物体做功,还是阻力对物体做功;
①功是标量,功的正负并不代表大小,也不代表方向;
③力对物体做了多少负功,也就是说物体克服这个力做了多少正功;例如:一个力对物体做了-6J的功,可以说成物体克服这个力做了6J的功
④功是过程量,做功过程实质是改变物体能量的过程,功的正负表示的是物体能量的增减。
第七章 第二节 功
三、几个力做功的计算
例:如图,一个物体在拉力F的作用下,水平向右匀速移动位移为s,求各个力对物体做的功是多少;各个力对物体所做功的代数和如何 ;物体所受的合力是多少;合力所做的功是多少。
第七章 第二节 功
解:重力和支持力不做功∵它们和位移的夹角为900
F所做的功为:W1=Fscosα,
滑动摩擦力f所做的功为:W2=fscos1800=-fs
各个力对物体所做功的代数和为:
W=W1+W2=(Fcosα-f)s
根据正交分解法求得物体所受的合力
F=Fcosα-f,合力方向向右,与位移同向;
合力所做的功为:W=Fscos00=(Fcosα-f)s
解:重力和支持力不做功∵它们和位移的夹角为900
F所做的功为:W1=Fscosα,
滑动摩擦力f所做的功为:W2 = fscos1800=-fs = - Fscosα
各个力对物体所做功的代数和为:
W=W1+W2=(Fcosα-f)s =0
因物体匀速运动则合力为0,那么合力做功为0
第七章 第二节 功
求解物体在几个力的共同作用下发生一段位移时,这几个力对物体所做的总功可以用以下两种方法来求解。
(1) 分别求出每个力所做的功,然后求出所有功的代数和。即:
W总=W1+W2+……+Wn
(2) 先求出物体所受的合力,然后再求出合力的功,即:W总=F合S cosα
第七章 第二节 功
1解:拉力做功的大小为
W=F拉S=180x20J=3600J
若小明将物体提上去他做的功为
W1=F提h=600x5J=3000J
第七章 第二节 功
第七章 第二节 功