(共20张PPT)
(粤教版)第四章
机械能和能源
第一节
功
如果起重机提着货物静止不动,拉力对货物是否做功了?
如果提着货物使货物沿水平方向做匀速运动,拉力是否做功了?
一、如何才算做了功?
讨论:人是否对物体做了功?
1.恒力F的方向与物体位移S
同向时
二、如何计算功的大小?
2.恒力F的方向与物体位移S
反向时
3.恒力F的方向与物体位移S
垂直时
4.恒力F的方向与物体位移S
有夹角α时
(1)
公式是计算恒力做功还是变力做功?
(2)
角
指的是谁的夹角?
(3)
功与物体做加、减速运动有关吗?
(4)
位移是以什么为参考系?
对功的公式
W=FScosα
的理解
如图表示物体在力F作用下在水平面上发生一段位移s,试分别计算在这三种情况下力F对物体所做的功.设在这三种情况下:F=10
N,s=2
m.角θ的大小如图所示.
思考与交流
θ=30°
θ=120°
θ=90°
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
三、如何判断功的正负?
还有其它办法判断正负功吗?
α
COSα
W
物理意义
1.功是标量,所以合力做的功(即总功)就等于各
分力做功的代数和:
W总=F合Scosθ
2.力是矢量,故可以先用平行四边形定则求合力,再求合力做的功:
四、总功的计算(P66例题)
W总=W1+W2+W3+……
例2:如图所示,质量为m的物体沿斜面长度为L,倾角为θ的固定斜面顶端滑下,物体和斜面间的动摩擦因数为μ,求:
(1)此过程中各力对物体做功的大小?
(2)请再提出一个新问题。
例3:一物体放在水平地面上,如图甲所示,已知物体所受水平拉力F随时间t的变化情况如图乙所示,物体相应的速度v随时间t的变化关系如图丙所示.求:
(1)0~6
s时间内物体的位移大小;(3)再补充一新问题。
(2)0~10
s时间内物体克服摩擦力所做的功.
解:
(1)由题图丙可知0~6
s时间内
物体的位移为:s=×3
m=6
m.
(2)由题图丙可知,在6~8
s时间内,
物体做匀速运动,故摩擦力f=-2
N.
由题图丙可知,在
0~10
s时间内
物体的总位移为:s′=×3
m=15
m.
物体克服摩擦力所做的功:W=|fs′|=30
J.
例4:人在A点拉着绳通过一定滑轮吊起质量m=50
kg的物体,如图所示,开始时绳与水平方向夹角为60°,当人拉重物缓慢由A点沿水平方向运动s=2
m的B点时,绳与水平方向夹角为30°,求人对绳的拉力做了多少功。
解:设滑轮距地面的高度为h,人由A走到B的过程中,重物上升的高度等于滑轮右侧绳子增加的长度,即:
1.做功的条件
作用在物体上的力
在力的方向上的位移
2.功的计算
W=
Fscosα
(1)功一定要指明是哪个力对物体做的功
(2)力必须是恒力,如果是变力可以分段处理…。
3.功是标量,但有正、负.正、负只表示力对物体做功的效果.功的正、负不表示方向.
4.总功等于各个力对物体所做功的代数和,也就是合力对物体所做的功.
1.关于功的论述,下列说法中正确的是(
)
A.大力做的功多
B.+5
J的功比-5
J的功多
C.物体做加速运动时做的功比做减速速运动时做的功多
D.+10
J的功比+5
J的功多
D
2.物体在两个相互垂直的力作用下运动,力F1对物体做功6
J,物体克服力F2做功8
J,则F1、F2的合力对物体做功为(
)
A.14
J
B.10
J
C.2
J
D.-2
J
D
3.关于作用力和反作用力做功的关系,
下列说法正
确的是(
)
A.当作用力做正功时,反作用力一定做负功
B.当作用力不做功时,反作用力也不做功
C.作用力和反作用力所做的功一定大小相等,正负符号相反
D.作用力做正功时,反作用力可能做负功
D
4.如图所示,质量为m的物体静止在倾角为θ的斜面
上,物体与斜面间的动摩擦因数为μ,现在使斜面
向右水平匀速移动距离L,则摩擦力对物体做功为
(物体相对于斜面静止)(
)
A.0
B.mgLcosθ
C.μmgLcos2θ
D.mgLsinθcosθ
D
5.以一定的初速度竖直向上抛出一个小球,小球上升的最大高度为h,空气阻力的大小恒为F,则从抛出到落回抛出点的过程中,重力和空气阻力对小球分别做多少功?
0,-2Fh
6.如图所示,A、B叠放着,A用绳系在固定的墙上,用力F拉着B右移。用F/、FAB和FBA分别表示绳对A的拉力、A对B的摩擦力和B对A的摩擦力,则(
)
A.F做正功,FAB做负功,FBA做正功,F/不做功;
B.F和FBA做正功,FAB和F/做负功;
C.F做正功,其他力都不做功;
D.F做正功,FAB做负功,FBA和F/不做功。
D