(共18张PPT)
第2节
功
势能的概念:
动能的概念:
由于物体的运动而具有的能量
相互作用物体凭借其位置而具
有的能量叫做势能
不同形式的能量是可以相互转化的
等 高
一质量m=10kg的物体放在光滑的水平面,某人用F=10N的拉力水平向右拉物体,使物体从静止开始运动,求5s末物体的速度.
复习:
(1)物体的速度变大,意味着物体具有的
能增加
(2)增加的动能是由
能转化过来的
(3)化学能是通过什么途径转化为动能的?
动
化学
通过力F对物体做功
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
力对物体做了功
一、做功的条件:
物体静止,力F是否做功?
⑴
作用在物体上的力
⑵
物体在力的方向上移动的位移
不做功
不做功
力做功的两个必要因素:
二、功的计算:
W=FS
力与位移在一条直线上
力与位移垂直
W=0
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
=
F
COSαl
W2
=
0
∵
W
=
W1
+
W2
∴
W
=
F
l
COSα
拉力F做的功W
=
?
1、公式:
W
=
F
l
cosα
力对物体所做的功,等于力的大小、位移的大小、力与位移夹角余弦这三者的乘积
二、功的计算:
2、单位
国际单位:焦耳(焦)
单位符号:J
1J=1N×1m=1N·m
质量为m=2kg的物体,在水平推力F=5N的作用下沿水平面运动了L=2m.已知物体与水平面间的动摩擦因数μ=0.1,求
(1)推力F所做的功
(2)摩擦力所做的功
a、功一定要指明是哪个力对物体做的功
b、力必须是恒力
3、理解:
F
4、功是标量
只有大小,没有方向
正功和负功
探究
α=π/2
α<π/2
π/2<α≤π
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
α
COSα
W
物理意义
正功的意义是: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.
负功的意义是: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.
四、正功和负功:
一个力对物体做负功,也可说成物体克服这个力做了功(正值)
例题
一个质量m=150kg的雪橇,受到与水平方向成θ=37°角斜向上方的拉力F=500N,在水平地面上移动的距离l=5m.物体与地面间的滑动摩擦力F阻=100N.求外力对物体所做的总功.
解析:拉力F对物体所做的功为
W1=
Flcos37°=2000J.
摩擦力F阻对物体所做的功为
W2=
F阻lcos180°=
-500J.
外力对物体所做的总功
W=W1+W2=1500J.
(另解:先求合力,再求总功)
注意
1.
功是标量,但有正负.正负只表示做功的力的效果功的正负决不表示方向
也不表示大小.即:表示动力或阻力做功.
比较-8J的功与5J的功谁大?
2.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.
小结
1、做功的条件
作用在物体上的力
物体在力的方向上移动的位移
2、功的计算
W
=
F
l
cosα
a、功一定要指明是哪个力对物体做的功
b、力必须是恒力
3、
功是标量,但有正负.正负只表示做功的力的效果功的正负决不表示方向,也不表示大小.
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.
思考:
摩擦力一定对物体做负功吗?
思考
若将位移
l
分解,结果如何?
l1=l
cosα
l2=l
sinα
W1=
Fl
1=
F
lcos
α
W2=
0
W=
F
lcos
α