第七章 机械能守恒定律
木头在起重机的拉力作用下升高的过程中
? 能增加
列车在机车牵引力的作用下加速启动的过程中
? 能增加
握力器在手的压力作用下被压缩的过程中 ? 能增加
知识回顾:生活中的能量
木头在起重机的拉力作用下升高的过程中
重力势 能增加
列车在机车牵引力的作用下加速启动的过程中
动 能增加
握力器在手的压力作用下被压缩的过程中 弹性势 能增加
木头在起重机的拉力作用下升高的过程中 重力势 能增加,增加了多少?
列车在机车牵引力的作用下加速启动的过程中动 能增加,增加了多少?
握力器在手的压力作用下被压缩的过程中 弹性势 能增加,增加了多少?
新课引入:能量转化量的定量描述
1.理解功的概念,知道做功的两个必要因素。 2.应用功的计算公式
3.知道功是标量 ,理解正功、负功的含义。 4.会解决多个力对物体做功的问题
本节学习目标
1、起重机悬挂着货物静止时,货物重力势能是否变化?
2、起重机提拉着货物向上或向下运动,货物重力势能是否变化?
想一想 ?
起重机提拉着货物向上或向下运动的过程中,货物重力势能会发生变化,我们也说,起重机拉力对货物做了功
想一想 ?
1、起重机悬挂着货物静止时,货物重力势能是否变化?
2、起重机提拉着货物向上或向下运动,货物重力势能是否变化?
物体静止
说一说:(1)以下情景中,人是否对物体做了功?
(2)图2和图4中推力大小相等,对物体做功是否一样多?
图1
图2(L=5m)
图3
图4(L=10m)
物体静止
概括归纳:
1、力对物体做功的概念?
2、力对物体做功的条件?
3、力对物体做功的大小?
2.做功的条件
一是作用在物体上的力;
二是物体在力的方向上发生位移.
一、功
1. 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 。
3.功的定义
力与力方向上的位移的乘积叫该力的功 。
1、(单选)下列关于功的叙述中,错误的是 ( )
A.功等于力、位移、力与 位移夹角的余弦三者的乘积
B.力和位移是做功的二要素,只要有力、有位移,就一定有功
C.功等于力和力方向上的位移的乘积
D.功等于位移和位移方向上的力的乘积
跟踪练习
1、(单选)下列关于功的叙述中,错误的是 ( B )
A.功等于力、位移、力与 位移夹角的余弦三者的乘积
B.力和位移是做功的二要素,只要有力、有位移,就一定有功
C.功等于力和力方向上的位移的乘积
D.功等于位移和位移方向上的力的乘积
跟踪练习
2、(单选)在光滑的水平面和粗糙的水平面上各放一质量不同的木块,在相同的拉力作用下,通过相同的位移,拉力对木块做的功( )
A、在光滑的水平面上较多 B、在粗糙的水平面上较多
C、一样多 D、由小车运动所需的时间决定
跟踪练习
2、(单选)在光滑的水平面和粗糙的水平面上各放一质量不同的木块,在相同的拉力作用下,通过相同的位移,拉力对木块做的功( C )
A、在光滑的水平面上较多 B、在粗糙的水平面上较多
C、一样多 D、由小车运动所需的时间决定
跟踪练习
3、(单选)水流从高处落下,对水轮机做3×108J 的功,对 这句话的正确理解是( )
A.水流在对水轮机做功前,具有3×108J的能量
B.水流在对水轮机做功时,具有 3×108J的能量
C.水流在对水轮机做功后,具有 3×108J的能量
D.水流在对水轮机做功 的过程中,能量减少3×108 J
跟踪练习
3、(单选)水流从高处落下,对水轮机做3×108J 的功,对 这句话的正确理解是( D )
A.水流在对水轮机做功前,具有3×108J的能量
B.水流在对水轮机做功时,具有 3×108J的能量
C.水流在对水轮机做功后,具有 3×108J的能量
D.水流在对水轮机做功 的过程中,能量减少3×108 J
跟踪练习
l
1.力与位移方向一致时
二、功的计算
l
1.力与位移方向一致时
W = Fl
力对物体的运动起到促进作用,是动力
二、功的计算
2.力与位移方向垂直时
二、功的计算
2.力与位移方向垂直时
W = 0
力对物体不做功
二、功的计算
m
m
F
L
a
3.力与位移方向不一致时
二、功的计算
m
m
F
α
F1
F2
L
WF2=0 WF1=FCOSαL
WF= FCOSαL
力对物体的运动起到促进作用,是动力
3.力与位移方向不一致时
二、功的计算
m
F=10N
120?
L=1m
求力对物体做功的大小?力对物体的运动是促进还是阻碍作用?
当堂达标
v
m
F=10N
120?
L=1m
WF= -5J 做负功,力阻碍物体的运动
当堂达标
v
α
COSα
W
物理意义
α=π/2
α<π/2
π/2<α≤π
COSα= 0
COSα>0
COSα<0
W = 0
W > 0
W<0
力的作用?
思考:功的正、负表示什么意思呢?
二、功的正负
力的作用?
力的作用?
α
COSα
W
物理意义
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对物体做正功
表示力F对物体不做功
表示力F对物体做负功
1、功是标量。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:表示是对物体的运动是动力或阻力。
2、一个力对物体做负功,也可说成是:物体克服这个力做功
二、功的正负
跟踪练习
课本59页问题与练习1
如图所示,一个物体在拉力F1的作用下,水平向右移动位移为s,
求:(1)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是多少?
(2)物体所受的合力是多少?合力所做的功是多少?
三、多力做功
如图所示,一个物体在拉力F1的作用下,水平向右移动位移为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是多少?
解:物体受四个力的作用:
WF1=F1COSαS WF2=-F2 S WF3=0 WG=0
则总功:W总=F1COSαS -F2 S
三、多力做功
如图所示,一个物体在拉力F1的作用下,水平向右移动位移为s,物体所受的合力是多少?合力所做的功是多少?
解:水平方向上:FX=F1COSα-F2
竖直方向上:FY=0
合力:F合=F1COSα-F2
W总=(F1COSα-F2)S
小结:几个力对物体做的总功等于各个力做功的代数和,也就是这几个力的合力对物体所做的功。
三、多力做功
1、对物体受力分析。
确定物体的受力个数及每个力的大小和方向
2、找出物体相对于地面的运动位移
3、根据功的计算公式计算每一个力对物体做的功,或求出物体受到的合力
4、计算力对物体做的总功
三、计算多力做功的基本步骤:
1、(多选)质量为m的物体沿倾角为θ的斜面匀速滑下,在通过位移s的过程中( )
A、重力对物体做功mgs
B、摩擦力对物体做负功,数值为mgssin?
C、支持力对物体做功mgscos?
D、重力对物体做功mgssin?
V
当堂达标
1、(多选)质量为m的物体沿倾角为θ的斜面匀速滑下,在通过位移s的过程中( B D )
A、重力对物体做功mgs
B、摩擦力对物体做负功,数值为mgssin?
C、支持力对物体做功mgscos?
D、重力对物体做功mgssin?
V
当堂达标
2、起重机将质量为100 kg的重物竖直向上移动了2m,下列三 种情况下,重力、 拉力 、合力分别做了多少功?是 正功还是负功?(不计阻力,g=10m/s2)
(1)匀加速提高,加速度a1=0.2m/s2;
(2)匀速提高;
(3)匀减速上升,加速度大小a2=0.2m/s2.
?
知识巩固
当堂达标
2、起重机将质量为100 kg的重物竖直向上移动了2m,下列三 种情况下,重力、 拉力 、合力分别做了多少功?是 正功还是负功?(不计阻力,g=10m/s2)
(1)匀加速提高,加速度a1=0.2m/s2;
(2)匀速提高;
(3)匀减速上升,加速度大小a2=0.2m/s2.
?
知识巩固
当堂达标
2、起重机将质量为100 kg的重物竖直向上移动了2m,下列三 种情况下,重力、 拉力 、合力分别做了多少功?是 正功还是负功?(不计阻力,g=10m/s2)
(1)匀加速提高,加速度a1=0.2m/s2;
(2)匀速提高;
(3)匀减速上升,加速度大小a2=0.2m/s2.
?解:(1)匀加速提升,由牛顿第二定律得F拉=1020N
有 WG=-2000J WF拉=2040J
总功 W总=-2000+2040=40J
同理(2) WG=-2000J WF拉=2000J
(3)匀减速上升 F拉=980N
WG=-2000J WF拉=1960J W总=-2000+1960=-40J
知识巩固
当堂达标
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(恒力)
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、 正的正负及物理意义
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。
7.2 功