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第七章 机械能守恒定律 第二节 功. 一、功. 如果物体在力的作用下 能量 发生了变化,这个力一定对物体做了功. 一、功的概念. 2 、做功的两个必要因素. 1 、功的定义:物体受到 力 的作用,并沿力的方向发生一段 位移 ,则 该力 对物体做了功. ( 1 )作用在物体上的力 ( 2 )物体在力的方向上发生一段位移. 3 、功的计算公式. 说明:. ①F 是作用在物体上的 某个力 (如 G 、 N 、 f 等),但必为恒力. ② l 是 F 的 作用点发生的位移. ③α 是 矢量 F 和 l 的夹角, 0 ~ 180°.
E N D
一、功 如果物体在力的作用下能量发生了变化,这个力一定对物体做了功
一、功的概念 2、做功的两个必要因素 1、功的定义:物体受到力的作用,并沿力的方向发生一段位移,则该力对物体做了功 (1)作用在物体上的力 (2)物体在力的方向上发生一段位移
3、功的计算公式 说明: ①F是作用在物体上的某个力(如G、N、f等),但必为恒力 ②l是F的作用点发生的位移 ③α是矢量F和l的夹角, 0~180° 力对物体做的功只与F、 l、 α三者有关,与物体的运动状态等因素无关
但功有正负之分 4、功是标量 5、功的单位: 在国际单位制中,功的单位是焦耳,符号是 J 物理学中的“做功”与生活中的“工作”意义不同
二、正功和负功 1、当α=0°时 cosα= 1 , 2、当α=90°时,W=0、力对物体不做功 4、当90°< α ≤ 180°时, cosα<0,W < 0 力对物体做负功 该力成为物体前进的阻力 往往说成“物体克服某力做功” 3、当α< 90°时, cosα>0,W >0 力对物体做正功 该力为物体前进的动力
课堂练习 1、一学生用100N的力将质量为0.5kg的球迅速踢出,球在水平路面上滚出20m远,则该学生对球做的功是:( ) A、2000JB、1000J C、16JD、无法确定 D 要点:公式中F为恒力,且始终作用在物体上
课堂练习 C 2、关于功的论述,下列说法正确的是: A、大的力一定比小的力做的功多 B、+5J的功比-5J的功多 C、+10J功比+5J的功多 要点:功的正负不表示功的大小
课堂练习 F F θθ A B 粗糙光滑 3、两质量相等的物体A、B分别放在粗糙水平面上和光滑的水平面上,在同样的拉力F作用下,产生相同的位移S,则拉力: A、对A做的功多 B、对B做功多 C、一样多 D、以上都有可能 C 力对物体做的功只与F、 l、 α三者有关,与物体的运动状态等因素无关
课堂练习 4、一个质量m=150kg的雪橇,受到与水平方向成37°角的斜向上方的拉力F=500N,在水平地面上移动的距离为5m,物体与地面间的滑动摩擦力f=100N,求 (1)各个力对物体所做的功 (2)各个力对物体做功的代数和 (3)物体所受的合力 (4)合力对物体做的功
结 论 几个力对一个物体做功的代数和,等于这几个力的合力对物体所做的功 总功的求法 方法一:先求每一个力所做的功,再 求它们的代数和; 方法二:先求合力,再求合力所做的功。
课堂练习 5、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.重力对物体做功mgssin C.支持力对物体做功mgscos D.摩擦力对物体做正功,数值为mgssin B
课堂练习 6、如下图所示,物体的质量为m=2kg,滑轮的质量和阻力不计,今用一竖直向上的力F=12N向上拉,使物体匀速上升h=4m的高度,则在此过程中拉力所做的功是多少?(取g=10m/s2) 要点:l为F的作用点发生的位移 方法二:等效法
课堂练习 7、如图,一根绳子绕过高4m的滑轮(大小、摩擦均不计),绳的一端拴一质量为10kg的物体,另一侧沿竖直方向的绳被人拉住.若人拉住绳子前进3m,使物体匀速上升,则人拉绳所做的功为 A.500J B.300J C.100J D.50J C 等效法:化变力做功为恒力做功
课堂讨论 FN S mg 1、在斜面上由静止开始下滑的物体(所有接触面都光滑)物体受到的各力是否做功?做正功还是做负功? 结论: 1、重力对物体做正功 2、支持力对物体做负功
课堂讨论 Sm m m SM v0 v0 M M v0 2、滑动摩擦力一定做负功吗? 滑动摩擦力对滑块做负功 滑动摩擦力对桌不做功 滑动摩擦力即可以做正功,也可以做负功,还可以不做功。 滑动摩擦力f对m做负功W1=- f Sm 滑动摩擦力f对M做正功W2= f SM 一对滑动摩擦力对物体作功之和必定为负功
课堂讨论 F A B 3、静摩擦力一定不做功吗? A和B相对静止,一起加速运动 静摩擦力对A做负功W=-fS 静摩擦力对B做正功W=fS 一对静摩擦力作功之和必定为零
课堂讨论 N S S N 4、作用力和反作用力做功一定是大小相等,正负相反吗? 作用力和反作用力做功,其大小不一定相等,正负也不一定相反
课堂练习 关于摩擦力对物体做功,以下说法中正确的是( ) A、滑动摩擦力总是做负功 B、滑动摩擦力可能做负功,也可能做正功 C、静摩擦力对物体一定做负功 D、静摩擦力对物体总是做正功 B 滑动摩擦力和静摩擦力都可以做正功、做负功、甚至不做功(会举例说明)
课堂练习 (类似P5考题8) 把一个物体竖直向上抛出去,该物体上升的最大高度是h,若物体的质量为m,所受的空气阻力恒为f, 则在从物体被抛出到落回地面的全过程中( ) A、重力所做的功为零 B、重力所做的功为2mgh C、空气阻力做的功为零 D、空气阻力做的功为-2fh AD 空气阻力做的功在数值上等于阻力与全程物体路程的乘积
小 结 一、做功的两个必要因素 1、作用在物体上的力 2、物体在力的方向上发生一段位移 二、功的一般计算公式 三、功是标量,国际单位制中单位为J 四、功的正负的物理意义: 力对物体做正功,该力成为物体运动的动力 力对物体做负功,该力成为为物体运动的阻力 五、总功的求法 1、先求每一个力所做的功,在求它们的代数和; 2、先求合力,再求合力所做的功。