八年级物理下册 61《功》课件 北京课改版

第4章 机械能和能源 Date 第一节 功 Date 核心要点突破 课堂互动讲练 知能优化训练 课前自主学案 第一节 功 课标定位 Date 课标课标 定位 学习习目标标：1.理解功的概念，知道力对对物体做功 的条件 2能推导导功的一般计计算式并能用它计计算力对对物 体做的功 3知道正功、负负功的概念，并知道在什么条件 下力对对物体做正功，在什么条件下力对对物体做负负 功 重点难难点：力对对物体做功的计计算 Date 课前自主学案 一、怎样样才算做了功 1功的概念 一个物体受到_的作用，并使物体在 _上发发生了一段_，就说说 这这个力对对物体做了机械功，简简称功 2做功的两个要素 _和在力的方向上发发生的_，是 做功的两个要素 力 力的方向位移 力位移 Date 思考感悟 1图图411中的推墙墙者，累得 气喘吁吁、满满身大汗，这这位推墙墙 者对墙对墙 做功了吗吗？ 提示：从物理学角度而言，没有做功：有力而 无位移 图图411 Date 二、如何计计算功 1功的计计算公式 (1)当恒力F的方向与位移s的方向一致时时，力对对 物体所做的功W为为：W_. (2)当恒力F的方向与位移s的方向成某一角度时时 ，力F对对物体所做的功W为为：W_. 即力对对物体所做的功等于力的大小、位移的大小 以及力和位移夹夹角的余弦的乘积积功是_ ，只有_，没有_ Fs Fscos 标标量 大小方向 Date 2功的计计算公式的适用条件 公式WFscos只适用于求_所做的功 3功的单单位 在国际单际单 位制中，功的单单位是焦耳，符号是J. 焦耳的定义义：1 J等于_的力使物体在力的方 向上发发生_的位移时时所做的功即1 J _. 恒力 1N 1 m 1Nm Date 三、功有正、负负之分吗吗 1判断 设设力F与位移s方向间间的夹夹角为为，则则由功的一般 计计算公式WFscos可知 夹夹角的范 围围 做功情况 cos0，W0，即力F对对物体_ 00，W0，即力F对对物体做_功 cos0，W0，即力F对对物体做_功或 物体_力F做功 不做功 正 负负 克服 Date 2.正负负功的意义义 功的正、负负既不表示功的大小，也不表示功有方 向，它只是说说明力对对物体起动动力作用还还是阻力 作用 3几个力的总总功 由于功是标标量，所以当物体在几个力的共同作用 下发发生一段位移时时，这这几个力对对物体所做的总总 功，等于各个力分别对别对 物体所做功的 _，也等于这这几个力的_力对这对这 个 物体所做的功 代数和 合 Date 思考感悟 2物体受到两个力F1和F2的作用，它们对们对 物体 做的功分别别是3 J和4 J若这这两个力的方向互相 垂直，那么这这两个力的合力做的功是多少？ 提示：7 J Date 核心要点突破 一、功的理解 1力和物体在力的方向上发发生的位移两个因素 对对于功而言，缺一不可，因为为有力不一定有位移 ；有位移也不一定有力特别别强调调指出：力是在 位移方向上的力；位移是在力的方向上的位移 2功是力在空间间上的积积累效果，功是过过程量， 它与位移(或时间时间 )相对应对应 因此在描述功的时时候 ，要这这么说说“在哪个过过程中某个力做了多少功” Date 特别别提醒：不要将物理学中的做功等同于人类类活 动动和生产劳动产劳动 中的“做工”“工作”和“劳动劳动 ”物理学中的做功指特定的物理过过程判定一 个力是否做功时时，要紧紧扣“力”和“力的方向上 的位移”这这两个条件尤其要注意力和位移方向 垂直时时，该该力不做功 Date 即时应时应 用(即时时突破，小试试牛刀) 1(单选单选 )如图图412所示的四幅图图是小新提包 回家的情景，小新对对提包的拉力没有做功的是( ) 图图412 Date 解析：选选B.由功的概念及功的两个因素可知，只 有同时满时满 足力及在力的方向上有位移两个条件时时 ，力对对物体才做功，A、C、D做功，B没有做功 ，故答案为为B. 二、功的公式及正负负功的理解 1功的公式的理解 (1)公式的适用范围围：力F为为恒力 (2)WFscos可理解为为功等于力乘物体在力的方 向上的位移或位移方向上的力乘位移 Date (3)在功的计计算公式中，我们们一般以地面为为 参考系 (4)在功的计计算中，F与s应应具有同时时性和 同体性 (5)功与物体的运动动状态态及运动动形式无关 Date 2正负负功的意义义 功是标标量，功的正值值与负值负值 不是代表方向，而 是表示谁对谁谁对谁 做功，在物体发发生位移的过过程中 ，各个力的作用不同，对这对这 个物体产产生位移起推 动动作用的力(即动动力)做正功；反之，对对物体产产生 位移起阻碍作用的力(即阻力)做负负功一个力对对 物体做负负功，往往说说成物体克服这这个力做功(取 绝对值绝对值 )，这这两种说说法意义义等同 Date 即时应时应 用(即时时突破，小试试牛刀) 2(单选单选 )关于功，下列说说法中正确的是( ) A力对对物体做功多，说说明物体的位移一定大 B力对对物体做功少，说说明物体的受力一定小 C力对对物体不做功，说说明物体一定无位移 D功的多少是由力的大小和物体在力的方向上 的位移的大小确定的 Date 解析：选选D.做功的多少取决于位移的大小、力的 大小及二者夹夹角的余弦三者之积积，故A、B、C 错错，在WFscos中，scos可理解为为物体在力 的方向上的位移，D对对 三、摩擦力做功 1静摩擦力做功 分析：在图图413甲中，光滑水平面上放着一 辆辆平板车车B，车车上放一物体A.用力F拉动车动车 上的 物 Date 体A，B与A一起以相同的速度前进进，且A与B间间 无相对对滑动动，则则静摩擦力f对对A做负负功，f对对B做 正功(图图413乙) 图图413 Date 又如放在匀速转动转动 的圆盘圆盘 上随同圆盘圆盘 M起转转 动动的物体A，它所需的向心力是由静摩擦力f提供 ，静摩擦力f的方向在任一瞬时时都与位移方向垂 直，所以静摩擦力f不做功，如图图413丙所示 结论结论 ：静摩擦力可以做正功，也可以做负负功， 还还可以不做功 Date 2滑动动摩擦力做功 分析：如图图414所示，光滑水平面上放一 木板A，其上放一物体B，物体B用 细绳细绳 固定在竖竖直墙墙上，现现用力F 将A从B下面拉出，则则B、A间间的 滑动动摩擦力对对B不做功，对对A做负负功 图图414 Date 如图图415所示，子弹弹射入光滑水平面上原来 静止的木块块，并留在其中在此过过程中木块发块发 生了位移，此时时，子弹对弹对 木块块的滑动动摩擦力就 对对木块块做正功 结论结论 ：滑动动摩擦力可以做正 功，可以做负负功，也可以不做功 图图415 Date 即时应时应 用(即时时突破，小试试牛刀) 3(单选单选 )关于摩擦力做功，下列说说法正确的是( ) A静摩擦力总总是做正功，滑动动摩擦力总总是做负负 功 B静摩擦力对对物体不一定做功，滑动动摩擦力对对 物体一定做功 C静摩擦力对对物体一定做功，滑动动摩擦力对对物 体可能不做功 D静摩擦力和滑动动摩擦力都可能对对物体不做功 Date 解析：选选D.力对对物体做功，必须须具备备两个条 件：力和在力的方向上的位移判断摩擦力是 否做功及做什么功，要具体分析受力物体在摩 擦力方向上是否有位移及位移的方向与摩擦力 的方向是相同还还是相反 Date 课堂互动讲练 正功、负功的判断 (单选单选 )有一根轻绳轻绳 系一个物体，如图图41 6所示，在物体以加速度a向下做匀减速直线线运动动 时时，作用在物体上的各力做功的情况是( ) A重力做正功，拉力做负负功， 合力做负负功 B重力做正功，拉力做负负功， 合力做正功 C重力做正功，拉力做正功，合力做正功 D重力做负负功，拉力做负负功，合力做正功 例例1 1 如图图416 Date 【精讲讲精析】 重力方向与位移方向相同，重力 做正功；拉力方向与位移方向相反，拉力做负负功 由于做匀减速直线线运动动，所以物体所受合力方 向向上，与位移方向相反，合力做负负功 【答案】 A 【方法总结总结 】 力F做正功、负负功的判断方法： (1)根据力F的方向与位移s的方向的夹夹角判断此 方法一般用于物体做直线线运动动的情况 (2)根据力F的方向与物体运动动速度v的方向的夹夹 角判断此方法一般用于物体做曲线线运动动的情况 Date 如图图417所示，一个质质量为为m的木 块块，放在倾倾角为为的斜面上，木块块与斜面保持 相对对静止并沿水平方向向右匀速移动动距离l的 过过程，作用在木块块上的各个力分别别做功多少 ？ 功的计算 例例2 2 图图417 Date 【思路点拨拨】 用功的公式WFscos来计计算 功的大小，要注意求的是哪个力做功，画出物 体运动动的示意图图和受力分析图图，可帮助分析题题 意 【自主解答】 先由平衡条件计计算出各力，并 找出各力与位移的夹夹角，再利用功的公式进进行 求解 Date 根据力的平衡条件可得： 斜面对对木块块的支持力为为Nmgcos， 斜面对对木块块的摩擦力为为fmgsin， 支持力N与位移l间间的夹夹角为为90，则则支持力做 的功WNNlcos(90)mglcossin； 摩擦力f与位移l间间的夹夹角为为，则则摩擦力f做功Wf flcosmglsincos； 重力与位移的夹夹角为为90，则则重力做的功 WGmglcos900. Date 变变式训练训练 如图图418所示，质质量为为m的物 体在沿斜面向上的力的作用下匀速地沿着长长 为为L、倾倾角为为的斜面的一端向上滑到另一端 ，物体与斜面间间的动动摩擦因数为为，分别别求出 作用在物体上的各力对对物体所做的功及合外力 所做的总总功 图图418 【答案】 见见自主解答 Date 解析：选选物体为为研究对对象，则则其受力为为拉力F， 重力mg，弹弹力N，摩擦力f. (1)拉力F对对物体所做的功为为WFFL. 由于物体做匀速直线线运动动，故Fmgsin mgcos，所以WFmgL(sincos) (2)重力对对物体所做的功为为 WGmgLcos(90)mgLsin. (3)弹弹力对对物体做的功为为WN0. Date (4)摩擦力对对物体所做的功为为 WffLcos180mgLcos. (5)合外力做的总总功为为W总 总WNWfWGWF 0. 答案：见见解析 Date 如图图419所示，摆摆球质质量为为m.悬悬 线线的长为长为 l，把悬线悬线 拉到水平位置后放手 设设在摆摆球运动过动过 程中空气阻力f的大 小不变变，求摆摆球从A运动动到竖竖直位 置B时时，重力mg、绳绳的拉力F、 空气阻力f各做了多少功？ 变力做功的计算 例例3 3 图图419 Date 【精讲讲精析】 因为为拉力F在运动过动过 程中，始终终 与运动动方向垂直，故不做功，即WF0. 重力在整个运动过动过 程中始终终不变变，小球在重力 方向上的位移为为AB在竖竖直方向上的投影OB，且 OBl，所以WGmgl. Date 空气阻力虽虽然大小不变变，但方向不断改变变，且任 何时时刻都与运动动方向相反，即沿圆圆弧的切线线方 向，因此属于变变力做功问题问题 如果将 分成许许 多小弧段，使每一小段弧小到可以看成是直线线， 在每一小段弧上f的大小、方向可以 认为认为 不变变(即为为恒力)，