高中物理人教版功的课件必修2.ppt

第2节功 在认识能量的过程中 人们建立了功的概念认为如果物体在力的作用下能量发生变化 那么这个力一定对物体做了功 请看下面的例子 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 功的概念 如果一个物体受到力的作用 并且在力的方向上发生了位移 我们就说这个力对物体做了功 那么在什么条件下说力对物体做功呢 力与位移方向相同 力做功 只有力 没有位移 故力不做功 力与位移方向垂直 在竖直方向上有力但没有位移故力不做功 二 做功的两个不可缺少的因素 力和物体在力的方向上发生的位移 三 功的表达式1 力的方向与物体的运动方向一致物体m在水平力f的作用下水平向前行驶的位移为l 如图所示 则力f对物体所做的功为 w flf表示力的大小 l表示位移的大小 w表示力对物体所做的功 如何求做功呢 2 如果力的方向与运动方向垂直当力的方向跟位移方向垂直时 物体在力的方向上没有发生位移 力对物体不做功 即做功为零 即w 0 3 当力的方向与位移方向成某一角度时物体m在与水平方向成 角的力f的作用下 沿水平方向向前行驶的距离为l 如图所示 求力f对物体所做的功 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 fcos l w2 0 w w1 w2 w flcos 拉力f做的功w 若将位移l分解 结果如何 l1 lcos l2 lsin w1 fl1 flcos w2 0 w flcos 思考 总结得出 力f对物体所做的功等于力的大小 位移的大小 力和位移夹角的余弦这三者的乘积 即 w flcos 其中 w表示力对物体所做的功 f表示物体所受到的力 l表示物体所发生的位移 表示力f和位移l之间的夹角 说明 1 两种理解 1 在位移方向的分力与位移的乘积 2 力与位移在力的方向的分量的乘积 1 公式 w flcos 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 四 功的公式 2 单位 国际单位 焦耳 焦 单位符号 j m 1n m a 功一定要指明是哪个力对物体做的功 b 仅适用于恒力做功 3 理解 d 功是过程量 c 公式中的f和l必须具备同时性 正功和负功 探究 2 2 2 cos 0 cos 0 cos 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 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 五 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 某一物体以一定初速度在粗糙水平面做匀减速直线运动 若阻力做 20j功 也可以讲物体克服阻力做了20j功 练习 在光滑水平面上 物体受到两个沿水平方向互相垂直的大小分别为3n和4n的恒力 从静止开始运动10m 求每个力做的功和合力做的功 由上可知 总功的计算是标量运算 不符合平行四边形定则 注意 1 功是标量 但有正负 功的正负只表示力做功的效果 决不表示方向 也不表示大小 即 表示是动力或阻力做功 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 也等于合力对物体所做的功 1 课本p54 1 说明 表示力f的方向和位移的方向之间的夹角 巩固练习 2 用水平恒力f作用于质量为m的物体 使之在光滑的水平面上沿力的方向移动距离l 恒力做功为w1 再用该恒力作用于质量为m mw2bw1 w2cw1 w2d无法判断 c 本题说明了一个力所做的功只由力和力的方向上发生的位移决定 跟物体是否还受到其它力作用 以及物体的运动情况均无关 4 一个质量m 150kg的物体 受到与水平方向成 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 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 解析 1 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 2 各力做功的代数和w w1 w2 1500j 3 物体所受的合力f合 fcos37 f阻 300n 4 合力对物体所做的功w f合l 1500j 6 如图 已知物体质量m 斜面质量m 斜面倾角 物体与斜面间的动摩擦因素 物体与斜面保持相对静止 现使斜面在水平面上向左匀速运动l的位移 求在l位移中 1 重力对物体所做的功2 斜面对物体的支持力所做的功3 斜面对物体的摩擦力所做的功 4 求力的物体受做的总功 思考 摩擦力一定对物体做负功吗 小结 1 做功的两个不可缺少的因素 作用在物体上的力 在力的方向上移动的位移 2 功的计算 w flcos 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