人教版高中物理必修2第七章 机械能守恒定律2. 功 课件(4).ppt

第2节功 人类对于能量及其转化的认识与功的概念紧密相连 在初中我们已经学过功的初步知识 一个物体受到力的作用 如果在力的方向上移动一段距离 我们就说这个力对物体做功 S F 力对物体做功为W FS 2 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 一 功的概念 1 功的定义 物体受到力的作用 并沿力的方发生一段位移 则该力对物体做了功 判断 有无做功 纹丝不动 匀速 真辛苦 1 如果力的方向与物体的运动方向一致 应如何计算这个力的功 W Fl l 2 如果力的方向与物体的运动方向垂直 应如何计算这个力的功 F不做功即W 0 回顾 问题来了 如果力的方向与物体的运动方向成某一角度 应如何计算这个力的功 F和l都是矢量矢量的合成和分解 矢量的合成和分解 a1 a2 a合 矢量的合成 b1 b2 b b3 b4 矢量的分解 矢量合成分解的等效性 1 把F分解到位移方向上 F F2 F1 l W Flcos 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 2 把l分解到力方向上 F l 同学们思考 l2 l1 W Wl1 Wl2WF F l1 0 W Flcos 而l1 lcos 3 功的计算公式 注意 做功只与F l 三者有关与物体运动形式无关 也就是说 力对物体做功具有独立性 计算功时 一定要明确是计算哪个力对物体所做的功 不能张冠李戴 W Flcos 说明 公式中各量的物理意义 F 作用在物体上的力 恒力 l 物体 力的作用点 的位移 F l正方向之间的夹角 0 180 4 功的国际单位 焦耳 J 1J意义 1J就是1N的力让物体在力的方向上发生1m的位移时所做的功 辨认力的方向与位移方向的夹角 答案 答案 答案 答案 F 乙 S F S SF S F 丙 甲 丁 技巧 寻找 夹角 可以将力的方向沿最近的途径向位移方向旋转 当力的方向与位移方向相同时 力的方向所转过的角度就是力与位移方向的夹角 下列图中 各力做功会怎样 二 正功和负功 其中F 100Nl 1mcos150 cos30 W Flcos 180 86 6J W Flcos 180 86 6J W Flcos 86 6J 1 功是标量 但有正负之分 所谓正功负功 是反映力对物体做功性质的 若为正功 表明该力促进了物体的运动 动力做功 若为负功 表明力阻碍物体的运动 阻力做功 W Flcos 某力对物体做负功 往往说成 物体克服某力做功 取绝对值 两种说法的意义是等同的 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 1000JC 16JD 无法确定 课堂练习 D 要点 公式中F为恒力 且始终作用在物体上 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 C 要点 功的正负不表示功的大小 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 三者有关 与物体的运动状态等因素无关 三 总功 当物体在几个力的共同作用下发行一段位移S时 这几个力对物体做的总功 等于各分力分别对物体所做功的代数和 也等于这几个力的合力对物体所做的功 W总 W1 W2 W3 Wn 注意 各力必须对应同一段位移 1 合力的功等于各分力所做功的代数和 即 2 先求出合力 然后求总功 表达式为 W总 F合lcos 为合力与位移方向的夹角 例题1 木箱在如图所示力的作用下匀速运动 求 拉力对木箱做的功 摩擦力对木箱做的功 支持力对木箱做的功 重力对木箱做的功 各力对木箱做的总功 例题2 一个质量m 150kg的雪橇 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 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