教科版必修二 第4章第1节 功 课件（23张）.ppt

第四章机械能和能源4 1功 温故知新 如果物体受到力的作用 并在力的方向上发生了位移 我们就说力对物体做了功 一 做功与能量的变化 功的定义 做功总是与能量的变化密切相关 做功的过程就是能量变化的过程 功是能量转化的量度 小球在桌面上滚动时 重力和桌面对小球的支持力对小球做功吗 力对物体做功的因素是什么 议一议 没有做功 劳而无功 人用力推打石头而没推动 x 0 f 0 分析 没有做功 不劳无功 分析 x 0 f 0 冰壶在平滑 平而光滑 的冰面上滑行 没有做功 垂直无功 提箱子在水平路上走 分析 f 0 x 0 力的方向与运动方向垂直 x 起重机吊起货物 拉力对货物做了功 2 做功的两个必要因素 1 作用在物体上的力 2 物体在这个力的方向上发生一段位移 这两个要素是严格的 缺一不可 如何求一个恒力做了多少功呢 二 功的计算公式 1 力的方向与物体的运动方向一致物体m在水平恒力f的作用下水平向前行驶的位移为x 如图所示 则力f对物体所做的功为 w fxf表示力的大小 x表示位移的大小 w表示力对物体所做的功 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 匀速运动 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 角的恒力f的作用下 沿水平方向向前行驶的位移为x 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 f1x fcos x w2 0 由 w w1 w2 得 w fxcos 拉力f做的功w 理解 在位移方向的分力与位移的乘积 1 公式 w fxcos 其中 为恒力f与x的夹角 f是力的大小 x一般是物体相对地面的位移 而不是相对于和它接触的物体的位移 力的作用点发生的位移 求功时一定明确要求的是哪一个力在哪一段位移上做的功 功的计算公式 2 单位 国际单位 焦耳 焦 单位符号 j m 1n m 恒力做功 詹姆斯 普雷斯科特 焦耳 jamesprescottjoule 1818年12月24日 1889年10月11日 英国物理学家 出生于曼彻斯特近郊的沙弗特 salford 由于他在热学 热力学和电方面的贡献 皇家学会授予他最高荣誉的科普利奖章 copleymedal 后人为了纪念他 把能量或功的单位命名为 焦耳 简称 焦 并用焦耳姓氏的第一个字母 j 来标记热量以及 功 的物理量 焦耳在研究热的本质时 发现了热和功之间的转换关系 并由此得到了能量守恒定律 最终发展出热力学第一定律 国际单位制导出单位中 能量的单位 焦耳 就是以他的名字命名 他和开尔文合作发展了温度的绝对尺度 他还观测过磁致伸缩效应 发现了导体电阻 通过导体电流及其产生热能之间的关系 也就是常称的焦耳定律 1 当 2时 cos 0 w fxcos 0 f不做功 2 当0 0 w fxcos 0 f做正功 3 当 2 时 cos 0 w fxcos 0 f做负功 三 功的正负 注意 1 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 2 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 某力对物体做负功 往往说成 物体克服某力做功 取绝对值 3 功是标量 但有正负 其正负既不表示方向 也不表示大小 正负只表示做功的力的效果 即 表示动力或阻力做功 物体重100n 在拉力作用下匀速上升10m 1 拉力做功 2 重力做功 3 哪个功大 思考 某力对物体做负功 往往说成 物体克服某力做功 取绝对值 例如 重力对物体做了 1000j的功 可以说成 物体克服重力做了1000j的功 19 例题1 如图所示 质量为m 2kg的物体静止在水平地面上 受到与水平地面夹角为 37 大小f 10n的拉力作用 物体移动了x 2m 物体与地面间的动摩擦因数 0 3 g取10m s2 求 1 拉力f所做的功w1 2 摩擦力f所做的功w2 3 重力g所做的功w3 4 弹力n所做的功w4 5 求合力所做的功w合 1 分别求出每个力所做的功 然后求出所有功的代数和 即 w总 w1 w2 wn 2 先求出物体所受的合力 然后再求出合力的功 即 w总 f合xcos 四 计算合力做功 总功 功的累积性 提醒 方法2仅适用于几个力同时作用于物体的情况 因为只有当这几个力同时作用于物体上时 才能求出它们的合力 方法1