2019-2020学年新教材高中物理 第1章 功和机械能 第1节 机械功课件 鲁科版必修第二册

第1节机械功,知识点一机械功的含义,观图助学,根据初中所学的知识，判断上面三种情景中，人是否对物体做功？,1.功的含义如果作用于某物体的大小为f，该物体沿力的方向运动的，则f与s的乘积称为机械功，简称功。2.做功的两个要素作用在物体上的和物体在力的方向上运动的。3.功的一般公式w，式中的是与的夹角。4.功的单位在国际单位制中，功的单位是，符号是。,恒力,位移大小为s,力f,位移s,fscos,力的方向,位移方向,焦耳,j,思考判断(1)有力作用在物体上，并且物体也发生了位移时，力对物体一定做了功。()(2)用手提起一桶水后，沿水平方向向前移动一段位移的过程中，手对水桶没有做功。()(3)人用力推汽车，汽车没动，但人累得出汗，可以说人对汽车做功了。(),知识点二机械功的计算,1.功是标量只有，没有，但功有正负之分。2.正功和负功功的计算公式：wfscos(1)当090时，w0，力对物体做。(2)当90180时，w0，力对物体做或称物体克服这个力做功(取正值)。(3)当90时，w0，力对物体。,大小,方向,正功,负功,不做功,3.总功的计算(1)方法一：一个物体同时受到几个力的作用发生位移时，这几个力做的总功等于各个力分别对物体做功的，即w总w1w2w3。(2)方法二：在计算几个力的总功时，也可先求，再根据功的公式w总求解。,代数和,合力,f合scos,思考判断(1)功有正、负值，所以功是矢量。()(2)总功就是所有外力做功的代数和。()(3)合外力对物体做的功等于总功。(),对功的理解与计算,观察思考,核心要点,以上a、b、c、d四种情况，哪种情况下人没有对物体做功？答案根据功的定义可知，力对物体是否做功关键是看力及力的方向上的位移，上述情景中，a情况下在力的方向上没有位移，人对墙没做功。,探究归纳1.功的概念(1)做功的两个必要因素力和物体在力的方向上发生的位移。力对物体是否做了功只与这两个因素有关，与其他因素诸如物体运动的快慢、运动的性质、物体质量、物体是否受其他力等均无关。(2)功是过程量功总是与一个具体的过程相对应，通常我们说某个力或某几个力在哪个过程所做的功。,2.对wfscos的理解(1)公式中的f是恒力，即公式wfscos只适用于大小和方向均不变的恒力做功。(2)f与s必须具备同时性，即s必须是力f作用过程中物体的位移。3.对正功、负功的理解,经典示例例1如图所示，质量为m的物体静止在倾角为的斜面上，物体与斜面间的动摩擦因数为，现使斜面水平向左匀速移动距离s(物体与斜面相对静止)。试求：,(1)摩擦力对物体做的功；(2)斜面对物体的弹力做的功；(3)重力对物体做的功。,解题关键对物体受力分析，确定力的大小以及力与物体位移的夹角大小。解析物体受力情况如图所示，物体受到重力mg、摩擦力f和支持力n的作用。物体相对斜面静止，物体相对地面水平向左匀速移动距离s，这些力均是恒力，故可用wfscos计算各力的功。,根据物体的平衡条件，可得fmgsin，nmgcos。(1)wffscos(180)mgssincos；(2)wnnscos(90)mgssincos；(3)wgmgscos900。答案见解析,针对训练1大力士比赛在国外比较盛行，首次世界大力士比赛始于1977年，如图所示为某选手将20多吨的汽车在水平路面上拖行了20m，下列说法正确的是(),a.汽车受到的重力做了正功b.汽车受到的地面的摩擦力做了负功c.汽车受到的拉力不做功d.汽车受到地面的支持力做了正功,解析汽车所受重力的方向竖直向下，而位移的方向为水平方向，重力与位移方向垂直，故重力不做功，a项错误；汽车受到的地面的摩擦力与位移方向夹角为180，wfscos180fs，故地面对汽车的摩擦力做负功，b项正确；汽车受到的拉力与位移方向夹角为锐角，拉力做正功，故c项错误；汽车受到地面的支持力与位移方向垂直，不做功，d项错误。答案b,总功的两种求解思路,要点归纳总功指物体受到的所有力对物体做功的总和，由合力与分力的等效替代关系知，合力与分力做功也是可以等效替代的，因此计算总功的方法有两种：(1)先求物体所受的合力，再根据公式w合f合scos求合力做的功。(2)先根据wfscos，求每个分力做的功w1、w2、wn，再根据w合w1w2wn，求合力做的功。即合力做的功等于各个分力做功的代数和。,核心要点,经典示例例2如图所示，一个质量m2kg的物体，受到与水平方向成37角斜向上方的力f110n作用，在水平地面上移动的距离s2m，物体与地面间的滑动摩擦力f24.2n，求外力对物体所做的总功。(cos370.8，sin370.6),解析方法一拉力f1对物体所做的功w1f1scos371020.8j16j摩擦力f2对物体所做的功w2f2scos1804.22j8.4j重力、支持力与位移方向的夹角均为90，对物体所做功为w30外力对物体所做的总功w等于w1、w2和w3的代数和所以ww1w2w37.6j。,方法二物体受到的合力f合f1cos37f2100.8n4.2n3.8n所以外力对物体所做的总功wf合s3.82j7.6j。答案7.6j,方法总结求合力做功的方法(1)如果物体处于平衡状态或某一方向受力平衡时，或者物体在某一方向上做匀变速直线运动时(合力等于ma)，先求合力再求功的方法更简捷。(2)如果已知物体所受的力之中有的不做功，有的做功且方便求解(如重力的功)时，选择w合w1w2wn简单方便。,针对训练2质量m50kg的滑雪运动员从高度h30m的坡顶由静止下滑，斜坡的倾角37，滑雪板与雪面之间的动摩擦因数0.1。则运动员滑至坡底的过程中(g取10m/s2，sin370.6，cos370.8，装备质量不计)：,(1)滑雪运动员所受的重力对他做了多少功？(2)各力对运动员做的总功是多少？,解