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文档简介

1、THE SEVENTH CHAPTER第七章机械能守恒定律第1讲追寻守恒量能量第2讲功目标定位1.知道能量守恒是自然界的重要规律,初步领会和认识能量转化,功与能量变化的关系.2.知道功的概念及做功的两个必要因素,知道W= Flcosa的使用条件,会用它进行有关计算.3.理解正功、负功的含义,会求多个力的总功.前习导学工横理凤己*点拨、追寻守恒量1 .伽利略斜面实验探究让静止的小球沿一个斜面滚下,小球将滚上另一个对接斜面,没有摩擦时,hA hB,如图1所示.小球运动中 的量叫能量.图12 .能量概念(1)动能:物体由于 而具有的能量.(2)势能:相互作用的物体凭借其 而具有的能量.能的转化:在伽

2、利略的理想斜面实验中,小球的 和 可相互转化.二、功1 .概念:一个物体受到力的作用,并在 发生了一段位移,这个力就对物体做了功.2 .做功的两个因素力;(2)物体在 上发生的位移.3 .公式W=.其中F、1、a分别为、和 方向的夹 角,其中当力F与位移1同向时,W= Fl.4 .单位:国际单位制中,功的单位是 ,简称,符号是 .想一想物理学中的“做功”与日常生活中的“做工” 一样吗?在水平地面上滚动的小球,重力是否做功?三、正功和负功由W= Fl cos a可知:(1)当”=次, W=,力对物体不做功,力既不是阻力也不是动力.(2)当0W ”<机, W 0,力对物体做 功,做功的力是

3、(填"动”或“阻”)力.兀. (3)当2<aW兀时,W。,力对物体做 功,或说成物体 这个力做功,做功的力是(填"动”或“阻”)力.想一想功有正负之分,功是矢量吗?正负的意义是什么?如Fi做功10J, F2做功一15J,力Fi和F2哪个做功多?四、总功的计算当一个物体在几个力的共同作用下发生一段位移时,这几个力对物体所做的总功等于:各个分力分别对物体所做功的 .1 .力对物体是否做功,决定于两个因素:(1)做功的力;(2)物体在力的方向上的位移.而与其他因素,诸如物体运动的快慢、运动的性质、接触面是否光滑、物体质量的大小等均无关.2 .功是一个过程量,描述的是力在物体

4、沿力的方向发生位移的过程中的积累效应.【例1厅列关于做功的说法正确的是 ()A.凡是受力作用的物体,一定有力对物体做功B.凡是发生了位移的物体,一定有力对物体做功C.只要物体受力的同时又有位移发生,则一定有力对物体做功D.只要物体受力,又在力的方向上发生了位移,则一定有力对物体做功二、功的计算1 .对 W= Fl cos a的理解(1)W= Ficos a仅适用于计算恒力的功.(2)F表示力的大小,l表示力的作用点相对于地面的位移的大小(1也常常说是物体相对于地面的位移大小),a表示力和位移方向间的夹角.(3)公式可以表达为 W= F icosa,意义是功等于沿力F方向的分位移与力的乘积;公式

5、也可以表达为W= Fcosa l,意义是功等于位移与沿位移方向的分力的乘积.2 .几个力的总功的求法先由W= Ficos a计算各个力对物体所做的功Wi、W2、W3、然后求所有力做功的代数和,即 W 合=W1+ W2+W3+(2)先由力的合成或根据牛顿第二定律求出合力F合,然后由W合=5合icosa计算总功,此时 a为F合的方向与i的方向间的夹角.隋2改口图2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0= 37°、大小F=10N的拉力作用,物体移动了 i=2m,物体与地面间的动摩擦因数 尸0.3, sin37 = 0.6, cos37 =0.8, g 取

6、 10m/s2.求:图2(1)拉力F所做的功 Wi; (2)摩擦力Ff所做的功 W(3)重力G所做的功 W3; (4)弹力Fn所做的功 W4;(5)合力F合所做的功 W.三、对功的正负的理解及判定1 .功是标量,功的正、负既不表示方向,也不表示功的大小,只表示是动力做功还是阻力做功.2 .功的正负判定(1)根据力和位移的夹角判断.例如(如图3所示),物体a由固定斜面顶端静止滑下,受到的重力G对物体a做正功,因为重力 G与位移i之间的夹角小于90°.图3(2)根据运动物体的速度方向和受力方向的夹角判断.例如,人造地球卫星在椭圆轨道上运行, 由如图4所示的a点运动到b点的过程,万有引力做

7、负功,因为万有引力的方向和速度方向 的夹角大于90°.图6图4隋3厂人乘电梯从1楼到20楼,在此过程中经历了先加速,后匀速,再减速的运动过程,则电梯对人的支持力的做功情况是 ()A .加速时做正功,匀速时不做功,减速时做负功B.加速时做正功,匀速和减速时做负功C.加速和匀速时做正功,减速时做负功D.始终做正功他4攻口图5所示,物体在力的作用下在水平面上发生一段位移1,试分别计算这四种情况下力F对物体所做的功.设在这四种情况下力F和位移1的大小都相同:F=10N, 1=1m,角。的大小如图所示,分别说明每种情况下力F做功的正负,并求出功.0=150°甲事对点练习W 巩固应用二

8、反范对功的理解1 .下列四幅图片所描述的情景中,人对物体做功的是()静男盘a带抱而:的物沿水平方向费了很大的劲血阴拈杷擢施 体堆积起来假话油花就衣将甑物用迪ABCD正功、负功的判定2 .质量为m的物体放在粗糙的水平面上,受到水平力F的作用,下列叙述中正确的是 ()A .如果物体做匀加速直线运动,则力 F一定做正功B.如果物体做匀加速直线运动,则力F可能做负功C.如果物体做匀减速直线运动,则力F可能做正功D.如果物体做匀减速直线运动,则力 F可能做负功功的计算3.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1,恒力F做功为Wi;再用该恒力作用在质量为 2m的物体上,

9、使之在粗糙的水平面上移动同样的距离1,恒力F做功为W2,则两次恒力做功的关系是 ()A . Wi>W2B. Wi<WC. Wi = W2D,无法判断4.如图6所示,利用斜面从货车上卸货,每包货物的质量m=20kg,斜面倾角8= 37°,斜面的长度1 = 0.5m,货物与斜面间的动摩擦因数科=0.2,求货物从斜面顶端滑到底端的过程中受到cos37°=0.8)的各个力所做的功以及合外力做的功.(取g= 10m/s2, sin37 = 0.6,答案精析第七章机械能守恒定律第1讲追寻守恒量一一能量第2讲功预习导学一、1.= 守恒2. (1)运动(2)位置(3)势能动能二

10、、1.力的方向上3. (2)力的方向4. Fl cos“力的大小位移的大小力与位移5. 焦耳焦J想一想物理学中的“做功”必须满足做功的两个必要因素.日常生活中的“做工”泛指一切 消耗脑力和体力的过程.因而有“做工”不一定“做功”,“做功” 一定“做工”.在水平 地面上滚动的小球,位移方向垂直于重力方向,重力不做功.三、(1)0(2)正动(3)负克服阻想一想功是标量,功的正负既不表示方向,也不表示大小,只表示做功的力是阻力还是动力,F1做的功小于F2做的功,F2做功多.四、(1)代数和(2)合力课堂讲义例1D力和在力的方向上的位移是做功的两个不可缺少的因素,故只有选项D正确.例 2(1)16J(

11、2) 8.4J(3)0(4)0(5)7.6J解析(1)对物体进行受力分析,如图所示W1 = Fl cos 0= 10X2X 0.8J= 16J化月=G Fsin 0= 20N 10 X 0.6N = 14NFf= IN=0.3X14N=4.2NW2= Fflcos180 =- 4.2X 2J= 8.4J(3)W3= Glcos90°= 0(4)W4= Fn1cos90 =0(5)W= W1+ W2+W3+W4=7.6J也可由合力求总功F 合=Fcos 0- Ff= 10X0.8N 4.2N= 3.8NF合与l方向相同,所以 W= F合l=3.8X 2J=7.6J例3D在加速、匀速、减

12、速的过程中,支持力与人的位移方向始终相同,所以支持力始终对人做正功,故D正确.例4见解析解析甲图中力F做正功,W= Flcos (180 - 0)= Flcos30 = 55J.乙图中力 F 做负功,W= Flcos (180 -30°) = Flcos150°=573J.丙图中力F做正功,W= Flcos30° = 5j3J.丁图中力F做正功,W= Fl= 10J对点练习1. ADA项中人对物体做正功;B项中力和位移垂直, 不做功;C项中重物位移为零,不做功;D项中人对拖把做正功.故 A、D正确.2. ACD 物体在粗糙的水平面上运动一定要受到摩擦阻力,当物体在

13、力F作用下做匀加速直线运动时,力F与位移的夹角为0°,力对物体一定做正功;当物体在力F作用下做匀减速直线运动时,力F与位移的夹角可以为 0°也可以为180° ,故力对物体可以做正功, 也可以做负功.3. C物体沿力的方向运动,恒力做功就是指力F做的功,根据 W= Flcos ”,两次做功中的F、l、a均相同,所以两次 F做功相同,即 Wi=W2.4. 重力做的功 60J支持力做的功 0摩擦力做的功16J合力做的功44J解析斜面上的货物受到重力G、斜面支持力Fn和摩擦力Ff共三个力的作用.货物位移的方向沿斜面向下,可以用正交分解法,将货物所受的重力分解到与斜面平行的方向和与斜面垂直 的方向.可以看出,三个力中重力和摩擦力对货物做功,而斜面支持力对货物没有做功.其 中重力G对货物做的功W1=mglsin37 = 20x 10X 0.5x 0.6J=60J.支持力F N对货

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