高中物理必修二72功.pptx
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1、第七章第七章机械能及其守恒定律机械能及其守恒定律 第第2 2节节 功知识回顾知识回顾初中所学的初中所学的做功做功的概念是什么?的概念是什么?如果一个物体受到力的作用,并且在力的方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,物理学中就说这个力对物向上发生了位移,物理学中就说这个力对物体做了功。体做了功。木木头在起重机在起重机的拉力作用下的拉力作用下?能增加能增加列列车在机在机车牵引力的作用下引力的作用下?能增加能增加握力器在手的握力器在手的压力作用下力作用下?能增加能增加 问题:问题:动车出站的时候为什么能越开越快?动车出站的时候为什么能越开越快?1.1.从力的时间效应说:机车牵引力产
2、生加速度,从力的时间效应说:机车牵引力产生加速度,v vt t=at=at。2.2.从力的空间效应说:机车的牵引力做了功,动能增加。从力的空间效应说:机车的牵引力做了功,动能增加。分析:分析:问题:问题:木头在起重机的拉力作用下为什么势能增加?木头在起重机的拉力作用下为什么势能增加?答案:答案:起重机的拉力对木头做了功。起重机的拉力对木头做了功。以上物理过程,在能量变化的同时都以上物理过程,在能量变化的同时都有力在对物体做功。有力在对物体做功。功与能量的关系功与能量的关系功和能是两个紧密联系的物理量。功和能是两个紧密联系的物理量。2.做功的过程是能量转化的过程。做功的过程是能量转化的过程。1、
3、如果物体在力的作用下、如果物体在力的作用下能量能量发生了变化,发生了变化,这个力一定对物体这个力一定对物体做了功。做了功。力与位移方向相同,力与位移方向相同,力做功力做功只有力没有位移,只有力没有位移,力不做功力不做功力与位移方向垂直,力与位移方向垂直,力不做功力不做功物体物体静止静止思考思考:在什么条件下说力对物体做功了?在什么条件下说力对物体做功了?有力有位移有力有位移,拉力做功拉力做功力做功的要素力做功的要素概括归纳概括归纳2.做功的因素做功的因素一是作用在物体上的一是作用在物体上的力力;二是物体在二是物体在力的方向力的方向上发生上发生位移位移.1.功的概念功的概念一个物体受到一个物体受
4、到力力的作用,并且在的作用,并且在力的方向上发生了一段力的方向上发生了一段位移位移,则这个,则这个力对物体做了功力对物体做了功。概括归纳概括归纳3.功的定义功的定义力力与力方向上的与力方向上的位移位移的乘积叫该力的乘积叫该力所做的功所做的功。4.功的公式功的公式W=Fl定义式定义式5.功的单位功的单位焦耳,符号焦耳,符号“J”表示。表示。m=1Nm只对恒力适用只对恒力适用l1.力与位移方向一致时力与位移方向一致时W=Fl二、功的计算二、功的计算2.2.力与位移方向垂直时力与位移方向垂直时W=0F Fl拉力拉力F做的功做的功W=?3.3.力与位移方向成一定夹角时力与位移方向成一定夹角时F分析:分
5、析:根据力的等效性原理根据力的等效性原理,可以把计算可以把计算F做功的问题转化做功的问题转化为分别求为分别求F1和和F2做功的问题做功的问题W1=F1l=(FCOS)lW2=0W=W1 W=FlCOSF F2 2F F1 1l拉力拉力F做的功做的功W=?3.3.力与位移方向成一定夹角时力与位移方向成一定夹角时分析:分析:位移是矢量位移是矢量,可以将位可以将位移沿力的方向和垂直力的方移沿力的方向和垂直力的方向分解。问题转化为分别求向分解。问题转化为分别求l1和和l2方向做功的问题方向做功的问题l l2l1FWF=W1=Fl1=Fl COSW2=0W=Fl1=FlCOSl1=l cosm=1N物理
6、意义:物理意义:物体受到物体受到1N1N的力,在力方向上发生的力,在力方向上发生1m1m的位移,就说这个力对物体做了的位移,就说这个力对物体做了1J1J的功。的功。公式:公式:W=Flcos功的单位:功的单位:焦耳,用符号焦耳,用符号“J”表示表示W=Flcos4、F、具有同时对应性具有同时对应性2、l 是相对是相对地面地面的的实际位移实际位移说明说明:1 1、公式只对、公式只对恒力恒力适用适用3、物体可以看成质点时,、物体可以看成质点时,l是质点的位移;物是质点的位移;物体不可以看成指点或力的作用点与物体有相对体不可以看成指点或力的作用点与物体有相对运动时,运动时,l是作用点的位移。是作用点
7、的位移。思考:思考:功是标量还是矢量?功是标量还是矢量?1 1、标量没有方向,矢量有方向、标量没有方向,矢量有方向2 2、运算法则:、运算法则:标量:标量:代数相加减,代数相加减,矢量加减:矢量加减:平行四边形法则平行四边形法则l l例例1在在光滑光滑水平面上,物体受两个水平面上,物体受两个沿水平方向沿水平方向、互相垂直的大小分别为互相垂直的大小分别为3N和和4N的恒力,从静止开的恒力,从静止开始运动始运动10m,求每个力做的功和合力做的功。,求每个力做的功和合力做的功。F1=4NF2=3NF合合=5N功满足功满足代数运算,代数运算,是是标量标量W=F1l cos =410=32J例例2分别计
8、算这三种情形下力对物体做的功。分别计算这三种情形下力对物体做的功。设这三种情形下力和位移的大小都相同:设这三种情形下力和位移的大小都相同:F10 N,l2m。角。角的大小如图的大小如图:vF=150Fv=30Fv=301 1.解解解解:图图图图1 1WW=Fl Fl cos(180-)cos(180-)=FlFlcos(180-150)cos(180-150)=FlFlcos30=102=102=17.3J=17.3J图图图图2:2:WW=FlFlcos(180-cos(180-)=FlFlcos150=17.3J17.3J图图图图3:3:WW=FlFlcos30cos30=17.3J=17.
9、3JCOSW物理意义物理意义=/2/2/2COS=0COS0COS0W=0W 0W0表示力表示力F F对物对物体不做功体不做功表示力表示力F F对物对物体做正功体做正功表示力表示力F F对物对物体做负功体做负功思考:思考:功是标量,它的正、负表示什么意思呢?功是标量,它的正、负表示什么意思呢?二、功的正负二、功的正负1.正功的意义正正功功意意义义,表表示示该该力力的的作作用用效效果果为为动力,动力,它将它将促进促进物体的运动。物体的运动。2.负功的意义负负功功的的意意义义,表表明明该该力力的的作作用用效效果果是是阻力阻力,它将,它将阻碍阻碍物体运动。物体运动。v3.功的正负理解 2.2.一一个
10、个力力对对物物体体做做负负功功,也也可可说说成成是是:物物体体克克服服这这个个力力做做功功。如如:摩摩擦擦力力对对某某物物体体做做了了-20J-20J的的功功,也可说物体也可说物体克服克服摩擦力做了摩擦力做了20J20J的功。的功。3.3.谈功一定要指明是哪个力对物体做功谈功一定要指明是哪个力对物体做功.1.1.功是功是标量标量,但有正负。功的正负只表示力做功,但有正负。功的正负只表示力做功的效果的效果,既不表示方向既不表示方向 ,也不表示大小也不表示大小,只表示两种只表示两种不同的做功效果。不同的做功效果。不能说正功大于负功。不能说正功大于负功。力做力做正功正功,表示为表示为动力动力;促进物
11、体运动。;促进物体运动。力做力做负功负功,表示为表示为阻力;阻碍物体运动阻力;阻碍物体运动1.用起重机将质量为的物体匀速地吊起一段距离,用起重机将质量为的物体匀速地吊起一段距离,作用在物体上的各力做功情况是作用在物体上的各力做功情况是()A.重力做正功,拉力做负功,合力做功为零重力做正功,拉力做负功,合力做功为零B.重力做负功,拉力做正功,合力做正功重力做负功,拉力做正功,合力做正功C.重力做负功,拉力做正功,合力做功为零重力做负功,拉力做正功,合力做功为零D.重力不做功,拉力做正功,合力做正功重力不做功,拉力做正功,合力做正功C2.2.两质量相等的物体两质量相等的物体A A、B B分别放在粗
12、糙水平面上和分别放在粗糙水平面上和光滑的水平面上,在同样的拉力光滑的水平面上,在同样的拉力F F作用下,产生相同的作用下,产生相同的位移位移 l,则拉力(,则拉力()A A、对、对A A做的功多做的功多 B B、对、对B B做功多做功多 C C、一样多、一样多 D D、以上都有可能、以上都有可能C3.3.水水平平路路面面上上有有一一个个重重500 500 N N的的小小车车,在在100 100 N N的的水水平平拉拉力力作作用用下下,匀匀速速向向前前移移动动了了5 m5 m,则在这一过程中(则在这一过程中()A.A.车受到的阻力为车受到的阻力为600 N 600 N B.B.车受到的阻力为车受
13、到的阻力为500 N500 N C.C.拉力对车做功是拉力对车做功是500 J 500 J D.D.重力对车做功为重力对车做功为2500 J2500 JC4.4.关于功的概念,下列说法中正确的是(关于功的概念,下列说法中正确的是()A.A.力对物体做功多,说明物体的位移一定大力对物体做功多,说明物体的位移一定大;B.B.力对物体做功少,说明物体的受力一定小力对物体做功少,说明物体的受力一定小;C.C.力对物体不做功,说明物体一定无位移力对物体不做功,说明物体一定无位移;D.D.功的多少是由力的大小和物体在力的方向上功的多少是由力的大小和物体在力的方向上位移的大小确定的位移的大小确定的.D5.5
14、.以一定的初速度竖直向上抛出一个小球,以一定的初速度竖直向上抛出一个小球,小球上升的最大高度为小球上升的最大高度为h h,空气阻力大小恒,空气阻力大小恒为为f f,则从抛出至回到原出发点的过程中,则从抛出至回到原出发点的过程中,空气阻力对小球做的功为(空气阻力对小球做的功为()A A .零零 B.B.-f h -f h C.C.-2f h D.-4fh-2f h D.-4fhC拓展拓展 :从抛出至回到原出发点的过程中,:从抛出至回到原出发点的过程中,重力对小球做的功为多少?重力对小球做的功为多少?在加速向左运动的车厢中,一个人用力在加速向左运动的车厢中,一个人用力向前推车厢,如图所示。人相对车
15、厢未移动,向前推车厢,如图所示。人相对车厢未移动,则下列说法正确的是(则下列说法正确的是()A.人对车厢不做功人对车厢不做功B.人对车厢做负功人对车厢做负功C.推力对车做正功推力对车做正功D.车对人做正功车对人做正功FCD6.一个质量一个质量m=150kg的雪橇,受到与水平方向成的雪橇,受到与水平方向成37角斜向上方的拉力角斜向上方的拉力F=500N,在水平地面上移动的距离,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。物体与地面间的滑动摩擦力F阻阻=100N。求外力对。求外力对物体所做的总功。物体所做的总功。解析:解析:拉力拉力F对物体所做的功为对物体所做的功为 W1=Flcos
16、37=2000J。摩擦力摩擦力F阻阻对物体所做的功为对物体所做的功为 W2=F阻阻lcos180=-500J。重力和支持力做功为重力和支持力做功为0所以:外力对物体所做的总功所以:外力对物体所做的总功 W=W1W2=1500J。(另解:另解:先正交分解求合力,再求总功)先正交分解求合力,再求总功)3、如图所示如图所示,质量为质量为m的物体静止在倾角为的物体静止在倾角为的斜面上的斜面上,物物体与斜面间的动摩擦因数为体与斜面间的动摩擦因数为,现使斜面水平向左匀速移现使斜面水平向左匀速移动距离动距离l.(物体与斜面相对静止)(物体与斜面相对静止)(1)摩擦力对物体做的功为)摩擦力对物体做的功为()A
17、.0B.mglcos C.-mglcossin D.mglsincos(2)斜面对物体的弹力做的功为)斜面对物体的弹力做的功为()A.0B.mglsincos2C.-mglcos2D.mglsincos(3)重力对物体做的功)重力对物体做的功()A.0B.mglC.mgltanD.mglcos(4)斜面对物体做的总功是)斜面对物体做的总功是.各力对物体所做的总各力对物体所做的总功是功是.l如图所示,在长为如图所示,在长为L 的细想下挂一质的细想下挂一质量为量为m 的小球,用水平恒力的小球,用水平恒力F 拉小球直到拉小球直到细线偏离竖直方向细线偏离竖直方向60角。求该过程中角。求该过程中F 做做
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