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人教版(2003)高中物理必修二第七章机械能守恒定律—— 7.2功 课件

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人教版必修2第七章机械能守恒定律7.2功 功前世今生MechanicalworkW 如果物体在力的作用下能量发生了变化,这个力一定对物体做了功。拉力做功重力势能牵引力做功动能拉力做功弹性势能 初中对功的认识力与物体在力的方向上通过的距离的乘积,是一个有物理意义的量,在物理学中,我们称这一乘积为机械功(Mechanicalwork),简称功(work),如果用W表示功,F表示力,s表示物体在力的方向上通过的距离,则功的公式为:W=Fs 如果一个物体受到力的作用,并且在力的方向上发生位移,物理学中就说这个力对物体做了功.高中概念 一、功的要素F(一)、作用在物体上的力FFl(二)、物体在力的方向上的位移 在光滑的水平地面上,物体M受到水平力F的作用,前进一段位移l,则该力F所做功为多少?FFlM F 问题:当拉力与水平方向的夹角为α时,此时拉力F做的功应该是多少?vFFlαα FF1F2α研究方法1:因此,力F对物体所做的功W等于F1l,而F1=Fcosα。所以:W=FlcosαFFF1F2F1F2ααl FαFαll2l1将位移沿力的方向和垂直于力的方向分解,分别为l1和l2。此时力F做的功W=Fl1。因为l1=lcosα,所以,W=Flcosα研究方法2: FFF1F2F1F2力对物体所做的功,等于力的大小、位移的大小、力和位移的夹角的余弦这三者的乘积.ααl二、功的一般计算公式1.在国际单位制中单位是焦耳,简称焦,符号是J,1J=1N·m 300Fl甲答案:300300Fl乙答案:1500300Fl丙答案:300300Fl丁答案:15002.α角是“力的方向和位移方向的夹角”,而不是题目中的某一个以α命名的角进一步认识: 进一步认识:3.功是标量. 例1:学生用100N的力将质量为0.5kg的足球踢出,球在水平面上滚20m远,则该学生对球做功是()A.2000JB.1000JC.16JD.无法确定进一步认识:4.力必须与位移具有同时性.力是恒力.D F37°F阻v例2:一个质量为150kg的物体,受到与水平方向成α=37°角的斜向右上方的拉力F=500N的作用,在水平地面上移动的距离为l=5m,物体与地面间的滑动摩擦力F阻=100N,求拉力F和滑动摩擦力F阻做的功?解:拉力F对物体所做的功为:W1=Flcosα1=Flcos37°=2000J摩擦力F阻对物体所组的功为:W2=F阻lcosα2=F阻lcos180°=–500J 情形(一)当α=π/2时,cosα=0,W=0。这表示力F的方向跟位移l的方向垂直,力F不做功.FNGvα如小球在水平桌面上运动时,重力G和支持力FN都跟位移方向垂直,这两个力不做功。三、正功和负功 情形(二)当α<π/2时,cosα>0,W>0。这表示力F对物体做正功.力F对物体产生位移有一定的贡献。(动力做功)lαFv如人用力拉车前进时,人的拉力F对车做正功。如:拉力对车做功100J lF情形(三)当π/2<α≤π时,cosα<0,W<0。这表示力F对物体做负功.F对物体产生位移起着阻碍的作用。(阻力做功)α如推着小车跑动的人,到达目的地减速时,人向后拉车的力F对车做负功.拉力对小车做功-100J或小车克服拉力做功100J 例3:一个质量m=150kg的雪橇,受到与水平方向成37°角的斜向上方的拉力F=500N,在水平地面上移动的距离为5m,物体与地面间的滑动摩擦力F阻=100N,(sin37°=3/5,cos37°=4/5.)求:(1)各个力对物体所做的功(2)各个力对物体做功的代数和(3)物体所受的合力(4)合力对物体做的功解:l对物体进行受力分析如图:重力、支持力沿竖直方向,不做功,所以:WG=0,WN=0.拉力在水平方向的分力Fx=Fcos37°它做功为:摩擦力与运动方向相反,它做的功为负功:则力对物体所做的功代数和:GFFxF阻FyFN代入得:物体的合力为:合力对物体所做的总功为:功是标量 方法(一):先求每一个力所做的功,再求它们的代数和;即:W总=W1+W2+……+Wn方法(二):先求合力,再求合力所做的功。即:W总=F合lcosα四、几个力的总功 1.功的两个要素作用在物体上的力。物体在力的方向上通过的位移2.功的计算方法3.正功和负功①当α=π/2时,cosα=0,W=0。力F和位移l的方向垂直时,力F不做功.②当α<π/2时,cosα>0,W>0。这表示力F对物体做正功(动力做功).③当π/2<α≤π时,cosα<0,W<0。这表示力F对物体做负功(阻力做功).4.两种计算总功的方法先求各力做的功,再求代数和.先求合力,再求合力做的功.小结: WF=Flcosα功是什么东西?Mechanicalwork 课堂练习:1.关于功的论述,下列说法中正确的是:()A.解放军肩扛步枪站岗,战士用了力,所以战士对步枪做了功B.人用手拎着小水桶在水平面上匀速行走,人用了力,所以做了功C.人用绳把一桶水从井中提起,人对这桶水没做功D.汽车抛锚,人用很大力,才能使车缓慢移动,人对车做了功 课堂练习:2.如下图所示,物体的质量为m=2kg,滑轮的质量和阻力不计,今用一竖直向上的力F=12N向上拉,使物体匀速上升h=4m的高度,则在此过程中拉力所做的功是多少?(取g=10m/s2)物体重力做功是多少?. 3.如图所示,拉力F使质量为m的物体匀速地沿着长为L倾角为α的斜面的底端向上滑到上端,物体与斜面间的动摩擦因数为μ,分别求作用在物体上各力对物体所做的功.课堂练习: 4.如图所示,一个质量为m的木块,放在倾角为α的斜面体上,当斜面与木块保持相对静止沿水平方向向右匀速移动距离s的过程中,作用在木块上的各个力分别做功多少?合力的功是多少?课堂练习: 谢谢!

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所属: 高中 - 物理
发布时间:2022-01-13 21:49:08 页数:28
价格:¥1 大小:2.23 MB
文章作者:186****3079

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