高中物理 第七章 機(jī)械能守恒定律 第二節(jié) 功課件 新人教版必修2.ppt

1 知道功的定義 理解功的兩個要素 2 掌握功的公式 w fscos 明確公式中各個字母所代表的物理量 知道功的單位 4 功是標(biāo)量還是矢量 正功和負(fù)功的實質(zhì)是什么 應(yīng)怎樣判斷正功和負(fù)功 5 知道什么是總功 總功與合力做功的關(guān)系 第二節(jié)功 練習(xí) 放在光滑水平面的物體質(zhì)量m 10kg 受到一水平向右的拉力f 10n作用 從靜止開始運(yùn)動 求物體5s末的速度 物體5s末的速度v 5m s 思考 物體有了速度我們可以認(rèn)為物體具有了什么能量 在本題中力與能量之間有何關(guān)系 如果力與運(yùn)動方向相反 又會如何 一 日常生活中的能量 2 勢能 相互作用的物體憑借其位置而具有的能量 1 能量隨處可見 1 動能 物體由于運(yùn)動而具有的能量 重力勢能 物體由于被舉高而具有的能量 彈性勢能 物體由于被擠壓或拉伸而具有的能量 2 做功改變了物體的能量 貨物在起重機(jī)的作用下重力勢能增加 列車在機(jī)車牽引力的作用下動能增加了 握力器在手的壓力下彈性勢能增加 二 閱讀 功 部分 討論 1 一個物體受到了力的作用 這個力就一定對物體做功對嗎 物體在一定的時間內(nèi)發(fā)生了位移 就一定有力對物體做功嗎 2 物體受到了力的作用 而且物體在一定時間內(nèi)也發(fā)生了位移 該力就一定對物體做功嗎 3 試總結(jié) 什么是功 力對物體做功必須滿足什么條件 如何理解物體的位移和物體在力的方向發(fā)生的位移 第二節(jié)功 二 功1 條件 力和物體在力的方向上發(fā)生的位移 是做功的兩個不可缺少的因素 力與位移方向相同 力做功 只有力 沒有位移 故力不做功 力與位移方向垂直 在豎直方向上有力但沒有位移故力不做功 2 推導(dǎo)功的表達(dá)式 1 如果力的方向與物體的運(yùn)動方向一致 該怎樣計算功呢 2 如果力的方向與物體的運(yùn)動方向成某一角度 該怎樣計算功呢 物體m在水平力f的作用下水平向前行駛的位移為s 如圖甲所示 求力f對物體所做的功 f 3 把力f分解后 分別算出兩分力所做的功然后加起來就等于力f所做的功 這是為什么 f 4 恒力對物體做功的一般表達(dá)式w fscos 中各項所代表的意義分別是什么 5 功的物理意義 功的單位是什么 6 功是標(biāo)量還是矢量 二 功的概念1 功的定義 物體受到力的作用 并且在力的方向上發(fā)生一段位移 就叫做力對物體做了功 力和在力的方向上發(fā)生的位移是做功的兩個不可缺少的因素 2 恒力對物體做功的公式 w fscos 是力的方向與位移方向的夾角 辨認(rèn)力的方向與位移方向的夾角 答案 答案 答案 答案 2 恒力對物體做功的公式 w fscos 其中f為恒力 s為相對地面的位移 為力的方向和位移方向的夾角 物理意義 力f對物體所做的功等于力的大小 位移s的大小 力和位移之間夾角 的余弦這三者的乘積 3 功的物理意義 描述力在空間上的積累效果4 單位 焦 j 下圖表示物體在力f作用下在水平面上發(fā)生一段位移s 試分別計算在這三種情況下力f對物體所做的功 設(shè)在這三種情況下力 位移的大小都相同 f 10n s 2m 角 的大小如圖中所示 甲圖中 f和s之間夾角為 30 所以w甲 fscos30 10 2 j 10j 乙圖中 力f和位移s之間的夾角為 150 所以w乙 fscos150 10 2 j 10j 丙圖中 力f和s之間的夾角為30 所以w丙 fscos30 10j 拓展討論 甲和丙圖中力f做的功相同 那么力f對物體產(chǎn)生的效果有什么不同呢 物體對地產(chǎn)生的壓力不同 三 正功和負(fù)功閱讀教材正功和負(fù)功 討論 1 物體受到了力也在發(fā)生位移 什么時候力不做功 什么時候做正功 什么時候做負(fù)功 2 什么功能使物體速度大小變大 什么功可使物體速度大小變小 3 關(guān)于力對物體做負(fù)功的兩種意義等同的說法是什么 4 當(dāng)物體在幾個力的共同作用下發(fā)生一段位移時 這幾個力對物體所做的總功如何求解 總功與合力做功有什么關(guān)系 情形 一 1 當(dāng) 2時 cos 0 w 0 這表示力f的方向跟位移的方向垂直 力f不做功 fn g v 如小球在水平桌面上運(yùn)動時 重力g和支持力fn都跟位移方向垂直 這兩個力不做功 情形 二 當(dāng) 2時 cos 0 w 0 這表示力f對物體做正功 力f充當(dāng)動力角色 使物體運(yùn)動加快 向物體輸入能量 s f v 如人用力拉車前進(jìn)時 人的拉力 對車做正功 情形 三 當(dāng) 2 時 cos 0 w 0 力f充當(dāng)阻力角色 使物體運(yùn)動減慢 向外輸出能量 如推著小車跑動的人 到達(dá)目的地減速時 人向后拉車的力 對車做負(fù)功 一個力對物體做負(fù)功 往往說成物體克服這個力做了正功 取絕對值 小結(jié) 1 正功 意味著動力做功 能量增加過程 負(fù)功 意味著阻力做功 能量減少過程 2 功的正負(fù)由力和位移之間的夾角決定 3 功是一個標(biāo)量4 力對物體做負(fù)功 fs 物體克服力f做 正 功 fs 5 當(dāng)物體在幾個力的共同作用下發(fā)生一段位移時 這幾個力對物體所做的總功等于這幾個力的合力對物體所做的功 例 一個質(zhì)量m 150kg的雪橇 受到與水平方向成 37 角斜向上方的拉力f 500n 在水平地面上移動的距離l 5m 如下圖 雪橇與地面間的滑動摩擦力f阻 100n 求力對雪橇所做的總功 1 對物體進(jìn)行受力分析 2 討論有幾種求解方法 第二節(jié)功 求力對物體所做的總功有兩種方法 1 分別求出每個力所做的功 然后求出所有功的代數(shù)和 即 w總 w1 w2 wn 2 先求出物體所受的合力 然后再求出合力的功 即 w總 f合scos 練習(xí) 質(zhì)量為m 2kg的物體在水平地面上 受到與水平面成 37 大小f1 10n的拉力作用 移動的距離l 2m 已知 物體與地面的動摩擦因數(shù) 0 3 g為10m s2 求 拉力f1對物體所做的功 摩擦力f2對物體所做的功 重力g對物體所做的功 彈力f3對物體所做的功 合外力f對物體所做的總功 第二節(jié)功 通過本節(jié)課的學(xué)習(xí) 我們了解以下知識點 1 功的求解公式w flcos 其中 指的是f和l之間的夾角 2 功是一個可以有正負(fù)的標(biāo)量 它的正負(fù)是由cos 的正負(fù)決定的 3 求解力對物體所做總功的方法 求出各個力所做的功 則總功等于各個力所做功的代數(shù)和 課堂練習(xí) 1 如圖所示 質(zhì)量為m的物體靜止于傾角為 的光滑斜面體上 斜面體的質(zhì)量為m 現(xiàn)對該斜面體施加一個水平向左的推力f 使物體與斜面之間無相對滑動 兩物體一起沿水平方向向左移動了s 則在此勻加速運(yùn)動過程中斜面體m對物體m做的功為 a fsb mgscos sin c fsd mgstan 2 起重機(jī)將質(zhì)量為100kg的重物豎直向上移動了2m 下列三種情況下 做功的力各有哪幾個力 每個力做了多少功 是正功還是負(fù)功 不計阻力 g取9 8m s2