高中物理 4.1 功同课异构课件1 粤教版必修2.ppt

第四章机械能和能源第一节功 粤教版必修2 回忆 1 做功的两个必要因素 1 作用在物体上的力 2 物体在力的方向上移动的距离2 公式 w fl 一 功的定义 一个物体受到力的作用 且在力的方向上移动了一段位移 称这个力对物体做了功 力对物体做功是和一定的运动过程有关的 功是一个过程量 功所描述的是力对空间 位移 的积累效应 二 做功的两个要素 1 作用在物体上的力 2 物体在力的方向上发生的位移 三 功的表达式1 力的方向与物体的运动方向一致物体m在水平力f的作用下水平向前行驶的位移为l 如图所示 则力f对物体所做的功为 w flf表示力的大小 l表示位移的大小 w表示力对物体所做的功 2 如果力的方向与运动方向垂直当力的方向跟位移方向垂直时 物体在力的方向上没有发生位移 力对物体不做功 即做功为零 即w 0 3 当力的方向与位移方向成某一角度时物体m在与水平方向成 角的力f的作用下 沿水平方向向前行驶的距离为l 如图所示 求力f对物体所做的功 由于物体所受力的方向与运动方向成一夹角 可根据力f的作用效果把f沿两个方向分解 即跟位移方向一致的分力f1 跟位移方向垂直的分力f2 如图所示 跟据做功的两个不可缺少的因素可知 分力f1对物体所做的功等于f1l 而分力f2的方向跟位移的方向垂直 物体在f2的方向上没有发生位移 所以分力f2所做的功等于零 所以 力f所做的功w w1 w2 w1 f1l flcos 若将位移l分解 结果如何 l1 lcos l2 lsin w1 fl1 flcos w2 0 w flcos 思考 总结得出 力f对物体所做的功等于力的大小 位移的大小 力和位移夹角的余弦这三者的乘积 即 w flcos 其中 w表示力对物体所做的功 f表示物体所受到的力 l表示物体所发生的位移 表示力f和位移之间的夹角 说明 1 两种理解 1 在位移方向的分力与位移的乘积 2 力与位移在力的方向的分量的乘积 2 在si制中 功的单位为焦 1j 1n m在用功的公式计算时 各量要求统一采用国际单位制 3 功是标量 只有大小 没有方向 但有正负之分 4 此公式只能用来计算恒力功 cos 0 cos 0 cos 0 2 2 2 w 0 w 0 w 0 表示力f对物体不做功 表示力f对物体做正功 表示力f对物体做负功 四 功的正负 正功的意义是 力对物体做正功 表明此力的效果是促进物体的运动 是动力 负功的意义是 力对物体做负功 表明此力的效果是阻碍了物体运动 是阻力 一个力对物体做负功 也可说成物体克服这个力做了功 正值 比较 8j的功与5j的功谁大 例题 一个质量m 150kg的物体 受到与水平方向成 37 角斜向上方的拉力f 500n 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f阻 100n 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 解析 1 拉力f对物体所做的功为w1 flcos37 2000j摩擦力f阻对物体所做的功为w2 f阻lcos180 500j 2 各力做功的代数和w w1 w2 1500j 3 物体所受的合力f合 fcos37 f阻 300n 4 合力对物体所做的功w f合l 1500j 结论 几个力对一个物体做功的代数和 等于这几个力的合力对物体所做的功 五 总功的求法方法一 先求每一个力所做的功 再求它们的代数和 方法二 先求合力 再求合力所做的功 1 起重机将质量为100kg的重物竖直向上移动了2 下列三种情况下 做功的力各有哪几个 每个力做了多少功 是正功还是负功 不计阻力 9 8 s2 1 匀加速提高 加速度a1 0 2 s2 2 匀速提高 3 匀减速下降 加速度大小a2 0 2 s2 解 1 拉力和重力 w拉 2 103j w 1 96 103j 拉力做正功 重力做负功 2 拉力和重力 均等于1 96 103j 拉力做正功 重力做负功 3 拉力和重力 拉力做功 2 103j 重力做功1 96 103j 拉力做负功 重力做正功 练习 2 以一定的初速度竖直向上抛出一小球 小球上升的最大高度为h 空气阻力的大小恒为f 则从抛出至落回到原出发点的过程中 空气阻力对小球做的功为 a 零b fhc 2fhd 4fh解析 在小球从抛出至落回原地的过程中 小球所受阻力的方向变化了 所以是变力 如何求这一变力做的功 可分段处理 点拨 对于变力所做的功 可分段处理 求出每一段上 转换为恒力 该力所做的功 再求各段上功的代数和 或者求平均力 再求平均力所做的功 c 3 如图在光滑的水平面上 物块在恒力f 100 的作用下从a点运动到b点 不计滑轮的大小 不计绳与滑轮的质量及绳 滑轮间的摩擦 2 4 37 53 求拉力f做的功 答案 100j 小结 一 做功的两个必要因素1 作用在物体上的力2 物体在力的方向上发生一段位移二 功的一般计算公式w flcos 三 功是