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高一物理功课件4_图文

7.2 功(上)

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一、功
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

一、功的概念
1、功的定义:物体受到力的作用,并沿力的方向发生一 段位移,则该力对物体做了功

2、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

W ? Fl

3、功的计算公式

W ? Fl cos ?

说明:
①F是作用在物体上的某个力(如G、N、 f 等),但必为恒力 ②l是F的作用点发生的位移 ③α是矢量F和l的夹角, 0~180° 力对物体做的功只与F、 l 、α三者有关, 与物体的运动状态等因素无关

4、功是标量 5、功的单位:

但功有正负之分

在国际单位制中,功的单位是焦耳, 符号是 J

1J ? 1N?m
物理学中的“做功”与生活中的“工作” 意义不同

二、正功和负功
1、当α=0°时 cosα= 1 , W ? Fl 2、当α=90°时,W=0、力对物体不做功 3、当α< 90°时,cosα>0,W > 0 力对物体做正功 该力为物体前进的动力

4、当90°< α ≤ 180°时, cosα< 0,W < 0 力对物体做负功 该力成为物体前进的阻力 往往说成“物体克服某力做功”

课堂练习
1、一学生用100 N的力将质量为0.5 kg的球迅 速踢出,球在水平路面上滚出20 m远,则该 学生对球做的功是:( D ) A、2000 J B、1000 J C、16 J D、无法确定

要点:
公式中F为恒力,且始终作用在物体上

2、关于功的论述,下列说法正确的是:( A、大的力一定比小的力做的功多 B、+5 J的功比-5 J的功多 C、+10 J功比+5 J的功多

C)

要点:功的正负不表示功的大小

3、两质量相等的物体A、B分别放在粗糙水平面 上和光滑的水平面上,在同样的拉力F作用下, 产生相同的位移S,则拉力 ( C ) A、对A做的功多 B、对B做功多 C、一样多 D、以上都有可能
F θ A B F θ

粗糙

光滑

力对物体做的功只与F、 l 、 α三者有关, 与物体的运动状态等因素无关

4、一个质量m=150 kg的雪橇,受到与 水平方向成37°角的斜向上方的拉力 F = 500 N,在水平地面上移动的距离 为 5 m,物体与地面间的滑动摩擦力 f=100 N,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

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
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。

5、质量为m的物体沿倾角为θ 的斜面匀 速滑下,在通过位移s的过程中 ( B ) A.重力对物体做功mgs

B.重力对物体做功mgssin?
C.支持力对物体做功mgscos? D.摩擦力对物体做正功,数值为mgssin?

6、如下图所示,物体的质量为m=2 kg, 滑轮的质量和阻力不计,今用一竖直 F F 向上的力F=12 N向上拉,使物体匀速 上升h=4 m的高度,则在此过程中拉 力所做的功是多少? (取g=10 m/s2)

WF ? Fl ? F ? 2h ? 12 ? 4 ? 2J ? 96J
要点:l为F的作用点发生的位移 方法二:等效法

WF ? 2 ? Fh ? 96J

7、如图,一根绳子绕过高4 m的滑轮(大小、 摩擦均不计),绳的一端拴一质量为10 kg的 物体,另一侧沿竖直方向的绳被人拉住.若 人拉住绳子前进3 m,使物体匀速上升,则人 拉绳所做的功为 C A.500 J F l2 B.300 J l1 C.100 J D.50 J

等效法:化变力做功为恒力做功

课堂讨论
1、在斜面上由静止开始下滑的物体(所有 接触面都光滑)物体受到的各力是否做 功?做正功还是做负功?
FN

结论:
?1

?2
S mg

1、重力对物体做正功

2、支持力对物体做负功

2、滑动摩擦力一定做负功吗?
滑动摩擦力对滑块做负功
v0

滑动摩擦力对桌不做功

滑动摩擦力即可以 做正功,也可以做 负功,还可以不做 功。

m

v0 M SM

Sm

W1=- f Sm 滑动摩擦力f对M做正功 W2= f SM
滑动摩擦力f 对m 做负功

一对滑动摩擦力对物体作功之和必定为负功

3、静摩擦力一定不做功吗?
A B

F

A 和B 相对静止,一起
加速运动
静摩擦力对B做正功

静摩擦力对A 做负功

W=-fS

W =fS

一对静摩擦力作功之和必定为零

4、作用力和反作用力做功一定是大小相等, 正负相反吗?

S

N

S

N

作用力和反作用力做功,其大小不一定 相等,正负也不一定相反

1、关于摩擦力对物体做功,以下说法中正 确的是( B ) A、滑动摩擦力总是做负功 B、滑动摩擦力可能做负功,也可能做正功 C、静摩擦力对物体一定做负功 D、静摩擦力对物体总是做正功 滑动摩擦力和静摩擦力都可以做正功、 做负功、甚至不做功(会举例说明)

2、把一个物体竖直向上抛出去,该物体 上升的最大高度是h,若物体的质量为m, 所受的空气阻力恒为f, 则在从物体被抛 出到落回地面的全过程中( AD ) A、重力所做的功为零 B、重力所做的功为2mgh C、空气阻力做的功为零 D、空气阻力做的功为-2fh

空气阻力做的功在数值上等于阻力与全 程物体路程的乘积

一、做功的两个必要因素 F 1、作用在物体上的力 2、物体在力的方向上发生一段位移 l cos ? 二、功的一般计算公式 W ? Fl cos ? 三、功是标量,国际单位制中单位为 J 四、功的正负的物理意义: 1、 力对物体做正功,该力成为物体运动的动力 2、力对物体做负功,该力成为为物体运动的阻力 五、总功的求法 1、先求每一个力所做的功,在求它们的代数和; 2、先求合力,再求合力所做的功。





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