高一物理教課件：第一節(jié)《功》（粵教版必修2）

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歡迎進(jìn)入物理課堂 第四章機(jī)械能和能源第一節(jié)功 1 正確認(rèn)識(shí)功的含義 知道力和物體在力的方向上發(fā)生位移是做功的兩個(gè)不可缺少的因素 2 正確應(yīng)用公式W FScos 計(jì)算力做的功 3 知道功是標(biāo)量 正確理解正功和負(fù)功的實(shí)質(zhì) 能正確判斷正功和負(fù)功 4 知道多個(gè)力對(duì)物體所做的總功等于這幾個(gè)力的合力對(duì)物體做的功 觀(guān)察與思考 在下述工作過(guò)程中 有什么共同特點(diǎn) 一功的概念 1 功的定義 一個(gè)物體如果受到力的作用 并在力的方向上發(fā)生一段位移 物理學(xué)中就說(shuō)此力對(duì)物體做了功 2 做功的要素 力和在力的方向上發(fā)生位移 3 功是一個(gè)過(guò)程量 反映了力在作用過(guò)程中對(duì)空間位移的積累 討論與交流 人是否對(duì)物體做了功 1 力的方向與物體運(yùn)動(dòng)的方向相同 F表示力的大小 s表示位移的大小 用W表示力F所做的功 如果力F與位移的方向既不垂直又不相同呢 W Fs 思考 如何計(jì)算功的大小 根據(jù)力的等效性原理 可以把計(jì)算F做功的問(wèn)題轉(zhuǎn)化為分別求F1和F2做功的問(wèn)題 W1 F1s Fscos W2 0 W W1 W2 W Fscos 2 力的方向與物體運(yùn)動(dòng)的方向不相同 若將位移s分解 結(jié)果如何 s1 scos s2 ssin W1 Fs1 Fscos W2 0 W Fscos 1 公式 W Fscos 力對(duì)物體所做的功 等于力的大小 位移的大小 力與位移夾角的余弦這三者的乘積 3 單位 國(guó)際單位 焦耳 焦 單位符號(hào) J m 1N m 二功的計(jì)算 2 功是標(biāo)量 對(duì)功的公式的理解 1 公式只能用于求恒力的功 2 角是 力的方向和位移方向的夾角 而不是題目中的某一個(gè)以命名的角 3 功與物體做什么運(yùn)動(dòng)無(wú)關(guān) 4 位移都是以地面為參照系的 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(jì)算在這三種情況下力F對(duì)物體所做的功 設(shè)在這三種情況下 F 10N s 2m 角 的大小如圖注所示 思考與交流 通過(guò)上面的學(xué)習(xí) 我們已明確了力F和位移s之間的夾角 并且知道了它的取值范圍是0 180 那么 在這個(gè)范圍之內(nèi) cos 可能大于0 可能等于0 還有可能小于0 從而得到功W也可能大于0 等于0 小于0 而功是標(biāo)量 正負(fù)值表示什么意思呢 2 2 2 COS 0 COS 0 COS 0 W 0 W 0 W 0 表示力F對(duì)物體不做功 表示力F對(duì)物體做正功 表示力F對(duì)物體做負(fù)功 三正功和負(fù)功 正負(fù)功的物理意義 功是標(biāo)量 功的正負(fù)既不表示方向也不表示大小 正功的意義是 力對(duì)物體做正功 表明此力的效果是促進(jìn)物體的運(yùn)動(dòng) 是動(dòng)力 負(fù)功的意義是 力對(duì)物體做負(fù)功 表明此力的效果是阻礙物體的運(yùn)動(dòng) 是阻力 一個(gè)力對(duì)物體做負(fù)功 也可說(shuō)成物體克服這個(gè)力做了功 正值 四總功的計(jì)算 1 關(guān)于功的論述 下列說(shuō)法中正確的是 A 大力做的功多B 5J的功比 5J的功多C 物體做加速運(yùn)動(dòng)時(shí)做的功比做減速速運(yùn)動(dòng)時(shí)做的功多D 10J的功比 5J的功多 D 2 關(guān)于作用力和反作用力做功的關(guān)系 下列說(shuō)法正確的是 A 當(dāng)作用力做正功時(shí) 反作用力一定做負(fù)功 B 當(dāng)作用力不做功時(shí) 反作用力也不做功 C 作用力和反作用力所做的功一定大小相等 正負(fù)符號(hào)相反 D 作用力做正功時(shí) 反作用力可能做負(fù)功 D 一對(duì)作用力和反作用力 可以?xún)蓚€(gè)力均不做功 可以一個(gè)力做功 另一個(gè)力不做功 也可以一個(gè)力做正功 另一個(gè)力做負(fù)功 還可以?xún)蓚€(gè)力均做正功或均做負(fù)功 規(guī)律與方法 3 如圖 一個(gè)物體在拉力F的作用下 水平向右移動(dòng)位移為s 求各個(gè)力對(duì)物體做的功是多少 各個(gè)力對(duì)物體所做功的代數(shù)和如何 物體所受的合力是多少 合力所做的功是多少 解 重力和支持力不做功 因?yàn)樗鼈兒臀灰频膴A角為90 F所做的功為 W1 Fscos 滑動(dòng)摩擦力f所做的功為 W2 fscos180 fs 各個(gè)力對(duì)物體所做功的代數(shù)和為 W W1 W2 Fcos f s根據(jù)正交分解法求得物體所受的合力F合 Fcos f 合力方向向右 與位移同向 合力所做的功為 W F合scos0 Fcos f s 4 人在A(yíng)點(diǎn)拉著繩通過(guò)一定滑輪吊起質(zhì)量m 50kg的物體 如圖所示 開(kāi)始時(shí)繩與水平方向夾角為60 當(dāng)人勻速提起重物由A點(diǎn)沿水平方向運(yùn)動(dòng)s 2m到達(dá)B點(diǎn)時(shí) 繩與水平方向成30 角 求人對(duì)繩的拉力做了多少功 解析 人對(duì)繩的拉力大小雖然始終等于物體的重力 但方向卻時(shí)刻在變 而已知的位移s方向一直水平 所以無(wú)法利用W Fscos 直接求拉力做的功 而繩對(duì)物體的拉力則是恒力 可求出繩對(duì)物體的拉力做的功 設(shè)滑輪距地面的高度為h 人由A走到B的過(guò)程中 重物上升的高度等于滑輪右側(cè)繩子增加的長(zhǎng)度 即 5 某人拉動(dòng)小車(chē)沿半徑為r的圓周運(yùn)動(dòng)一周 摩擦力大小為F 則此過(guò)程中摩擦力做的功是多少 解析 從整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程來(lái)看 F是方向不斷變化的變力 若把圓周運(yùn)動(dòng)分割成很多小段 每一段近似為直線(xiàn) F可以作為恒力 它做的功為 W1 F s1F所做的總功即為每一小段做功的代數(shù)和W F 2 r 1 做功的條件 作用在物體上的力 物體在力的方向上移動(dòng)的位移 2 功的計(jì)算 W Fscos a 功一定要指明是哪個(gè)力對(duì)物體做的功 b 力必須是恒力 3 功是標(biāo)量 但有正負(fù) 正負(fù)只表示做功的力的效果 功的正負(fù)不表示方向 也不表示大小 4 總功等于各個(gè)力對(duì)物體所做功的代數(shù)和 也就是合力對(duì)物體所做的功 同學(xué)們 來(lái)學(xué)校和回家的路上要注意安全 同學(xué)們 來(lái)學(xué)校和回家的路上要注意安全