高中物理沪科版(2020)必修第二册第一节 功评优课课件ppt
展开各种形式的能量无处不在
初中所学的做功,两个必要因素是什么?1 作用在物体上的力。2 物体在力的方向上移动的距离。
1、正确认识功的含义,知道力和物体在力的方向上发生位移是做功的两个不可缺少的的因素。2、正确应用公式W=FSCOSα计算力的功。3、知道功是标量,正确理解正功和负功的实质,能正确判断正功和负功。4、知道多个力对物体所做的总功等于这几个力的合力对物体做的功。
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!
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。
货物在起重机的拉力作用下重力势能增加了 列车在机车的牵引力作用下动能增加了 握力器在手的压力作用下弹性势能增加了
机械做功有一个重要的特点,任何机械可以省力或者省距离但不能省功,这个结论叫做功的原理。
1、运动员在举起杠铃的时候,哪些过程做了功了?
①上举的过程;②举起后站着不动;③举起后水平匀速前进。
(1)作用在物体上的力
(2)物体在力的方向上通过的位移
一个物体受到力的作用,如果在力的方向上发生了一段位移,我们就说这个力对物体做了功。
力和物体在力方向上的位移
探究1:如图所示,质量为 的滑块,在一水平恒力F的作用下前进了 ,求在这一过程中F对滑块做了多少功?
地面对物体的支持力和物体的重力分别对物体做了多少功?
探究2: 当恒力F的方向与位移方向成一角度α时呢?
W = W1 + W2
W1= F1l = F COSαl
根据力的等效性原理,可以把计算F做功的问题转化为分别求F1和F2做功的问题
F、 l 是大小,α是F、 l 正向间的夹角
若将位移l分解,结果如何?
W1= Fl 1= F lcs α
故 W= F lcs α
恒力F与位移l两个矢量方向之间的夹角
恒力F作用的物体的位移
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。
在国际单位制中,功的单位是焦耳,符号是J 1J = 1N ╳1 m=1N•m
1.公式只能用于求恒力的功,如果力是变力,无论力的大小变化,还是力的方向变化,都不能直接用该公式求解;
2.α角是“力的方向和位移方向的夹角”
3.功与物体受力后通过这段位移做什么运动无关;
4.公式中位移的相对性:同一物体的运动,相对于不同的参照系,位移是不同的,故为避免结果的“不确定性”在计算功时,位移都是以地面为参照系的;
由W=F·s·csθ可知:
当θ=900时,W=0,不做功。
当0≤θ<900时,W>0 ,做正功。
当900<θ≤ 1800时,W<0 ,做负功。
1.功有正负之分,正负不表示方向,表示力的作用效果.
2.一个力对物体做了负功,常常说物体克服这个力做了功.
正功的意义:力对物体做正功,表明此力的效果是促进物体的运动,是动力做功。
负功的意义:力对物体做负功,表明此力的效果是阻碍了物体运动,是阻力做功。
若物体做曲线运动,由力和速度夹角来判断
① 当0≤θ< 90°时,力对物体做正功;
② 当θ = 90°时,力对物体不做功;
③ 当90° < θ ≤ 180°时,力对物体做负功
① 当0≤α<90°时W>0,力对物体做正功;
若物体做直线运动,由力和位移夹角来判断
② 当α= 90°时W=0,力对物体不做功;
当90°<α≤180°时,W<0,力对物体做负功 或说成物体克服这个力做功(取绝对值) 。
总功的计算1.各个力分别对物体所做功的代数和。公式:W合=WF1+WF2+…+WFn2.几个力的合力对物体所做的功。公式:W合=F合lcsα(α为F合与位移l的夹角,F合为恒力)
1.两个互相垂直的力F1和F2作用在同一物体上,使物体通过一段位移过程中,F1对物体做功4J,F2对物体做功3J,则F1和F2的合力对物体做的功为( )A.5JB.12JC.7JD.1J
【答案】C【详解】当有多个力对物体做功的时候,总功的大小就等于用各个力对物体做功的和,由于力F1对物体做功4J,力F2对物体做功3J,所以F1与F2的合力对物体做的总功为 ,故选C。
2.篮球比赛时,小王同学跳起投篮。在离地上升过程中,下列设法正确的是( )A.重力对小王做负功B.重力对小王做正功C.手对球的作用力大于球对手的作用力D.手对球的作用力小于球对手的作用力
【答案】A【详解】AB.小王立刻上升过程中,位移(运动)方向与重力方向相反,重力做负功,故A正确,B错误;CD.根据作用力与反作用力关系,手对球的作用力与球对手的作用力大小相等,故CD错误。故选A。
3.如图所示,质量为M的长木板B在光滑的水平地面上,在其右端放一质量为m的小木块,m
【详解】沿斜面建立直角坐标将重力正交分解,由于木块相对斜面静止沿水平方向做匀速运动,根据力的平衡条件可得斜面对木块的支持力F1=mgcsα斜面对木块的静摩擦力F2=mgsinα支持力F1与位移s间的夹角为90°+α,则支持力做的功为W1=F1scs(90°+α)=-mgscsαsinα摩擦力F2与位移s的夹角为α,则摩擦力F2做功为W2=F2scsα=mgssinαcsα重力与位移的夹角为90°,则重力做的功为WG=mgscs90°=0木块向右做匀速直线运动,受到的合力F合=0,故合力做的功为W=F合·s=0
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