人教版(2003)高中物理必修二第七章机械能守恒定律——功
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2022-01-14 09:04:25
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2、功第七章机械能守恒定律
二、恒力做功三、功有正负之分四、合力做的功一、知识重温五、练习与反馈
物体静止,力F是否做功?FF匀速运动,力F是否做功?l不做功不做功力做功的两个要素力力的方向上的位移什么是功?一个物体受到力的作用,并在力的方向上发生了一段位移,这个力就对物体做了功。
恒力的功:(1)恒力的方向与运动方向一致W=Fl(2)力的方向与运动方向垂直W=0lFF
(3)当力的方向与运动方向成一角度α时FlαF1F2FαF2F1F1做的功为:F2做的功为:F做的功为:交流讨论
若将位移l分解,结果如何?Fll1l2α90。l1=lcosαl2=lsinαW1=Fl1=FlcosαW2=0W=Flcosα思考:l指物体实际位移还是力方向上的位移?l为物体实际位移,lcosα为力方向上的位移
恒力的功的计算公式其中:F为作用在物体上的力的大小l为物体的位移的大小α为力F与位移l之间的夹角力对物体所做的功,等于力的大小,位移的大小,力与位移夹角的余弦这三者的乘积。
根据功的计算公式,可知功的单位是N·m在国际单位制中,功的单位是焦耳,简称焦,符号是J。1J=1N·m
问题1、一学生用F=100N的力将质量为0.5kg的足球迅速踢出。球在水平地面上滚动的距离l=50m,则该生对足球做的功应是(g取10m/s2)()A.5000J;B.2500J;C.250J;D.条件不足。D交流讨论F=100Nl=50m
问题2、质量为m的木块,在水平恒力F作用下第一次沿光滑水平面移动距离l;第二次在同一水平力F作用下沿粗糙水平面移动的距离也是l。设第一次F对木块做的功为W1,第二次F对木块做的功为W2,则( )A.W1=W2;B.W1<W2;C.W1>W2;D.无法确定。AFFlμ=0FFlμ≠0
问题3、两个相同的力F1和F2,F1使质量100kg的物体沿力的方向运动10m,F2使质量10kg的物体沿力的方向运动10m。两种情况下力所做的功相比较()A.F1做的功多;B.F2做的功多;C.做功一样多;D.无法比较CF1F110mF2F210m
问题4、有三个等大的力F1、F2和F3作用在三个物体上,其它力情况未知。已知物体沿F1的方向加速运动5m;物体沿F2的方向匀速运动5m;物体沿F3的方向减速运动5m。三种情况下,三个力所做的功相比较()A.F1做的功多;B.F3做的功多;C.做功一样多;D.无法比较CF2F25mF1F15mF3F35m向右加速向右匀速向右减速
总结:功只与F、l、α有关,与物体是否还受其他力、物体运动状态等因素无关.
1、辨认力的方向与位移方向的夹角αFl答案:ααFl答案:1800-ααFl答案:ααFl答案:1800-α交流讨论
lθ问题5、质量为m的物体从倾角为θ的斜面上下滑的距离为l,则在这段过程中,重力对物体做了多少功?若所受摩擦力大小为f,则摩擦力对物体所做了多少功?解:mgl90°-θFNf
正功和负功1、当α=90°时,W=0cosα=0,
力对物体做正功说明该力给物体提供了能量2、当0°≤α<90°时,W>0正功和负功cosα>0,
力对物体做负功说明该力减少了物体的能量3、当90°<α≤180°时,W<0F对车做了-100J功,往往说成“车克服F做了100J的功”正功和负功cosα<0,
正功的意味着:动力做功。负功意味着:阻力做功。正负号不代表功的方向,功是标量。
判断+5J的功比-6J的功多
例:一个质量为m的物体,受到与水平方向成α角斜向上方的拉力F1,在水平地面上移动的距离为s,物体与地面间的滑动摩擦力为F2,求:所有的力对物体做的总功.物体受重力、支持力、拉力、摩擦力αF1F2sWG=mgscos900=0WN=Nscos900=0W1=F1scosαW2=F2scos1800=-F2sW总=W1+W2+WG+WN=(F1cosα-F2)s五、总功的求法解:分析:(另解:先求合力,再求总功)FNG
(1)先求出各个力所做的功,则总功等于各个力所做功的代数和。W总=W1+W2+······+Wn总结:(2)先求出所有力的合力,则总功等于合力所做的功。W总=F合lcosα
验证:问题5、质量为m的物体从倾角为θ的斜面上下滑的距离为l,则在这段过程中,合力对物体做了多少功?解:l90°-θlθmgFNf
练习与反馈:1.关于功,下列说法正确的是A.力对物体做功多,则物体的位移一定大B.力对物体不做功,则物体一定没有位移C.力对物体做正功时,力一定与物体位移方向相同D.力对物体做负功时,力不一定与物体位移方向相反答案:(D)
2.关于人对物体做功,下列说法中错误的是A.人用手拎着水桶在水平地面上匀速行走,人对水桶做了功B.人用手拎着水桶从5楼匀速下至1楼,人对水桶做了正功C.人用手拎着水桶从井中匀速提起,人对水桶做了正功D.人用手拎着水桶站在原地不动时间很久,人却对水桶不做功答案:(AB)
3.用竖直向上的力将质量为m的重物向上匀速提高h,拉力做功为,重力做功为,物体克服重力做功为;mgh-mghmgh
4.物体受到两个互相垂直的作用力而运动,已知力F1做功6J,物体克服力F2做功8J,则F1和F2的合力对物体做功A.14JB.10JC.-2JD.2J答案:(C)
乙甲5.如图,相同的物体甲和乙静止于相同的粗糙水平面上,分别在大小相等的F1和F2作用下做加速运动,F1和F2与水平方向的夹角均为θ,经过相同的位移,则F1做的功F2做的功θ甲F1θ乙F2等于
谢谢指导