《2012高一物理课件：第四章第一节功（粤教版必修2）》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2012高一物理课件：第四章第一节功（粤教版必修2）（21页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第四章,机械能和能源第一节 功,功,力,力的方向,位移,焦耳,1.定义:如果一个物体受到_的作用，并且物体在_上通过了一段_，就说这个力对物体做了机械功，简称功2做功的两要素：_和_3公式：W_，即力对物体做的功等于力的大小、 位移的大小以及力和位移夹角_的乘积 4单位：_，简称焦，符号为 J.1 J 等于 1 N 的力使 物体在力的方向上发生 1 m 的位移时所做的功，即 1 J1 Nm.5功的正负：功是标量，只有_，没有_，但有正 负正功表示力对物体做动力功，负功表示力对物体做_,功(往往说成是物体克服这个力做功),方向,阻力,力,在力的方向上通过的位移,余弦,Fscos ,大小,要点1,
2、对功的理解,1公式 WFscos 的理解公式中各量的意义：F 表示力的大小(F 是恒力)，s 表示力 的作用点的位移，表示力与位移的夹角2功的正负的理解,不表示功的大小(10 J 的功比 5 J 的功大)功为正值，表示 F 是动力；功为负值，表示 F 是阻力,【例1】用水平恒力 F 作用于质量为 M 的物体上，使之在光滑水平面上沿力的方向移动了距离 s，恒力做功为 W1；若再用该恒力作用于质量为 m(mW2CW1W2,BW1W2D无法确定,解析：两物体所受的力均为恒力，且在力的方向上发生相同的位移，根据公式WFscos 可知W1W2.答案：C,1(2011 年惠阳高级中学期末)分别在光滑水平面
3、、粗糙水平面和粗糙斜面上推同一物体，如图 411 甲、乙、丙所示如果所用的图示推力大小相等，在物体发生大小相等位移的过,程中，推力对物体所做的功(,),图 411,A在光滑水平面上较大B在粗糙水平面上较大C在粗糙斜面上较大D相等,解析：三种情况下力大小相等，位移大小相等，力与位移的夹角都为零度，根据公式WFscos 可知推力对物体所做的功相等答案：D,要点2,合外力做功的计算,1先根据 WFscos 求各个分力做功，再求各分力功的代数和即 WW1W2Wn.2先根据力的合成求合力 F合，再根据 W合F合 scos 求合力的功,【例2】如图 412 所示，质量 m4.0 kg 的物体，由高h2.0
4、 m，倾角53的固定斜面顶端滑到底端物体与斜面间的动摩擦因数为 0.2 ，求物体所受合外力做的功(g 取10 m/s2),图 412,思路点拨：物体受重力、斜面的支持力和摩擦力，可以求各分力的功后再求各分力功之和，也可先求合力再求合力的功,解：方法一：物体受力如图 413 所示重力做功WGmgh4.0102.0 J80 J支持力做功：WN0,0.24.0102.0cot 53 J12 J所以合外力做功为,WWGWNWf800(12) J68 J,图 413,27.2,方法二：物体受力如图 413，则合外力为Fmgsin mgcos mg(sin cos )代入数据得F4.010(sin 530
5、.2cos 53) N27.2 N所以合外力的功为,WFsF,h sin ,2.0 sin 53,J68 J.,2(2011 年广州七区期末)两个互相垂直的力 F1 与 F2 作用在同一物体上，使物体发生一段位移，F1 对物体做功 4 J，F2,),A,对物体做功 3 J，则力 F1 与 F2 的合力对物体做的功为(A7 J B1 JC5 J D3.5 J解析：合力的功等于各分力做功的代数和,可利用此方法求解，即 W,要点3,变力做功的计算,公式 WFscos 计算功时，力 F 是恒力，如果力变化则不能直接用公式计算，求变力功的方法一般有：(1)平均力法：当力的方向不变，大小与位移呈线性关系时
6、，,F1F22,scos .,(2)图象法：Fs 图象所包围的面积表示力对物体做的功，如图 414 的阴影部分面积变力做功可用此法,图 414,(3)微元法(或分段法)：把物体的运动过程分成若干个小段，这样每小段可看做直线，先求每小段上的功，再求和即可(4)等效替换法：有时候表面看起来是变力做功的，但是变,力和某一恒力的功相等，可以转换成求恒力做功,【例3】如图 415 所示，一辆拖车通过光滑的定滑轮将一质量为m 的物体 G 匀速提升，求拖车从A 点水平移动到B点对物体所做的功已知OA 与OB 的夹角为，AB间距离为s.,图 415,思路点拨：拖车从 A 点水平移动到 B 点对物体所做的功，拖
7、车对绳子的拉力为变力，但由于物体匀速上升，所以拖车对物体所做的功等于绳子对物体所做的功,3如图 416 所示，一个人用恒力 F 竖直向下拉轻绳的一端，通过绳和滑轮将一质量为 m 的静止物体由位置 A 拉到位置 B，求外力 F 对物体所做的功(滑轮摩擦不计),图 416,关于摩擦力做功和作用力与反作用力做功,1摩擦力做功特点：摩擦力可做正功也可做负功，还可以,不做功,(1)静摩擦力举例：,当物体在倾斜传送带上随传送带一起向上运动时，静摩擦,力做正功；,若随传送带向下运动则静摩擦力做负功；,在粗糙的水平圆盘上的物体随圆盘做圆周运动时，静摩擦,力提供向心力，不做功,(2)滑动摩擦力举例：,如图 41
8、7 所示，当将物体轻轻放在运动的传送带上时，,滑动摩擦力做正功；,图 417,当传送带不动，物体冲上传送带时，滑动摩擦力做负功；当物体在地面上滑动，地面受到的摩擦力不做功,2作用力与反作用力做功,(1)作用力与反作用力的特点：大小相等、方向相反，但作,用在不同物体上,(2)运动特点：在作用力、反作用力的作用下，物体可能向相反方向运动，也可能向同一方向运动，也可能一个运动、而另一个静止，还可能两物体都静止,(3)由 WFscos 可判断，作用力的功与反作用力的功，没有必然的关系，即不一定一正一负、不一定绝对值相等,【例4】关于摩擦力做功，以下说法正确的是(,),A滑动摩擦力总是做负功B滑动摩擦力一定做功C静摩擦力对物体一定不做功D静摩擦力对物体可以做正功，也可以做负功错因：误认为滑动摩擦力阻碍相对运动，所以总是做负功，错选A；误认为受滑动摩擦力作用的物体一定在运动(如：一物体沿斜面下滑，斜面仍然静止，则斜面受到物体给的滑动摩擦力不做功)，所以滑动摩擦力一定做功，错选B；误认为物体受静摩擦力作用，力的作用点不移动，所以对物体一定不做功，错选C.,正解：摩擦力是阻碍物体的相对运动或相对运动趋势，而不是阻碍运动摩擦力可能是动力，也可能是阻力，还可能摩擦力方向与运动方向相垂直，所以摩擦力做功各种可能情况都有，要判断力做功的正负和做功与否，要看力与位移的夹角,答案：D,
