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1、第五章第五章 机械能机械能第一节第一节: :机械功机械功教学目的：教学目的： l. l.正确理解功的含义，知道力和物正确理解功的含义，知道力和物体在力的方向上发生位移是做功的两体在力的方向上发生位移是做功的两个不可缺个不可缺少的因素少的因素. . 2. 2.知知道道功功单单位位的的符符号号以以及及功功与与实实际生活中际生活中 工作工作 的区别的区别. . 3 3正正确确应应用用公公式式WWFscosFscos计计算算力力的功的功. . 4. 4.知知道道功功是是标标量量，正正确确理理解解正正功功和和负负功功的的实实质质，能能正正确确判判断断正正功功和和负负功功. . 5. 5.知知道道多多个个
2、力力对对物物体体所所做做的的总总功功，知知道道多多个个力力对对物物体体所所做做的的总总功功等等于于这这几个力的几个力的合力对物体所做的功合力对物体所做的功. . 6. 6.学学会会求求变变力力的的功功的的一一般般思思维维方方法法. .导入:神奇的机械判断:有无做功纹丝纹丝不动不动!匀速匀速真辛真辛苦苦 1、 搬运工在平地上行走，搬运工在平地上行走，他对货物向上的支持力对货他对货物向上的支持力对货物做功吗物做功吗？ 2、此人扛着货物上楼、此人扛着货物上楼，他对货物向上的支持力对货他对货物向上的支持力对货物做功吗物做功吗？归纳归纳: :一、一、做功的两个必要条件做功的两个必要条件 （1 1）作用在
3、物体上的力）作用在物体上的力 （2 2）物体在）物体在力的方向力的方向上通过的距离上通过的距离这两个条件是严格的，缺一不可这两个条件是严格的，缺一不可 ！物理学中的不做功的几种情况物理学中的不做功的几种情况：劳而无功劳而无功( (有力无距有力无距) )不劳无功不劳无功( (有距有距无力无力) )徒劳无功徒劳无功( (有力有距，但力有力有距，但力距距) )牛有没做功牛有没做功? ? 人有没做功人有没做功? ?1、动力做功，称为正功、动力做功，称为正功2、不做功、不做功二、功的大小二、功的大小：转化为物理模型转化为物理模型FSVW=FSW=FSFSW=0W=03、阻力做做功，称为、阻力做做功，称为
4、负功负功，又称为物体，又称为物体克克服阻力做功，服阻力做功，w克克= w阻阻SFVW=W=- -FSFS分解力分解力W=F2S= (Fcos ) S =(+,-)Fs*S; sf投影位移投影位移 W=F *(Scos ) =(+,-)F*SF总之，要保持总之，要保持F与与S在同一条直线上，在同一条直线上，“同正反同正反负负”4、力与位移成一定角度时力做功大小力与位移成一定角度时力做功大小：v归纳:（1）力对物体所做的功等于力的大小、物体的位）力对物体所做的功等于力的大小、物体的位移移 、力和位移的夹角的余弦这三者的乘积、力和位移的夹角的余弦这三者的乘积. 表达式表达式为为 W=Fscos=(+
5、,-)Fs*S=(+,-)F*Sf要保持要保持F与与S在同一条直线上，在同一条直线上，“同正反负同正反负”（2）指的是力指的是力F和位移和位移s间的小于间的小于180度的度的那个夹那个夹角角.正负表示力的作用效果正负表示力的作用效果:促进和阻碍运动促进和阻碍运动,所所以功是以功是标量标量.引伸引伸正负的意义正负的意义:数学上数学上:表示大小表示大小矢量上矢量上:表示方向表示方向功功 上上:表示效果表示效果练习1、功有正值，负值，零值，所以功是矢量。、功有正值，负值，零值，所以功是矢量。2、汽车刹车后做匀速直线运动，、汽车刹车后做匀速直线运动，滑动摩擦力对汽车做负功，对地面做正功。滑动摩擦力对汽
6、车做负功，对地面做正功。3、手用的力提一桶水前进、手用的力提一桶水前进1，则手的拉力做的功为则手的拉力做的功为300J。4、作用在物体上的某个力对物体不、作用在物体上的某个力对物体不做功说明物体一定没有位移。做功说明物体一定没有位移。判断下列说法对不对：试显身手试显身手: :下图表示物体在力下图表示物体在力F作用下在水平面上发生作用下在水平面上发生一段位移一段位移s,试分别计算在这四种情况下力试分别计算在这四种情况下力F对物体所做的功，并分析该力对物体运动对物体所做的功，并分析该力对物体运动状态改变起到的效果状态改变起到的效果.设在这三种情况下力、设在这三种情况下力、位移的大小都相同：位移的大
7、小都相同：F=10 N, s=2 m,角角的大小如图中所示的大小如图中所示.丁5合力的功 （1）合力的功可先通过计算合外力得到W合= F合scos （2）合力的功也可先通过计算各个力的功得到：W合=WW2 . Wn物体受两个互相垂直的力物体受两个互相垂直的力F1F1、F2F2，F1F1对物体做对物体做功功6J6J，物体克服，物体克服F2F2做功做功8J,8J,求合力做功？求合力做功？思考思考: 1、W=Fscos公式的使用条件是什么公式的使用条件是什么?适用于恒力做功；适用于恒力做功；S是指是指质点质点对地的位移，非质点对地的位移，非质点时，时，S是指作用点的位移是指作用点的位移2、功表示的物
8、理意义是什么、功表示的物理意义是什么?能用怎样的图象来能用怎样的图象来体现体现?表示力在位移上的累积表示力在位移上的累积.例例、如图所示质量为如图所示质量为m的物体的物体A静止在倾角为静止在倾角为的斜面的斜面B上，上，水平力水平力F使使B向左向左匀速匀速运动运动S。A、B始终保持相对静止，求始终保持相对静止，求在这个过程中：在这个过程中：（1）施加于物体）施加于物体A上的各力所做的功；及它们的总功。上的各力所做的功；及它们的总功。（2）A所受合外力所做的功。所受合外力所做的功。ABSF活动斜面的支持力可以对物体做功。活动斜面的支持力可以对物体做功。a aa am m sFN Ns s光滑光滑光
9、滑光滑支持力做功支持力做功而变力做的功可采用而变力做的功可采用“微分微分”的思想，的思想，化变为不变化变为不变，把物，把物体通过各个小段所做的功体通过各个小段所做的功代数加代数加在一起，就等于变力在整在一起，就等于变力在整个过程中所做的功个过程中所做的功 6 6、变力的功、变力的功若若F是变力，运动又不是直线，如何处理？是变力，运动又不是直线，如何处理？W= F W= F scosscos 要求要求F F是是恒力恒力, ,位移是对地的位移是对地的位移位移090090 =90=909090 1800W0W=0W=0W0W0小结：小结：1.当=90时，cos=0,W=0，这表示力F的方向跟位移s的
10、方向垂直时，力F不做功.2.当90时，cos0,W0，这表示力F对物体做正功.3.当90时，cos0,W0.这表示力对物体做负功.又称为物体又称为物体克服阻力做克服阻力做功，功，w克克= w阻阻4、合外力的功合外力的功:当物体同时受到几个力作用时当物体同时受到几个力作用时，计算总功计算总功(合外合外力的功力的功)有两种方法有两种方法.一是先分别求各个外力的功一是先分别求各个外力的功W1=F1scos1, W2=F2scos2再把各个外力的功代数相加再把各个外力的功代数相加.二是先用平行四边形定则求出合外力，再根据二是先用平行四边形定则求出合外力，再根据W=F合合scos计算功，注意计算功，注意
11、应是合外力与位移应是合外力与位移s之间的夹角之间的夹角. 5 5、变力的功：变力的功：采用采用“微分微分”的思想，的思想，化变为不变化变为不变对功的进一步认识题l.l.正功和负功是借以区分谁对谁做功的标志正功和负功是借以区分谁对谁做功的标志. .2.2.功与物体的运动状态及运动形式无关功与物体的运动状态及运动形式无关. . 3.3.功的公式中功的公式中F F和和s s必须具备同时性必须具备同时性. .4.4.几个力对物体所做的总功，等于这几个力几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的合力对物体做的功. . 5.5.求求变变力力功功的的方方法法是是: :把把物物体体通通过过各各个
12、个小小段段所所做做的的功功加加在在一一起起，就就等等于于变变力力在在整整个个过过程程中中所做的功所做的功. .1 1、做功的条件做功的条件作用在物体上的力作用在物体上的力物体在物体在力的方向上力的方向上移动的位移移动的位移2 2、功的计算、功的计算W = F l cosa a、功一定要指明是哪个力对物体做的功功一定要指明是哪个力对物体做的功b b、力必须是力必须是恒力恒力3 3、 功是功是标量标量，但有正负。正负只表示做功的力，但有正负。正负只表示做功的力的效果功的正负决不表示方向，也不表示大小。的效果功的正负决不表示方向，也不表示大小。4 4、总功等于各个力对物体所做功的、总功等于各个力对物
13、体所做功的代数和代数和，也，也就是就是合力合力对物体所做的功。对物体所做的功。sF FF F sF F比较各个力做功比较各个力做功, , 合外力做功合外力做功sG G sG G解答解答:甲图中：F和s之间夹角为=30.所以W甲=Fscos30=102 J=10 J(促进)乙图中：力F和位移s之间的夹角为=150所以W乙=Fscos150=102() J=10 J(阻碍)丙图中：力F和s之间的夹角为30.所以W丙=Fscos30=10 J (促进)丁图中：力F和s之间的夹角为180.所以W丁=Fscos180= -20 J (阻碍)说明功有正负说明功有正负,那功的正负如何确定那功的正负如何确定?正负表正负表示什么物理意义示什么物理意义?露一手:解答解答:
