2018-2019学年高中物理 第1章 功和功率 第1节 机械功课件 鲁科版必修2.ppt

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1、第1节机械功,一、机械功的含义 阅读教材第34页的“机械功的含义”部分，知道功的概念，初步掌握恒力做功的公式。 1.含义 作用于某物体的恒力大小为F，该物体沿_运动，经过位移s，则_叫机械功，简称功。,力的方向,F和s的乘积,2.做功的两个因素,力,位移,3.公式 W_。 (1)是力与_方向之间的夹角，s为物体对_的位移。 (2)该公式只适用于_做功。 (3)功是_ (填“标”或“矢”)量。 (4)功是一个_ (填“状态”或“过程”)量，描述了力的作用效果在空间上的累积，总与一个具体过程相联系。,Fscos ,位移,地,恒力,标,过程,4.单位 国际单位制中，功的单位是_，简称_，符号是_。

2、1 J1 _。,焦耳,焦,J,Nm,思维拓展 如图1所示，下列人或机械对物体做功的是谁？功的大小与哪些因素有关呢？,图1 答案甲图、乙图中，人对物体有力的作用，但物体在力的方向没有位移，故不做功。丙图中起重机对货物做功。物体受到的力和物体在力的方向上发生的位移决定做功的大小。,二、机械功的计算 阅读教材第56页“机械功的计算”部分，会计算外力对物体做的总功，了解正功和负功的判断方法。 1.正功和负功,不做功,正功,负功,2.几个力的总功的求法 (1)先由WFscos 计算各个力对物体所做的功W1、W2、W3、然后求所有力做功的_，即W总W1W2W3 (2)先由力的合成或根据牛顿第二定律求出合力

3、F合，然后由W总_计算总功，此时为F合的方向与s的方向间的夹角。,F合scos ,代数和,思维拓展 1.如图2所示，人推着木箱在水平地面上运动。人推木箱前进时，水平推力和摩擦力对木箱有没有做功？如果做功，分别做的是正功还是负功？,图2,2.一个物体受到两个力的作用，其中F1做功10 J，F2做功15 J，力F1和力F2哪个力做的功多？两力做的总功是多少？ 答案1.做功。推力的方向与木箱的运动方向一致，做正功；摩擦力的方向与木箱的运动方向相反，做负功。 2.F2做的功多。两力做的总功为WW1W210 J15 J5 J。,机械功及其公式的理解,要点归纳 1.功是过程量：描述了力的作用效果在空间上的

4、累积，它总与一个具体过程相联系。 2.对公式WFscos 的理解 (1)相关性：由公式WFscos 可以看出力对物体做功，只与F、s、有关，与物体的运动状态及物体是否还受其他作用力等因素均无关。 (2)同时性：计算时应注意F与s必须具有同时性，即s必须是力F作用过程中物体发生的位移。,(3)同一性：同一个客观运动，相对于不同的参考系，位移s是不同的，在中学物理中约定，计算功都以地面为参考系，即s应理解为“受力质点的对地位移”。 (4)适用性：明确公式WFscos 适用于计算恒力做功，若是变力做功，此公式不再适用。,3.正功与负功 (1)功是标量，只有正、负，没有方向，功的正负不表示大小。 (2

5、)正功、负功的物理意义,(3)一个力对物体做负功，往往说成物体克服这个力做功。,精典示例 例1 如图3所示，物体在力的作用下在水平面上发生一段位移s，试分别计算这四种情况下力F对物体所做的功。设在这四种情况下力F和位移s的大小都相同：F10 N，s1 m，角的大小如图所示，分别说明每种情况下力F做功的正负，并求出功。,图3,(3)根据速率增大还是减小判断：若在力作用下速率增大，此力做正功，反之做负功，此方法一般应用于力的方向不明确的变速运动。,针对训练1 一人乘电梯从1楼到20楼，在此过程中经历了先加速、后匀速、再减速的运动过程，则电梯支持力对人做功情况是() A.加速时做正功，匀速时不做功，

6、减速时做负功 B.加速时做正功，匀速和减速时做负功 C.加速和匀速时做正功，减速时做负功 D.始终做正功 解析要判断功的正负，可根据公式WFscos 中力和位移的夹角来判断。在加速、匀速、减速的过程中，支持力与人的位移方向始终相同，所以支持力始终对人做正功，故D正确。 答案D,总功的两种求解思路,要点归纳 (1)先确定物体所受的合力，再根据公式W合F合scos 求解合力的功。该方法适用于物体的合力不变的情况，常见的是发生位移s过程中，物体所受的各力均没有发生变化。求解流程：,(2)先根据WFscos ，求出每个分力做的功W1、W2Wn，再根据W总W1W2Wn，求解合力的功，即合力做的功等于各个

7、分力做功的代数和。 该方法的适用范围更广，求解流程：,精典示例 例2 如图4所示，质量为m2 kg的物体静止在水平地面上，受到与水平地面夹角为37、大小F10 N的拉力作用，物体移动了s2 m，物体与地面间的动摩擦因数0.3，sin 37 0.6，cos 370.8，g取10 m/s2。求：,图4,(1)拉力F所做的功W1； (2)摩擦力f所做的功W2； (3)重力G所做的功W3； (4)弹力N所做的功W4； (5)各力所做的总功W。,解析(1)对物体进行受力分析，如图所示。,W1Fscos 1020.8 J16 J,(2)NGFsin 20 N100.6 N14 N,fN0.314 N4.2

8、 N,W2f scos 1804.22 J8.4 J,(3)W3Gscos 900,(4)W4Nscos 900,(5)WW1W2W3W47.6 J,也可由合力求总功F合Fcos f100.8 N4.2 N3.8 N,F合与s方向相同，所以WF合s3.82 J7.6 J,答案(1)16 J(2)8.4 J(3)0(4)0(5)7.6 J,计算总功的一般步骤和方法 1.对物体进行正确的受力分析，明确物体受到哪几个力作用，以及每个力的大小和方向。 2.分析每一个力作用过程中所对应的位移，根据功的定义式WFscos ，求出每一个力所做的功。 3.将各个力所做的功进行代数求和，即可计算出总功。 4.若各个力是同时作用在物体上，也可先求出各个力的合力，再根据功的定义式求出合力所做的总功。,针对训练2 一物体置于光滑水平面上，受互相垂直的水平力F1、F2作用，如图5所示，经一段位移后，F1做功为6 J，克服F2做功为8 J，则F1、F2的合力做功为(),图5,A.14 J B.10 J C.2 J D.2 J 解析当有多个力对物体做功的时候，总功的大小等于各个力做功的代数和，由于力F1做功为6 J，力F2做功为8 J，所以F1与F2的合力做功为6 J8 J2 J，故C正确。 答案C,