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课件网) 8.1 功和功率(课时1) 第八章 机械能守恒定律 人教版(2019)必修 第二册 1.理解功的概念,掌握功的计算式。 2.知道功是标量,理解正功、负功的含义。知道几个力对物体所做的总功,是各个力分别对物体做功的代数和。 学习目标 能量的引入是人们追求守恒量的一个特例,它的引入使人们分析运动的视角增加了:不仅可以从“力的角度”,还可以从“能量的角度”进行。 能量发生变化,该如何量度呢? 导入新课 1.功的概念: 2.做功的二因素: ⑴作用在物体上的力 ⑵物体在力的方向上发生的位移 如果一个物体受到力的作用,并且在力的方向上发生了位移,称为这个力对物体做了功。 初中所学的做功,两个必要因素是什么? 一、功 (1)力的方向与物体的运动方向一致,计算这个力的功。 若F、l同向,则W=F l (2)力的方向与物体的运动方向垂直,计算这个力的功。 实例 如果力的方向与物体的位移方向成某一角度,如何计算这个力的功? F F l α α 思考 若F、l垂直,则W=0 WF1=F1·l WF2=F2·0 又 F1=F cos α 分析:把计算F做功的问题转化为分别求F1和F2做功的问题。 l F α l2 l1 F2 F1 F F l α α 3.功的一般公式 力对物体所做的功,等于力的大小、位移的大小、力与位移夹角余弦这三者的乘积。 W=Flcosα 即 恒力做功 公式适用条件: 思考 何种情况下力F的功最大?何时不做功? 力做功只与F、l 和α有关,与是否有受其它力,物体运动状态等其他因素无关。 求三种不同情况下力F做的功W: ⑴物体在水平力F作用下沿光滑水平面加速运动l; ⑵物体在水平力F作用下沿粗糙水平面匀速移动l; ⑶物体在沿斜面向上的力F作用下减速上移l。 μ=0 l l l μ≠0 总结: 二、正功和负功 1.功是标量 只有大小,也无方向。 ⑴从公式看,正功、负功由α决定。 做正功 不做功 做负功 2.功的正负 等效 若 F=100N l=1m 则下列图中,各力做功各是多少?(cos370=0.8 ) 算一算: θ=1430 θ=370 θ=370 W=Flcos(180°-θ) =80J W=Flcos(180°-θ) =-80J W=Flcosθ =80J ⑵从力做功效果看 若为正功,表明该力促进了物体的运动,是动力; 若为负功,表明力阻碍物体的运动,是阻力。 3.某力对物体做负功 物体克服这个力做正功(取绝对值) 动力 阻力 动力 【例题1】 一个质量m=150kg的雪橇,受到与水平方向成37°角的斜向上方的拉力F=500N,在水平地面上移动的距离为5m,物体与地面间的滑动摩擦力=100N, cos 37°= 0.8。求: ⑴各个力对物体所做的功; 各个力对物体做功的代数和。 ⑵合力对物体做的功。 【解析】 (1)拉力在水平方向的分力为 Fx = Fcos 37° WF= Fx l =Fl cos 37°=2 000J 阻力与运动方向相反:Wf = Ff l cos180°=-500J, WN=Wmg=0 力对物体所做总的代数和, 即 W =WF+Wf + WN+Wmg=1500J (2)F合= Fx-Ff= 300N W合= F合 l =300N×5m=1500J v FN l F Ff 分别求出每个力所做的功,然后求出所有功的代数和,即: 先求出物体所受的合力,然后再求出合力的功,即: 总功的计算 W总=F合lcosα 小结2 思路1 思路2 ①哪些力做功 ②什么性质 ③做多少功 ④求代数和 要点 【练习1】 关于功的概念,下列说法正确的是( ) A.物体受力越大,位移越大,力对物体做功越多 B.合力做的功等于各分力做功的矢量和 C.摩擦力可以对物体做正功 D.功有正负,但正负不表示方向,而表示大小 【正确答案】C 【练习2】 下列选项中,物体所受力F的大小相等,位移方向向右、大小相同。其中F做功最少的是( ) 【正确答案】D 【练习3】 如图所示,小明用与水平方向成角θ的轻绳拉木箱,绳中张力为F,沿水平地面向右移动了一段距离L,已知木箱与地面间的动摩擦因数为μ,木箱质量为 ... ...