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课件网) 第1节 机械功 知识 清单破 1.概念:如果施力于某物体,并使该物体在力的方向上移动了一段距离,这个力就对物体做了 功。 2.做功的两个因素 知识点 1 知识点 1 机械功 3.公式 (1)力F与位移s同向时,W=Fs。 (2)力F与位移s夹角为α时,W=Fs cos α(0°≤α≤180°)。其中F、s、α分别为力的大小、位移的 大小和力与位移方向的夹角。 (3)适用条件:只适用于恒力做功。 4.单位:在国际单位制中,功的单位是焦耳,符号是J,1 J=1 N·m。 1.力对物体做正功和负功的条件 α的取值 W的取值 含义 α= W=0 力F不做功 0≤α< W>0 力F对物体做正功 <α≤π W<0 力F对物体做负功 (或说成物体克服力F做功) 知识点 2 正功和负功 2.总功的计算 当一个物体在几个力的共同作用下发生一段位移时,这几个力对物体做的总功等于: (1)各个力分别对物体做功的代数和。 (2)所有外力的合力对物体做的功。 知识辨析 判断正误,正确的画“√”,错误的画“ ”。 1.物体做自由落体运动时,重力对物体一定做功。 ( ) 2.有力作用在物体上,并且物体也发生了位移,力对物体一定做了功。 ( ) 物体发生的位移不一定在力的方向上,所以力对物体不一定做功。 3.力对物体不做功,说明物体的位移一定为零。 ( ) 当力与物体的位移垂直时,力对物体也不做功。 4.F1做功10 J,F2做功-15 J,F1比F2做功少。 ( ) 5.汽车沿斜坡向上加速行驶时,牵引力对汽车一定做功。 ( ) 6.功有正负之分,说明功是矢量,因此总功是所有外力做功的矢量和。 ( ) 功的正负只表示力做正功还是负功,总功等于所有外力做功的代数和。 7.一对作用力与反作用力做的功的代数和一定为零。 ( ) 一对作用力与反作用力作用在两个物体上,这两个物体的位移方向可能相同,也可能相反。 √ √ √ 疑难 情境破 疑难1 对功的理解 情境探究 在看有关东北的电影时,常常被电影中的交通工具“马拉雪橇”深深地吸引。如图所 示,马拉着小车(包括人)沿水平面匀速前进了一段距离。 问题1 小车(包括人)受到几个力作用 每个力对小车做功吗 是正功还是负功 小车(包括人)受4个力作用:重力、支持力、拉力、摩擦力,其中拉力做正功,摩擦力做 负功,重力和支持力不做功。 提示 问题2 马对小车做的功是否等于马的拉力F(设F与水平方向的夹角为α)和小车的位移s的乘积 不等于。因为拉力F和小车的位移s的夹角为α,则W=Fs cos α。 提示 问题3 拉力F可以分解为哪两个分力 F做的功与哪个分力做的功相同 拉力F可以分解为沿水平方向和竖直方向的两个分力。F做的功与水平方向分力做的 功相同。 提示 问题4 功为什么不是矢量 功有正负,而为什么功不是矢量、没有方向呢 让我们来看一个例子: 如图所示,在光滑水平面上,物体受两个大小分别为F1=3 N和F2=4 N的恒力,从静止开始运动s =10 m,位移s与F1和F2的合力F合方向相同。求每个力做的功和合力做的总功。 合力F合= = N=5 N, W1=F1s cos α1=3×10×cos 53° J=18 J, W2=F2s cos α2=4×10×cos 37° J=32 J, W合=F合s=5×10 J=50 J=W1+W2≠ 。 可见,功的运算不符合平行四边形定则,所以,功不是矢量。 提示 问题5 一对作用力与反作用力做的功是不是一定为零 不一定。作用力与反作用力总是大小相等、方向相反,并且作用在不同的物体上。比 较作用力与反作用力做的功的数值,关键是看两个物体的位移情况如何,而物体的位移情况 由具体的相互作用情景而定。当相互作用的两个物体的位移相同时,作用力与反作用力做功 之和为零;当相互作用的两个物体的位移不等时,作用力与反作用力做功之和不为零。作用 力与反作用力可以同时做正功,也可以同时做负功,还可以一个做正功而另一个做负功,或者 一个做功而另一个不做功。 提示 讲解分析 1.对功 ... ...
