7.2 功 21张PPT

第 二 节 功 在初中我们已经学过功的初步知识，知道做功过程就是能量转化的过程。几个例子说明能量转化的过程中力对物体做了功。 流动的河水能够推动水轮机做功; 高举的重锤，落下能把木桩打入地里; ③ 风吹帆船航行. 人对小桶的拉力是竖直向上的，小桶只在水平方向上有位移，而在竖直方向上没有位移，所以人对小桶没有做功。 人推着车走了一段距离，车在力的作用下有了位移，所以人对车做了功。 功的概念:一个物体受到力的作用，如果在力的方向上发生一段位移，力就对物体做了功。 一.做功条件: (1)力 (2) 在力的方向上有位移 X A B W=F1·X=FXCOS·α α是力的方向与位移方向的夹角,功的单位：焦耳（牛*米）。 ①当F与X同方向时: x ②当F与X不同方向时，W=？ 思考：1J的物理意义是： 1J=1N×1m=1N ·m A B F F W=FX 　　例：一质量m的物体放在光滑的水平面，某人用F=10N的拉力水平向右拉物体，使物体从静止开始运动位移L＝3m，求力F做了多少功？ 解：Ｗ=ＦＬ=10x３J=30J 分析： 根据力的等效性原理,可以把计算F做功的问题转化为分别求F1和F2做功的问题 W1= F1l = F COSαl W2 = 0 W = W1 + W2 W = F l COSα 拉力F做的功W = ？ 1、定义： W = F l cosα 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 二、功 3、单位 国际单位：焦耳（焦） 单位符号：J １Ｊ＝１Ｎ×１m=1N·m 2、公式 W表示力对物体所做的功，F表 示物体所受到得力，Ｌ是物体所 发生的位移，α是力F和位移Ｌ 之间的夹角，求功时一定明确要 求的是哪一个力在哪一段位移上 做多少功。 功的计算时，各 量要求统一采用 国际单位制 恒力 4、矢量性: 标量 5、物理意义: 描述物体的运动过程的物理量 ,是力在空间上的积累效果。 三、正功和负功： 自学课本Ｐ58页正功和负功完成下列表格： α=π/2 0 ≤ α＜π/2 π/2＜α≤π COSα= 0 COSα＞0 COSα＜0 W = 0 W ＞ 0 W＜0 表示力F对物体不做功 表示力F对物体做正功 表示力F对物体做负功 结合表格思考正功和负功的物理意义？ α COSα W 物理意义 正功的意义是：力对物体做正功，表明此力的效果是促进物体的运动，是动力。 负功的意义是：力对物体做负功，表明此力的效果是阻碍了物体运动，是阻力。 一个力对物体做负功，也可说成物体克服这个力做了功（正值） 物理意义 一个质量m=150kg的雪橇，受到与水平方向成θ＝37°角斜向上方的拉力F=500N，在水平地面上移动的距离l=5m。物体与地面间的滑动摩擦力F阻=100N。求外力对物体所做的总功。 解析：拉力F对物体所做的功为 W1= Flcos37°=2000J。 摩擦力F阻对物体所做的功为 W2= F阻lcos180°= -500J。 外力对物体所做的总功 W=W1＋W2=1500J。 （另解：先求合力，再求总功） 四：合力的功———有两种方法： （1）先求出合力，然后求总功，表达式为 （?为合力与位移方向的夹角） （2）合力的功等于各分力所做功的代数和，即 二.变力做功 对于变力做功不能依定义式 1.可用（微元法）无限分小法来求, 过程无限分小后， 可认为每小段是恒力做功。 2.平均力法： 若变力大小随位移是线性变化，且方向不变时，可将变力的平均值求出后用公式 计算。如弹簧的弹力做功就可以用此法计算。 3.利用Ｆ－Ｓ图像，Ｆ－Ｓ图线与坐标轴所包围的面积即是力Ｆ做功的数值。 4.已知变力做功的平均功率Ｐ，则功Ｗ＝Ｐｔ。 例3 一辆马车在力F=100N的作用下绕半径为50m的圆形轨道做匀速圆周运动，当车运动一周回到原位置时，车子克服阻力所做的功为多少？ 解： 阻力的方向时刻在变，是变力做功的问题，不能直接由功的公式计算。 采用微元法解之，将圆分成很多很多小段，在这些小段中，力可以看作恒力，于是 Wf = – fΔs1 – fΔs2 – fΔs3 – fΔs4 – fΔs5 ... ...