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课件网) 第四章 机械能和能源 第四章 机械能和能源 预习导学新知探究 梳理知识·夯实基础 多维课堂,师生动 突破疑难·讲练提升 第1节 功 1．知道功的定义，理解做功的两个必要因素． 2．掌握功的公式W＝Fxcos α，知道公式中各个字母所代表的物理量和功的单位．(重点) 3．知道功是标量，理解正功和负功的含义，能正确判断正功和负功． 4．总功的计算以及变力做功的求解．(难点) 一、做功与能量的变化 1．功的概念：如果物体受到力的作用，并在力的方向上发生了位移，那么力对物体做了功． 2．功与能量：功与能量变化密切相关，做功的过程就是能量变化的过程． 二、功的计算公式 ．力F与位移x同向时：W＝Fx． 2．力F与位移x有夹角α时：W＝Fxcos α，其中F、x、cos α分别表示力的大小、位移的大小、力和位移夹角的余弦． ．各物理量的单位：F的单位是牛顿，x的单位是米，W的单位是牛·米，即焦耳． 三、功的正负 合力的功 ．正功、负功的条件 α范围 cos α范围 W正负 0≤α＜90° cos α＞0 W＞0 α＝90° cos α＝0 W＝0 90°＜α≤180° cos α＜0 W＜0 2．正功、负功的物理意义(如图所示) (1)力F是动力，对物体做正功． (2)力f是阻力，对物体做负功，或说物体克服f做正功． (3)力N和G既不是动力，也不是阻力，不做功． 3．合力的功 物体受多个力的作用发生了位移，合力对物体所做的功等于各分力对物体所做功的代数和． 力F1对物体做了20 J的功，力F2对物体做了－100 J的功，F1、F2哪一个力对物体做的功多？ 提示：功是标量，只有大小，没有方向，功的正负既不表示功的方向，也不表示功的大小，所以F2对物体做的功多． 对功的理解 1．功的决定因素 做功具有两个必不可少的决定因素：(1)做功的力；(2)物体在力的方向上的位移． 力对物体是否做了功，只与这两个因素有关，与其他因素，诸如物体运动的快慢、运动的性质、接触面是否光滑、物体质量的大小等均无关系． 2．公式W＝Fxcos α的理解 (1)F表示力的大小，x表示力的作用点相对于地面位移的大小，当力的作用点的位移与物体的位移相同时，也常常说是物体相对于地面的位移大小，α表示力和位移方向间的夹角． (2)公式可以表达为W＝F·xcos α，表达的意义是功等于沿力F方向的位移与力的乘积；公式也可以表达为W＝Fcos α·x，表达的物理意义是功等于位移与沿位移方向的力的乘积． 3．功的正负 (1)动力学角度：力对物体做正功，这个力对物体来说是动力；力对物体做负功，这个力对物体来说是阻力，阻碍物体运动． (2)能量角度：力对物体做功，向物体提供能量，即受力物体获得了能量；物体克服外力做功，向外输出能量，即负功表示物体失去了能量． (3)判断力是否做功及做功正负的方法：①看力F与x的夹角(常用于恒力做功的情况)；②看力F与v方向的夹角(常用于曲线运动的情形)． 4．总功的计算 由合力与分力的等效替代关系知，合力与分力做功也是可以等效替代的，因此计算总功的方法有两种： (1)先求物体所受的合外力，再根据公式W合＝F合xcos α求合外力的功． (2)先根据W＝Fxcos α，求每个分力做的功W1、W2、…、Wn，再根据W合＝W1＋W2＋…＋Wn，求合力的功． (1)公式W＝Fxcos α仅适用于恒力做功的情况． (2)功虽然有正负，但功是标量，它的正负不表示方向． 如图所示，质量为2 kg的物体在水平地面上，受到与水平方向成37°角、大小为10 N的拉力作用，使物体从A点移到B点，移动距离为x＝2 m，已知地面与物体之间的动摩擦因数μ＝0．2．(g取10 m/s2，sin 37°＝0．6，cos 37°＝0．8)求： (1)拉力对物体做的功． (2)重力对物体做的功． (3)弹力对物体做的功． (4)摩擦力对物体做的功． (5)合外力对 ... ...
