高中物理功的课件ppt.ppt

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1、 第七章第七章 机械能机械能第一节第一节 能能、功功伽利略理想实验伽利略理想实验等高等高小球小球“记得记得”原来的高度原来的高度 在伽利略的斜面理想实验中，是否存在守恒量？在伽利略的斜面理想实验中，是否存在守恒量？结论 伽利略斜面实验表明：伽利略斜面实验表明：小球在运动过程中，小球在运动过程中，“有某一量是守恒有某一量是守恒的的”，这个量叫，这个量叫能量能量。相互作用的物体凭借其位置而具有的能相互作用的物体凭借其位置而具有的能量叫做量叫做势能。势能。物体由于运动而具有的能量叫做物体由于运动而具有的能量叫做动能动能。在科学上，如果物体受到力的作用，并且在这个在科学上，如果物体受到力的作用，并且在

2、这个力的方向上通过一段距离，我们就说这个力对物体做力的方向上通过一段距离，我们就说这个力对物体做了功。了功。一、功的概念一、功的概念、功的定义、功的定义FSF手托着书静止手托着书静止人推车未动人推车未动这两个因素是严格的，缺这两个因素是严格的，缺一不可一不可！2 2、做功的两个必要因素：、做功的两个必要因素：（1）作用在物体上的力。）作用在物体上的力。（2）物体在力的方向上通）物体在力的方向上通过的位移。过的位移。功等于力和物体在力的方向上通过的位移的乘积。功等于力和物体在力的方向上通过的位移的乘积。功等于力和物体在力的方向上通过的位移的乘积。功等于力和物体在力的方向上通过的位移的乘积。F F

3、 F F方向与方向与方向与方向与S S S S的方向在一条直线上的方向在一条直线上的方向在一条直线上的方向在一条直线上功功=力力位移位移 W=FS3、功的计算、功的计算SF F（焦、（焦、（焦、（焦、J J J J）1 1 焦耳焦耳焦耳焦耳 =1=1 牛顿牛顿牛顿牛顿 米米米米功的单位：焦耳功的单位：焦耳功的单位：焦耳功的单位：焦耳F F方向与方向与S S的方向不在一条直线上的方向不在一条直线上功功=力在位移方向的分力力在位移方向的分力位移位移公式：公式：公式：公式：W=F S cosFF1F2SFF1F2注注注注:公式中公式中公式中公式中F F F F为恒力为恒力为恒力为恒力4、辨认力的方向

4、与位移方向的夹角、辨认力的方向与位移方向的夹角FS甲甲答案：答案：FS乙乙答案：答案：-FS丙丙答案：答案：FS丁丁答案：答案：-二、正功和负功二、正功和负功（一）对功（一）对功的的公式：公式：W=W=FSCOSFSCOS的讨论的讨论(1)当当=0时，时，COS=1，W=F S 和我们在初中学过的和我们在初中学过的功的公式相同。功的公式相同。(2)当当=/2 时，时，COS=0，W=0,这时我们就说力对这时我们就说力对物体没做功。物体没做功。举例举例。(3)当当0，W0,这时我们就说力对物这时我们就说力对物体做正功。体做正功。举例举例。(4)当当/2 时，时，COS 0，W 0 这时我这时我们

5、就说力对物体做负功。们就说力对物体做负功。举例举例。讨讨 论论1、功的正负有什么含义呢？力对物体做正功的正负有什么含义呢？力对物体做正功或负功时又有什么物理意义？功或负功时又有什么物理意义？思考与讨论思考与讨论功的正负表示的是动力对物体做功，还是功的正负表示的是动力对物体做功，还是阻力对物体做功；阻力对物体做功；功是标量功是标量，功的正负并不代表大小，也不功的正负并不代表大小，也不代表方向；代表方向；力对物体做了多少负功，也就是说物体力对物体做了多少负功，也就是说物体克服克服克服克服这个力做了多少这个力做了多少正功正功；例如：一个力对物体做了例如：一个力对物体做了6J的功，的功，可以说成物体克

6、服这个力做了可以说成物体克服这个力做了6J的功的功功是过程量功是过程量，做功过程，做功过程实质实质是是改变物体能量改变物体能量的过程，功的正负表示的是物体能量的增减。的过程，功的正负表示的是物体能量的增减。三、几个力做功的计算三、几个力做功的计算例：例：如图，一个物体在拉力如图，一个物体在拉力F F的作用下，水平向右的作用下，水平向右匀速移动位移为匀速移动位移为s s，求各个力对物体做的功是多少；，求各个力对物体做的功是多少；各个力对物体所做功的代数和如何各个力对物体所做功的代数和如何 ；物体所受的；物体所受的合力是多少；合力所做的功是多少。合力是多少；合力所做的功是多少。FFNfGsFFNf

7、G解：重力和支持力不做功解：重力和支持力不做功它们和位移的夹角为它们和位移的夹角为900F所做的功为：所做的功为：1Fscos，滑动摩擦力滑动摩擦力f所做的功为：所做的功为：2fscos1800fs各个力对物体所做功的代数和为：各个力对物体所做功的代数和为：=1+2=(cosf）s根据正交分解法求得物体所受的合力根据正交分解法求得物体所受的合力=cosf，合力方向向右，与位移同向；，合力方向向右，与位移同向；合力所做的功为：合力所做的功为：scos00（cosf）s解：重力和支持力不做功解：重力和支持力不做功它们和位移的夹角为它们和位移的夹角为900F所做的功为：所做的功为：1Fscos，滑动

8、摩擦力滑动摩擦力f所做的功为：所做的功为：2 fscos1800fs Fscos各个力对物体所做功的代数和为：各个力对物体所做功的代数和为：=1+2=(cosf）s 0因物体匀速运动则合力为因物体匀速运动则合力为0，那么合力做功为，那么合力做功为0求解物体在几个力的共同作用下发生求解物体在几个力的共同作用下发生一段位移时，这几个力对物体所做的总功一段位移时，这几个力对物体所做的总功可以用以下两种方法来求解。可以用以下两种方法来求解。(1)分别求出每个力所做的功，然后求出所有功分别求出每个力所做的功，然后求出所有功的代数和。即：的代数和。即：WW总总=WW1+WW2+WWn(2)先求出物体所受的

9、合力，然后再求出合力的先求出物体所受的合力，然后再求出合力的功，即：功，即：WW总总=F F合合S S coscos拓展拓展 变力做功变力做功对于变力做功不能依定义式对于变力做功不能依定义式直接求解，但可依物理规律通过技巧的转化间接求解。直接求解，但可依物理规律通过技巧的转化间接求解。1.1.可用（可用（微元法微元法）无限分小法无限分小法来求来求,过程无限分小后，过程无限分小后，可认为每小段是恒力做功。可认为每小段是恒力做功。2.2.平均力法平均力法：若变力大小随位移是若变力大小随位移是线性线性变化，且变化，且方向不变方向不变时，可时，可将变力的平均值求出后用公式将变力的平均值求出后用公式计算

10、。计算。如弹簧的弹力做功就可以用此法计算。如弹簧的弹力做功就可以用此法计算。W=FSCOS3.3.利用图像利用图像，图线与坐标轴所包围的面，图线与坐标轴所包围的面积即是力做功的数值。积即是力做功的数值。4.4.用用功能关系功能关系进行求解。进行求解。1 1、以一定的初速度向上抛出一个小球，小球能上升、以一定的初速度向上抛出一个小球，小球能上升的最大高度为的最大高度为h h，空气阻力的大小恒为，空气阻力的大小恒为F F，则从抛出到，则从抛出到落回抛出点的过程中，空气落回抛出点的过程中，空气阻力阻力对小球做的功：对小球做的功：A A、零、零 B B、-Fh C-Fh C、FhFh D D、-2Fh

11、-2FhD2 2、如图所示、如图所示,某个力某个力F=10NF=10N作用于半径为作用于半径为R=1mR=1m的转的转盘边缘上盘边缘上,力力F F的大小保持不变的大小保持不变,但方向始终保持与但方向始终保持与作用点的切线方向一致作用点的切线方向一致,则转动一周这个力则转动一周这个力F F做的功做的功应为应为:A.0 B.20(J)C.10(J)D.20(J)A.0 B.20(J)C.10(J)D.20(J)BF FR R思 考分段或分过程处理分段或分过程处理处理方法：化曲为直（处理方法：化曲为直（微分法）微分法）3.3.在光滑的水平面和粗糙的水平面上各在光滑的水平面和粗糙的水平面上各放一质量不

12、同的木块，在相同的拉力作放一质量不同的木块，在相同的拉力作用下，通过相同的位移，拉力对木块做用下，通过相同的位移，拉力对木块做的功的功()()A.A.在光滑的水平面上较多在光滑的水平面上较多B.B.在粗糙的水平面上较多在粗糙的水平面上较多C.C.一样多一样多D.D.由小车运动所需的时间决定由小车运动所需的时间决定C4.4.质量为质量为m m的物体沿倾角为的物体沿倾角为的斜面匀的斜面匀速滑下，在通过位移速滑下，在通过位移L L的过程中的过程中()()A.A.重力对物体做功重力对物体做功mgLmgLB.B.重力对物体做功重力对物体做功mgLsinmgLsin C.C.支持力对物体做功支持力对物体做

13、功mgLcosmgLcos D.D.摩擦力对物体做正功，数值为摩擦力对物体做正功，数值为mgLsinmgLsin B 5.放在粗糙水平地面上的物放在粗糙水平地面上的物体，在体，在10N10N的水平拉力作用下，以的水平拉力作用下，以6 6 m/sm/s的速度匀速移动的速度匀速移动4s4s，则拉力则拉力共做了共做了 功，摩擦阻力对物功，摩擦阻力对物体做了体做了 的功的功.物体物体克服克服摩摩擦阻力对物体做了擦阻力对物体做了 的功的功.-240J-240J240J240J240J240J 摩擦力一定做负功吗摩擦力一定做负功吗？静摩擦力一定不做功吗？滑？静摩擦力一定不做功吗？滑动摩擦力一定做功吗？动摩

14、擦力一定做功吗？课堂讨论v0v0mMMS2S1MMv0m滑动摩擦力滑动摩擦力F Ff f对对m m做负功做负功 W1=-Ff S1滑动摩擦力滑动摩擦力F Ff f对做正功对做正功 W2=Ff S2一对滑动摩擦力对物体作功之和必定为负功一对滑动摩擦力对物体作功之和必定为负功滑动摩擦力对滑块做负功滑动摩擦力对滑块做负功滑动摩擦力对桌不做功滑动摩擦力对桌不做功 结论结论:滑动摩擦滑动摩擦力既可以做正功，力既可以做正功，也可以做负功，还也可以做负功，还可以不做功。可以不做功。关于滑动摩擦力做功关于滑动摩擦力做功FA AB BA A和和B B相对静止相对静止,一起加速运动一起加速运动静摩擦力对静摩擦力对

15、A A做负功做负功W=-FfS静摩擦力对做正功静摩擦力对做正功FfS一对静摩擦力做功之和必定为零一对静摩擦力做功之和必定为零关于静摩擦力做功关于静摩擦力做功结论结论:静摩擦力静摩擦力既可以做正功，既可以做正功，也可以做负功，也可以做负功，还可以不做功。还可以不做功。一对摩擦力不可能做正功一对摩擦力不可能做正功课堂讨论 一对平衡力中的一个力如果做正功，那一对平衡力中的一个力如果做正功，那一对平衡力中的一个力如果做正功，那一对平衡力中的一个力如果做正功，那么另一个力一定做负功吗？那么一对作用与反作用么另一个力一定做负功吗？那么一对作用与反作用么另一个力一定做负功吗？那么一对作用与反作用么另一个力一

16、定做负功吗？那么一对作用与反作用力，作用力做正功，反作用力一定做负功吗？力，作用力做正功，反作用力一定做负功吗？力，作用力做正功，反作用力一定做负功吗？力，作用力做正功，反作用力一定做负功吗？S SN NS SN N 一对作用力和反作用力在同一段时间内，一对作用力和反作用力在同一段时间内，可以都做正功、或者都做负功，或者一个做正可以都做正功、或者都做负功，或者一个做正功、一个做负功，或者都不做功。功、一个做负功，或者都不做功。一对平衡力做的总功肯定为零；而一对作一对平衡力做的总功肯定为零；而一对作用力和反作用力在同一段时间内做的总功可能用力和反作用力在同一段时间内做的总功可能为正、可能为负、也

17、可能为零。为正、可能为负、也可能为零。课堂练习下列说法正确的是（下列说法正确的是（）A A、静摩擦力总是不做功、静摩擦力总是不做功B B、滑动摩擦力一定对物体做负功、滑动摩擦力一定对物体做负功C C、一对滑动摩擦力做功的代数和一、一对滑动摩擦力做功的代数和一定为负值定为负值D D、外力对物体做功的代数和为零，、外力对物体做功的代数和为零，则物体必定处于静止或匀速直线运动则物体必定处于静止或匀速直线运动状态状态C课堂练习BD下列说法正确的是（下列说法正确的是（）A A、一质点受两个力作用且处于平衡状态、一质点受两个力作用且处于平衡状态(静止或静止或匀速运动匀速运动),),这两个力在同一时间内做功

18、的代数和这两个力在同一时间内做功的代数和可能不为零可能不为零B B、一质点受两个力作用且处于平衡状态、一质点受两个力作用且处于平衡状态(静止或静止或匀速运动匀速运动),),这两个力在同一时间内做的功或者都这两个力在同一时间内做的功或者都为零为零,或者大小相等符号相反或者大小相等符号相反C C、在同样时间内、在同样时间内,作用力和反作用力的功大小不作用力和反作用力的功大小不一定相等一定相等,但符号一定相反但符号一定相反D D、在同样时间内、在同样时间内,作用力和反作用力的功大小不作用力和反作用力的功大小不一定相等一定相等,正负号也不一定相反正负号也不一定相反课堂讨论 做匀速圆周运动的物体受到的做匀速圆周运动的物体受到的向心力做功吗？向心力做功吗？如图所示，小球用细线拴住在光滑如图所示，小球用细线拴住在光滑的水平面上做匀速圆周运动。圆的半径的水平面上做匀速圆周运动。圆的半径是是1m1m，小球的质量是，小球的质量是0.1kg0.1kg，线速度，线速度v=1m/sv=1m/s，则小球运动一周拉力做的功为，则小球运动一周拉力做的功为多少？多少？F Fv vF Fv v向心力永远不做功