高中物理第四章机械能和能源1功课件粤教版必修2 75页

第四章　机械能和能源 第一节　功 一、功 1. 概念 : 在 物理学中 , 如果一个物体受到力的作用 , 并在 _________ 上发生 _________, 就说这个力对物体做了机 械功 , 简称功。 力的方向 一段位移 2. 做功的两个因素 : 受力的作用 位移 【 生活链接 】 如图所示 , 人或机械是否对物体做了功 ? 说说你的理由。 提示 : 甲图、乙图中 , 人对物体有力的作用 , 但物体在力的方向没有位移 , 故不做功。丙图中起重机对货物做功。物体受到的力和物体在力的方向上发生的位移决定做功的大小。 二、 功的计算 1. 力和物体位移方向 一致时 :W=___ 。 2. 力与物体位移方向的夹角为 α 时 :W=________, 即力 对物体所做的功等于 ___ 的大小、 _____ 的大小以及力 和位移夹角的 _____ 的乘积。 3. 功的单位 :_____, 符号 J 。 1 J=1 N×1 m=_______ 。  Fs Fscosα 力 位移 余弦 焦耳 1 N·m 【 思考辨析 】 (1) 公式 W=Fs 中的 s 是物体运动的路程。 ( 　　 ) (2) 物体只要受力且运动 , 该力就一定做功。 ( 　　 ) (3) 物体的受力垂直于它的位移时 , 该力不做功。 ( 　　 ) 提示 : (1)× 。公式 W=Fs 中的 s 是物体运动的位移 , 不是路程。 (2)× 。物体运动一段时间后位移若是 0, 或物体的位移方向与力的方向垂直 , 力不做功。 (3)√ 。由公式 W=Fscosα 知 , 力与位移垂直 , 即它们的夹角为 90° 时 , 力对物体不做功。 三、正功和负功 1. 正功和负功 : α 的取值 W 的取值 含　义 α= W=0 力 F_______ 0≤α< W__0 力 F 对物体做 _____ <α≤π W__0 力 F 对物体做 _____ ( 或说成物体克服力 F 做功 ) 不做功 > 正功 < 负功 2. 总功的计算 : (1) 各个分力 分别对物体所做功的 _______ 。 (2) 几个力的 _____ 对物体所做的功。 代数和 合力 【 思考辨析 】 (1) 力 F 1 、 F 2 做的功分别为 10 J 和 -15 J, 则力 F 1 比 F 2 做功多。 ( 　　 ) (2) 力 F 1 、 F 2 做的功分别为 W 1 =10 J,W 2 =-15 J, 则 W 1 、 W 2 的方向相反。 ( 　　 ) (3) 力 F 1 、 F 2 做的功分别为 10 J 和 -15 J, 则力 F 1 和 F 2 做的总功为 -5 J 。 ( 　　 ) 提示 : (1)× 。功的正负不表示做功的多少 , 只表示做功的力是阻力还是动力 ,10 J 小于 -15 J 。 (2)× 。功是标量 , 没有方向。 (3)√ 。物体所受各力对它做的总功 , 等于各力做功的代数和 , 即 W=10 J+(-15 J)=-5 J 。 一　对功的理解 【 典例 】 一物体在两个力 F 1 、 F 2 的共同作用下发生了一段位移 , 做功分别为 W 1 =6 J, W 2 =-6 J, 下列说法正确的是 ( 　　 ) A. 这两个力一定大小相等、方向相反 B.F 1 是动力 ,F 2 是阻力 C. 这两个功一定大小相等 , 方向相反 D.F 1 比 F 2 做功多 【 解题探究 】 (1) 试说明正、负功的物理意义。 提示 : 功的正负既不表示功的大小 , 也不表示方向 , 正功表示是动力做功 , 负功表示是阻力做功。 (2) 如何判断 F 1 、 F 2 的大小关系 ? 提示 : 根据 W=Fscos α 来判断。 【 正确解答 】 选 B 。功的正负只表示是动力做功还是阻力做功 , 并不表示功的大小 , 也不表示其方向 , 故 C 、 D 错误 ,B 正确 ; 由 W 1 =6 J,W 2 =-6 J,W=Fscos α, 得 F 1 scos α 1 =F 2 scos α 2 , 无法判断 F 1 与 F 2 的大小关系 , 故 A 错误。 【 核心归纳 】 1. 对功的理解 : (1) 功是过程量 : 描述了力的作用效果在空间上的累积 , 它总是与一个具体过程相联系。 (2) 力和在力的方向上通过一段位移是做功的两个必要因素 , 二者缺一不可。 2. 对公式 W=Fscosα 的理解 : (1) 符号含义 :F 表示力的大小 ,s 表示力的作用点的位移大小 ,α 表示力和位移方向间的夹角。 (2) 两点说明。 ①公式只适用于恒力做功的计算。 ②公式中 s 一般是选取地面为参考系时物体的位移。 3. 正功与负功 : (1) 功是标量 , 只有正、负 , 没有方向 , 功的正负不表示大小。 (2) 正功、负功的物理意义。 动力学角度 能量角度 正功 表示这个力对物体来说是动力 力对物体做正功 , 使物体获得能量 负功 表示这个力是阻力 , 对物体的运动起阻碍作用 物体克服外力做功 , 使物体失去能量 (3) 一个力对物体做负功 , 往往说成物体克服这个力做功。 【 特别提醒 】 (1) 公式 W=Fscosα 位移 s 一般是相对地面而言的。 (2) 当物体受多个力作用时 , 其中的任一个力对物体做功的正负由该力的方向与物体的位移方向之间的夹角决定 , 与其他力的大小及做功情况无关。 【 过关训练 】 1. 如图所示 , 关于人对物体做功与否的说法 , 正确的 是 ( 　　 ) A. 三人都对物体做功　　 B. 只有乙、丙两人对物体做功 C. 只有乙对物体做功 D. 只有丙对物体做功 【 解析 】 选 D 。判断人对物体是否做功 , 关键是看做功的两个不可缺少的因素是否同时具备。只有丙对物体做功 , 故只有选项 D 正确。 2. 用水平恒力 F 作用于质量为 m 的物体 , 使之在光滑的水平面上沿力的方向移动距离 s, 恒力做功为 W 1 ; 再用此恒力作用于质量为 2m 的物体上 , 使之在粗糙的水平面上移动同样距离 s, 恒力做功为 W 2 , 则两次此恒力做功的关系是 ( 　　 ) A.W 1 >W 2 B.W 1