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列车在机车牵引力的作用下 ? 能 增加. 木头在起重机的拉力作用下 ? 能增加. 握力器在手的压力作用下 ? 能增加. 第 2 节 功. 课堂互动. F. F. F. 物体静止. L. 探究 1 : 力做功的必要因素. 思考 : 在什么条件下说力对物体做功呢?. F. F. L. L. 探究 2 : 推导功的表达式?. (1) 如果力的方向与物体的运动方向一致,应如何计算这个力所做的功?. W=Fl. (2) 如果力的方向与物体的运动方向垂直,应如何计算这个力所做的功?. F 不做功 即 W =0. F. F. α. α. L.
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列车在机车牵引力的作用下 ?能增加 木头在起重机的拉力作用下 ?能增加 握力器在手的压力作用下 ?能增加
课堂互动 F F F 物体静止 L 探究1:力做功的必要因素 思考:在什么条件下说力对物体做功呢?
F F L L 探究2:推导功的表达式? (1)如果力的方向与物体的运动方向一致,应如何计算这个力所做的功? W=Fl (2)如果力的方向与物体的运动方向垂直,应如何计算这个力所做的功? F不做功 即 W=0
F F α α L (3)如果力的方向与物体的运动方向成某一角度,应如何计算这个力所做的功?
α F2 F F1 方法一: 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= FL COSα W2 = 0 W = W1 + W2 W = F lCOSα
α l1 L F 90。 l2 方法二:将位移 l分解 l1=lcosα l2=lsinα W1= Fl1= F lcosα W2= 0 W = W1 + W2 W= Flcosα
重点归纳: W = F lcosα 1、公式: 力对物体所做的功,等于力的大小(F)、位移的大小(L)、力与位移夹角余弦(cosα)这三者的乘积 2、单位 国际单位:焦耳(焦) 单位符号:J 1J=1N×1m=1N·m 3、 用此公式计算功时,F必须为恒力。 4 、计算功时,一定要明确是计算哪个力对物体所做的功,不能张冠李戴。 5、功是标量
练习1:一个质量为150kg的物体,受到与水平方向成α=37°角的斜向右上方的拉力F=500N的作用,在水平地面上移动的距离为l=5m,物体与地面间的滑动摩擦力f=100N,求各个力对物体所做的功? 练习1:一个质量为150kg的物体,受到与水平方向成α=37°角的斜向右上方的拉力F=500N的作用,在水平地面上移动的距离为l=5m,物体与地面间的滑动摩擦力f=100N,求各个力对物体所做的功?
探究3:总功的求法 • (1)求出各个力所做的功,则总功等于各个力所做功的代数和。 • (2)先求出各个力的合力,则总功等于合力所做的功。
小结 作用在物体上的力 1、做功的两个不 可缺少的因素 在力的方向上发生了一段位移 2、功的计算 W = F l cosα a、功一定要指明是哪个力对物体做的功 b、力必须是恒力 c、 功是标量 3、总功的求法: (1)求出各个力所做的功,则总功等于各个力所做功的代数和。 (2)先求出各个力的合力,则总功等于合力所做的功。
探究4:正功和负功 公式W = F lCOSα中的F和l分别指“力的大小”和“位移的大小”,即公式中F和l恒取正值。可见W的正负取决于cosα的正负,也就是α的大小。
情形(一) v FN α 如小球在水平桌面上运动时,重力G和支持力FN都跟位移方向垂直。 G (1)当α=π/2时,cosα=,W= 。这表示力F的方向跟位移x的方向垂直,力F对物体。(填做功或不做功)
情形(二) (2) 当0≤α<π/2时, cosα0,W 0。这表示力F对物体. 力F对物体产生位移有一定的贡献(动力做功) 如人用力拉车前进时,人的拉力F对车做正功。 F v α x
情形(三) (3)当π/2 <α≤ π时,cosα0,W0。这表示力F对物体. F对物体产生位移起着阻碍的作用(阻力做功) F α v α
某力对物体做负功,往往说成“物体克服某力做功”(取绝对值)。这两种说法的意义是等同的。例如,竖直向上抛出的球,在向上运动的过程中,重力对球做负功,可以说成“球克服重力做功”。 例:某一物体以一定初速度在粗糙水平面做匀减速直线运动,若阻力做-20J功, 也可以说成 物体克服阻力做了20J功。
重点归纳: 功是标量,但有正负。功的正负只表示力做功的效果, 既不表示方向 ,也不表示大小。即:表示是动力或阻力做功。 思考:比较-8J的功与5J的功大小?
练习3.物体在合外力作用下做直线运动的 v-t 图象如图 所示.下列表说法正确的是( ) A A.在 0~1 s 内,合外力做正功 B.在 0~2 s 内,合外力总是做负功 C.在 1~2 s 内,合外力不做功 D.在 0~3 s 内,合外力总是做正功 图 7-2-15
例题:一个质量m=150kg的物体,受到水平方向的拉力F=500N,在水平地面上由静止开始移动了l=5m。物体与地面间的滑动摩擦力F阻=100N。求:例题:一个质量m=150kg的物体,受到水平方向的拉力F=500N,在水平地面上由静止开始移动了l=5m。物体与地面间的滑动摩擦力F阻=100N。求: (1)各个力对物体所做的功 (2)各个力对物体做功的代数和 (3)物体所受的合力 (4)合力对物体做的功 思考:求解几个力对物体所做的总功有哪些方法? ①求出各个力所做的功,则总功等于各个力所做功的代数和. ②求出各个力的合力,则总功等于合力所做的功.