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时间:2018-07-25
《2013高考物理专题复习精品:功和能(教师版)》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、高三第一轮复习第五章功和能第一节功基础知识一、功的概念1、定义:力和力的作用点通过位移的乘积.2.做功的两个必要因素:力和物体在力的方向上的位移3、公式:W=FScosα(α为F与s的夹角).说明:恒力做功大小只与F、s、α这三个量有关.与物体是否还受其他力、物体运动的速度、加速度等其他因素无关,也与物体运动的路径无关.4.单位:焦耳(J)1J=1N·m.5.物理意义:表示力在空间上的积累效应,是能的转化的量度6.功是标量,没有方向,但是有正负.正功表示动力做功,负功表示阻力做功,功的正负表示能的转移方向.①当0≤a<900时W>0,力对物体做正功;②当α=900时W=0,力对物体不
2、做功;③当900<α≤1800时W<0,力对物体做负功或说成物脚体克服这个力做功,这两种说法是从二个角度来描述同一个问题.二、注意的几个问题①F:当F是恒力时,我们可用公式W=Fscosθ运算;当F大小不变而方向变化时,分段求力做的功;当F的方向不变而大小变化时,不能用W=Fscosθ公式运算(因数学知识的原因),我们只能用动能定理求力做的功.②S:是力的作用点通过的位移,用物体通过的位移来表述时,在许多问题上学生往往会产生一些错觉,在后面的练习中会认识到这一点,另外位移S应当弄清是相对哪一个参照物的位移③功是过程量:即做功必定对应一个过程(位移),应明确是哪个力在哪一过程中的功.④
3、什么力做功:在研究问题时,必须弄明白是什么力做的功.如图所示,在力F作用下物体匀速通过位移S则力做功FScosθ,重力做功为零,支持力做功为零,摩擦力做功-Fscosθ,合外力做功为零.例1.如图所示,在恒力F的作用下,物体通过的位移为S,则力F做的功为解析:力F做功W=2Fs.此情况物体虽然通过位移为S.但力的作用点通过的位移为2S,所以力做功为2FS.答案:2Fs例2.如图所示,把A、B两球由图示位置同时由静止释放(绳开始时拉直),则在两球向左下摆动时.下列说法正确的是A、绳子OA对A球做正功B、绳子AB对B球不做功C、绳子AB对A球做负功D、绳子AB对B球做正功解析:由于O点不
4、动,A球绕O点做圆周运动,OA对球A不做功。对于AB段,我们可以想象,当摆角较小时.可以看成两个摆长不等的单摆,由单摆的周期公式就可以看出,A摆将先回到平衡位置.B摆将落后于A摆,AB绳对A球做负功,对B球做正功。答案:CD扩展与研究:一个力对物体做不做功,是正功还是负功,判断的方法是:①看力与位移之间夹角,或者看力与速度方向之间的夹角:为锐角时,力对物体做正功,在上例中AB的拉力与B球的速度方向就是锐角;为钝角时,力对物体做负功,上例中AB的拉力与A球的速度方向就是钝角。为直角时,力对物体不做功,上例中OA与A球的拉力与A球速度方向就是直角。②看物体间是否有能量转化。若有能量转化,
5、则必定有力做功。此法常用于相连的物体做曲线运动的情况。练习1:如图所示,一辆小车静止在光滑水平导轨上,一个小球用细绳悬挂在车上,由图中位置无初速释放,则在小球下摆过程中,绳的拉力()A、对小球不做功B、对小球做正功C、对小球做负功D、对小车做正功规律方法1、恒力功的计算方法1.由公式W=Fscosα求解两种处理办法:①W等于力F乘以物体在力F方向上的分位移scosα,即将物体的位移分解为沿F方向上和垂直F方向上的两个分位移s1和s2,则F做的功W=Fs1=Fscosα.②W等于力F在位移s方向上的分力Fcosα乘以物体的位移s,即将力F分解为沿s方向和垂直s方向的两个分力F1和F2,
6、则F做功W=F1s=Fcosαs.注意:这种方法只能用来计算恒力做功(轨迹可以是直线也可以是曲线)例3.如图所示,质量为m的物体,静止在倾角为α的粗糙的斜面体上,当两者一起向右匀速直线运动,位移为S时,斜面对物体m的弹力做的功是多少?物体m所受重力做的功是多少?摩擦力做功多少?斜面对物体m做功多少?解析:物体m受力如图所示,m有沿斜面下滑的趋势,f为静摩擦力,位移S的方向同速度v的方向.弹力N对m做的功W1=N·scos(900+α)=-mgscosαsinα,重力G对m做的功W2=G·scos900=0.摩擦力f对m做的功W3=fscosα=mgscosαsinα.斜面对m的作用力
7、即N和f的合力,方向竖直向上,大小等于mg(m处于平衡状态),则:w=F合scos900=mgscos900=o答案:-mgscosαsinα,0,mgscosαsinα,0点评:求功,必须清楚地知道是哪个力的功,应正确地画出力、位移,再求力的功.2、多个力的总功求解①用平行四边形定则求出合外力,再根据w=F合scosα计算功.注意α应是合外力与位移s间的夹角.②分别求各个外力的功:W1=F1scosα1,W2=F2scosα2……再求各个外力功的代数和.
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