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时间:2019-06-25
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1、第七章第一节功第七章 机械能第一节功问题:木头在起重机拉力作用下被举高什么形式的能量增加?功与能量的关系问题:列车在机车牵引力的作用下什么形式的能量在增加?功与能量的关系2.做功的过程是能量转化的过程。1、如果物体在力的作用下能量发生了变化,这个力一定对物体做了功。第七章第一节功一、怎样才算做了功1、做功了吗?运动员在举起杠铃的时候:①上举的过程;②举起后站着不动;③举起后水平匀速前进。马拉车在平直路面上前进。运动员正在举起杠铃马拉着车前进第七章第一节功手托着书静止人推车未动这两个因素是严格的,缺一不可!2、做功的两个必要因素:(1)作用在物体上的
2、力。(2)物体在力的方向上通过的位移。第七章第一节功在科学上,如果物体受到力的作用,并且在这个力的方向上通过一段距离,我们就说这个力对物体做了功。二、功的概念1、功的定义FLF第七章第一节功功等于力和物体在力的方向上通过的位移的乘积。①F方向与L的方向在一条直线上功=力×位移W=F·L2、功的计算LFF第七章第一节功(焦、J)1焦耳=1牛顿·米功的单位:焦耳②F方向与L的方向不在一条直线上功=力在位移方向的分力×位移公式:W=F·L·cosαFF1F2αLFF1F2α注:公式中F为恒力第七章第一节功3、辨认力的方向与位移方向的夹角αFL甲答案:αα
3、FL乙答案:π-ααFL丙答案:ααFL丁答案:π-α说明:1J=1N×1m物理意义:物体受到1N的力,在力方向上发生1m的位移,就说这个力对物体做了1J的功。功的计算公式:W=FLcosα(1)、L是对地的位移,F必须为恒力,是F、L方向间的夹角功的单位:焦耳,用符号“J”表示(2)、明确是计算哪个力对物体所做的功,不能张冠李戴。第七章第一节功三、正功和负功(一)对功的公式:W=FLCOSα的讨论(1)当α=0时,COSα=1,W=FS和我们在初中学过的功的公式相同。(2)当α=π/2时,COSα=0,W=0,这时我们就说力对物体没做功。举例。
4、(3)当α<π/2时,COSα>0,W>0,这时我们就说力对物体做正功。举例。(4)当π/2<α≤π时,COSα<0,W<0这时我们就说力对物体做负功。举例。讨论1、第七章第一节功①功的正负表示是动力对物体做功还是阻力对物体做功②功的正负是借以区别谁对谁做功的标志③一个力对物体做负功,往往说成物体克服这个力做功。例如:一个力对物体做了-6J的功,可以说成物体克服这个力做了6J的功。2、理解与分析第四章第一节功三、几个力做功的计算例:如图,一个物体在拉力F的作用下,水平向右移动位移为s,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;物体
5、所受的合力是多少;合力所做的功是多少。αFFNfGLαFFNfG第七章第一节功解:重力和支持力不做功∵它们和位移的夹角为900F所做的功为:W1=Fscosα,滑动摩擦力f所做的功为:W2=fscos1800=-fs各个力对物体所做功的代数和为:W=W1+W2=(Fcosα-f)s根据正交分解法求得物体所受的合力F=Fcosα-f,合力方向向右,与位移同向;合力所做的功为:W=Fscos00=(Fcosα-f)s解:重力和支持力不做功∵它们和位移的夹角为900F所做的功为:W1=Fscosα,滑动摩擦力f所做的功为:W2=fscos1800=-fs
6、各个力对物体所做功的代数和为:W=W1+W2=(Fcosα-f)s根据正交分解法求得物体所受的合力F合=Fcosα-f,合力方向向右,与位移同向;合力所做的功为:W=F合scos00=(Fcosα-f)s第七章第一节功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,然后求出所有功的代数和。即:W总=W1+W2+……+Wn(2)先求出物体所受的合力,然后再求出合力的功,即:W总=F合Lcosα练习3、如图所示,在倾角α=37°的斜面上,质量m=10kg的物体在平行斜面向上的拉
7、力F=120N作用下,沿斜面上滑距离l=2m,已知物体与斜面间动摩擦因数μ=0.5。(1)计算各力对物体做的功;(2)计算物体所受各力所做的总功。(取g=10m/s2)FFN=80NFf=40Nmgsin37°=60NWf=-80JWmg=-120JWF=240JWFN=0JW总=40J拓展变力做功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。1.可用(微元法)无限分小法来求,过程无限分小后,可认为每小段是恒力做功。2.平均力法:若变力大小随位移是线性变化,且方向不变时,可将变力的平均值求出后用公式计算。如弹簧的弹力做功就
8、可以用此法计算。3.利用F-S图像,F-S图线与坐标轴所包围的面积即是力F做功的数值。4.已知变力做功的平均功率P,则功W
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