追寻守恒量和功第一讲课件.ppt

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1、爱迪生测灯泡的体积有一次，爱迪生把一只灯泡（还没有制成成品）交给他的助手阿普顿，让他计算出这只灯泡的体积是多少。阿普顿是普林斯顿大学数学系的毕业生，又去德国深造了一年，数学程度相当不错，他拿着这只梨形的灯泡，打量了好半天，又特地找来皮尺，上下量了尺寸，画了剖视图、立体图，还列了一道又一道的算式。一个小时过去了，爱迪生着急了，走近一看，在阿普顿面前，好几张白纸上写满了密密麻麻的算式。守恒量：水的体积物理学的任务是发现普遍的自然规律。因为这样的规律的最简单的形式之一表现为某种量的不变性，所以对于守恒量的追求不仅是合理的，而且也是极为重要的研究方向。—劳厄第七章机械能守恒定律演示：伽利略理想实

2、验观察伽利略理想斜面实验（斜面均光滑）ABhh实验表明斜面上的小球在运动过程中好像“记得”自己起始的高度（或与高度相关的某个量）。后来的物理学家把这一事实说成是“某个量是守恒的”,并且把这个量叫做能量或能。ABhh’αβ能量在伽利略斜面实验中，将小球提高到起始点的高度时，小球被赋予一种形式的能量——势能。相互作用的物体凭借其位置而具有的能量叫做势能（potentialenergy）。名词解释ABhv0=0问题归纳它们具有势能球杠铃被弹高的人物体由于运动而具有的能量叫做动能（kineticenergy）。名词解释ABhv在伽利略斜面实验中，释放小球后，小球开始运动，获得速度，小球被赋予一种

3、形式的能量——动能。问题归纳它们都具有动能足球汽车火箭想一想ABhv0=0参考面用“能量”怎样描述伽利略斜面实验货物在起重机的吊臂作用下重力势能增加列车在机车牵引力作用下动能增加握力器在手的压力作用下弹性势能增加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。想一想:初中所学的什么是做功，两个必要因素是什么？如果物体受到力的作用，并在力的方向上发生了一段位移，这个力就对物体做了功。做功的两个要素：（1）力；（2）物体在力的方向上发生的位移。一、功的概念功的单位：焦耳（J）公式：W=FL思考与讨论如果起重机提着货物静止不动，拉力对货物是否做功了？如果提着货物使货物沿水平方向做匀

4、速运动，拉力是否做功了？二、功的计算在光滑的水平地面上，物体M在水平力F的作用下发生了一段位移l。问题1、物体受力情况和各力的做功情况如何？问题2、力F做了多少功？lFFMlFFαFαFα分析：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=FCOSαlW2=0∵∴W=FlCOSαF2F1问题3：当拉力与水平方向的夹角为α时，物体沿水平方向的位移为l，此时拉力F做的功应该是多少呢？结论：Fll2l1F其中为力的方向与位移的方向之间的夹角方案2：分解位移力对物体所做的功，等于力的大小、位移的大小、力和位移的夹角的余弦这三者的乘积。FFF1F2F1F2

5、ααl功的一般计算公式丁FlFl丙甲Fl乙Fl小车的位移为l，水平向右，求外力F做的功反馈练习对功的公式的理解1.公式只能用于求恒力的功，如果力是变力，无论力的大小变化，还是力的方向变化，都不能直接用该公式求解；2.一个力对物体做的功与物体受的其它力无关3.功与物体受力后通过这段位移做什么运动无关4.公式中的力和位移具有同时性练习：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，在水平地面上向右移动的距离为l=5m，物体与地面间的滑动摩擦力f=100N，求拉力F与滑动摩擦力f做的功？(COS37O=0.8)F37°fvWF=2000JWf=-

6、500现在我们讨论一下一个力做功时可能出现的各种情形。三、正功和负功公式中的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）（1）当α=π/2时，cosα=0，W=0。这表示力F的方向跟位移l的方向垂直，力F不做功。FNGvα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。情形（二）（２）当α＜π/2时，cosα＞0，W＞0。这表示力F对物体做正功．LαFv如人用力拉车前进时，人的拉力Ｆ对车做正功。力F对物体产生位移有一定的贡献（动力做功）xαF情形（三）（３）当π/2＜α≤π时，cosα＜0，W

7、＜0。这表示力F对物体做负功．α如推着小车跑动的人，到达目的地减速时，人向后拉车的力Ｆ对车做负功．F对物体产生位移起着阻碍的作用（阻力做功）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。注意功是标量