高一物理能量与功ppt课件.ppt

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1、一、能量、势能、动能、机械能,相互作用的物体凭借其位置而具有的能量叫做势能。,是一个守恒量，且有不同的表现形式。,1.势能EP：,能量,第一课时,物体由于运动而具有的能量叫做动能。,2.动能EK,3.机械能：,动能和势能的统称,如：高空飞行的飞机,由于运动而具有动能，同时由于具有高度而具有重力势能。,动能：,一、 功的概念,如果一个物体受到力的作用, 并且在力的方向上发生了位移, 我们就说这个力对物体做了功.,纹丝不动!,劳而无功(有力无距),真辛苦!,徒劳无功(有力有距，但力距),判断:有无做功,1.定义：,匀速,不劳无功(有距无力),力与位移方向相同，力做功,归纳:做功的两个必要条件 （1

2、）作用在物体上的力 （2）物体在力的方向发生一段位移,这两个条件是严格的，缺一不可 ！,马拉着车前进,1、力的方向与物体的运动方向一致 物体m在水平力F的作用下水平向前行驶的位移为S，如图所示，则力F对物体所做的功为： W=FS F表示恒力的大小，S表示位移的大小，W表示力对物体所做的功,如何求一个力做了多少功呢？,二、功的表达式,2、如果力的方向与运动方向垂直 当力的方向跟位移方向垂直时，物体在力的方向上没有发生位移，力对物体不做功，即做功为零。 即 W 0,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= F1S= F COSS,W2 = 0,W

3、= W1 + W2,W = F SCOS,3、当力的方向与位移方向成某一角度时,拉力F做的功W = ？,理解：在位移方向的分力与位移的乘积,1、公式：,W = F S cos,其中为F与s的夹角，F是恒力的大小，s一般是物体相对地面的位移，而不是相对于和它接触的物体的位移.（力的作用点发生的位移）,功的公式：,2、单位,国际单位：焦耳（焦）,单位符号：J,m=1Nm,握力器在手的压力作用下 ？ 能增加,力对物体做了功,公式只适用于恒力做功.即力的大小和方向恒定且受力物体沿着确定直线运动。（力和位移的夹角恒定）,计算功时必须明确是哪个力在哪个过程中对哪个物体做功。,力做功多少只与、及二者夹角余弦

4、有关，而与物体的加速度大小、速度大小、运动时间长短等都无关，即与物体的运动性质无关，同时与有无其它力做功也无关。 功是能量的变化的量度，力对物体做多少功，则物体的能量就改变多少。,3.物理意义：,4.功是过程量：,5.适用条件:,变力做功利用微元法、图像法、平均法、动能定理等方法处理。,6.功是标量，只有大小，没有方向，但是有正负.,当090时cos0 ,W0，力对物体做正功； 表示动力对物体做功。,若物体做直线运动，由力和位移夹角来判断较方便。,当=90时，cos=0、W=0，力对物体不做功；,当90180时， cos0 ,W0，力对物体做负功或说成物体克服这个力做功.表示阻力对物体做功。,

5、若物体做曲线运动，利用力和速度的夹角来判断做。, 时，力对物体做正功；, 时，力对物体不做功。, 时，力对物体做负功（或物体克服力做功）。,正功的意义是：力对物体做正功，表明此力的效果是促进物体的运动，是动力做功。,负功的意义是：力对物体做负功，表明此力的效果是阻碍了物体运动，是阻力做功。,功是标量，但有正负。功的正负只表示力做功的效果, 决不表示方向 ,也不表示大小。即：表示是动力或阻力做功。,一个力对物体做负功，也可说成物体克服这个力做了功（正值）,做功正负看夹角：锐（角)正（功)、钝（角）负（功）、直（角）为零。,例1：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，

6、,也可以讲物体克服阻力做了20J功。,比较8J的功与5J的功谁大？,2.如图所示，静止在光滑水平面上的物体质量m25 kg，在与水平方向成60角斜向上的力F作用下运动10 s，已知F10 N，求在这10 s内力F所做的功。(取g10 m/s2),总功等于各个力对物体所做功的代数和，也等于合力对物体所做的功。,三、求总功,3.在光滑水平面上，物体受到两个沿水平方向互相垂直的大小分别为3N和4N的恒力，从静止开始运动10m,求每个力做的功和合力做的功。,由上可知，总功的计算是标量运算，不符合平行四边形定则,4.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L，恒力做功为W

7、1，再用该恒力作用于质量为m(mw2 B w1w2 C w1=w2 D 无法判断,C,本题说明了一个力所做的功只由力和力的方向上发生的位移决定,跟物体是否还受到其它力作用,以及物体的运动情况均无关,5一人乘电梯从1楼到20楼，在此过程中经历了先加速，后匀速，再减速的运动过程，则电梯对人的支持力的做功情况是()A加速时做正功，匀速时不做功，减速时做负功B加速时做正功，匀速和减速时做负功C加速和匀速时做正功，减速时做负功D始终做正功,解析：在加速、匀速、减速的过程中，支持力与人的位移方向始终相同，所以支持力始终对人做正功，故D正确。答案：D,6同一个物体，分别沿两个光滑斜面由B、C匀速提升到A。如

8、图所示，若沿两个斜面的拉力分别为FB、FC。两个过程中拉力做的功分别为WB、WC。则()AWBWCFBWCFBFC DWBWCFBFC,小结,1、做功的两个不可缺少的因素,作用在物体上的力,在力的方向上移动的位移,2、功的计算,W = F S cos,a、功一定要指明是哪个力对物体做的功,b、力必须是恒力,力,物体在力的方向上,发生的位移,力的大小,位移的大小,正,不做,负,先求合外力，,再求合外力的功,先求每个力的功，再求各力做功,的代数和,第二课时,1、质量为m的物体沿倾角为的斜面匀速滑下，在通过位移L的过程中 ()A.重力对物体做功mgLB.重力对物体做功mgLsinC.支持力对物体做功

9、mgLcosD.摩擦力对物体做正功，数值为mgLsin,B,2.物体A的质量为2kg，置于粗糙的水平面上，水平拉力F大小为2N，不计绳子与滑轮的摩擦和滑轮的质量，物体刚好做匀速直线运动，在物体A移动l=0.4m的过程中，求拉力F做功？,要点：l为F的作用点发生的位移,方法二：等效法,A受拉力做的功为F做的功,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,一、变力做功,求解对象,2.图像法,变力的功W可用FL图线所包围的面积表示L轴上方的面积表示力对物体做的正功的多少，L轴下方的面积表示力对物体做的负功的多少,3.微元法,适应对象,适应对象,适应对象：当力的

10、大小不变，力的方向时刻与速度同向或反向时.解题方法：可用微元法将曲线分成无限个小元段，每一小元段可认为恒力做功，总功即为各个小元段做功的代数和.,答案2mgR,把一个物体从地面竖直向上抛出去，该物体上升的最大高度是h，若物体的质量为m，所受的空气阻力恒为f, 则在从物体被抛出到落回地面的全过程中（）A、重力所做的功为零 B、重力所做的功为2mghC、空气阻力做的功为零 D、空气阻力做的功为-2fh,AD,（分段法） 空气阻力做的功在数值上等于阻力与全程物体路程的乘积,练习,4.等效法,3.如图，一根绳子绕过高4m的滑轮（大小、摩擦均不计），绳的一端拴一质量为10kg的物体，另一侧沿竖直方向的绳

11、被人拉住若人拉住绳子前进3m，使物体匀速上升，则人拉绳所做的功为( )A500 J B300 J C.100 J D50 J,等效法：化变力做功为恒力做功,： 若某一变力的功和某一恒力的功相等，则可以通过计算该恒力的功，求出该变力的功。而恒力做功又可以用W=FScosa计算，从而使问题变得简单。,1、滑动摩擦力一定做负功吗?,滑动摩擦力f对m做负功 W1=- f Sm,滑动摩擦力f对做正功 W2= f SM,一对滑动摩擦力对物体作功之和必定为负功,滑动摩擦力对滑块做负功,滑动摩擦力对桌不做功,滑动摩擦力既可以做正功，也可以做负功，还可以不做功。,课堂讨论,2、静摩擦力一定不做功吗?,A和B相对

12、静止,一起加速运动,静摩擦力对A做负功W=-fS,静摩擦力对做正功fS,一对静摩擦力作功之和必定为零,课堂讨论,二、摩擦力做功的特点与计算1静摩擦力做功的特点(1)静摩擦力可以做正功，也可以做负功，还可以不做功(2)一对互为作用力和反作用力的静摩擦力所做功的总和等于零（位移相等,f等大反向）,2滑动摩擦力做功的特点(1)滑动摩擦力可以做正功，可以做负功，还可以不做功(2)相互摩擦的系统内，一对滑动摩擦力所做的总功为负值 （有相对位移，有能量的转化）,1.关于摩擦力做功的下列说法中正确的是 ()A滑动摩擦力阻碍物体的相对运动，一定做负功B静摩擦力起着阻碍物体的相对运动趋势的作用，一定不做功C静摩

13、擦力和滑动摩擦力一定都做负功D滑动摩擦力可以对物体做正功,D,2.质量为M的木板放在光滑水平面上，如图所示一个质量为m的滑块以某一速度沿木板表面从A点滑至B点，在木板上前进了L，同时木板前进了x，若滑块与木板间的动摩擦因数为，求摩擦力对滑块、对木板所做的功各为多少？,三、作用力、反作用力做功的特点,比较一对作用力和反作用力做的功时，不要只看到力的大小是否相等，方向是否相反，还要注意分析两物体在相应力的作用下的位移情况,3.关于两个物体间的一对作用力和反作用力的做功情况，下列说法正确的是 ()A作用力做功，反作用力一定做功B作用力做正功，反作用力一定做负功C作用力和反作用力可能都做负功D作用力和

14、反作用力做的功一定大小相等,都做负功。如：两个条形磁铁同名磁极相对互相靠近过程中，一对磁力均做负功等。,C,1.如图所示，一根不计质 量的轻绳通过定滑轮分别与M和m 连接，置于光滑水平地面上，木板质量为M，长度为L，小木块质量为m，小木块与木板间的动摩擦因数为.开始时木块静止在木板左端，现用水平向右的拉力F将m拉至木板右端，拉力F至少做的功为（ ） AmgL B2mgLC.mgL/2 D(Mm)gL,2.如图所示，摆球质量为m，悬线的长为L，把悬线拉到水平位置后放手设在摆球运动过程中空气阻力f的大小不变，求摆球从A运动到竖直位置B时，重力mg、绳的拉力T、空气阻力f各做了多少功？,3.如图所示

15、，足够长的水平传送带以2m/s的速度匀速运行，将一质量为2kg的工件轻轻放在传送带上，工件与传送带之间的动摩擦因数0.2，则工件在5s内的位移是多少？摩擦力对物体做的功是多少？,4.如图所示，重物P放在粗糙的水平板OM上，当水平板绕O端缓慢抬高，在重物P没有滑动之前，下列说法中正确的是A.P受到的支持力不做功 B.P受到的支持力做正功C.P受到的摩擦力做负功 D.P受到的摩擦力做正功,曲线运动做功正负的判断,5.质量为2kg的物体置于水平面上，在运动方向上受到水平拉力F的作用，沿水平方向做匀变速运动，拉力F作用2s后撤去，物体运动的速度图象如图所示，则下列说法正确的是（取g=10m/s2）（）A.拉力F做功250J B.拉力F做功350JC.物体克服摩擦力做功100J D.物体克服摩擦力做功175J,再见！,