7.1 能量和功.pptVIP

一、追寻守恒量 1．伽利略斜面实验探究 一个事实：让静止的小球沿一个斜面滚下，小球将滚上另一个对接斜面，没有摩擦时，hA＝hB，如图所示． 2．能量概念的建立 始末位置高度相同，小球运动中不变的“东西”叫 能量 (1)动能：物体由于 而具有的能量． (2)势能：相互作用的物体凭借其 而具有的能量． (3)在伽利略的理想斜面实验中，小球的 和 可相互转化． 运动 位置 动能 势能 起重机提起货物，货物在起重机拉力的作用下发生一段位移。 列车在机车牵引力的作用下发生一段位移。 弹簧在手的压力下发生形变，产生了一段位移。 火箭在推力作用下发生了位移。 　　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。 　　2 、功的概念：一个物体受到力的作用，并在力的方向上发生了位移，我们就说这个力对物体做了功。 二、功 思考:(1)人提杠铃原地不动; (2)人拿着物体水平匀速运动. 人是否对物体做功? 3、做功的两个必要因素： （1）作用在物体上的力 （2）物体在力的方向上发生一段位移 4、功的计算公式： （1）如果力的方向与物体的运动方向一致 F表示力的大小， l 表示位移的大小， W表示力对物体所做的功 （2）如果力的方向与运动方向垂直 例：小球在水平桌面上滚动时，支持力和重力对物体做功吗？ 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，做功为零。 即： W ＝ 0 （3）思考：当力的方向与位移方向成一角度α时做功呢？ F l F α α 则F2所做的功等于0。 研究方法：分解力 分析：可以把力F分解为两个分力 跟位移方向一致的分力F1，跟位移方向垂直的分力F2。 设物体在力F的作用下发生的位移的大小是l， 则分力F1所做的功等于F1l； 分力F2的方向跟位移的方向垂直，物体在F2的方向上没有发生位移， F F F2 F1 F2 α F1 α l 功的一般计算公式 因此，力F对物体所做的功W等于F1 l ，而 F1=Fcosα 。所以： W=F l cosα F1 F F F2 F1 F2 α α l 表示 表示 l α 恒力F与位移l两个矢量方向之间的夹角 恒力F作用的物体的位移 米（m） 单位 功的一般计算公式: W=F l cosα 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。 功的单位： 在国际单位制中，功的单位是焦耳，符号是J 1J ＝ 1N ╳１ m＝１N?m 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.α角是“力的方向和位移方向的夹角” 3.功与物体受力后通过这段位移做什么运动无关； 4.公式中位移的相对性：同一物体的运动，相对于不同的参照系，位移是不同的，故为避免结果的“不确定性”在计算功时，位移都是以地面为参照系的； 5、功是标量。 辨认力的方向与位移方向的夹角 α F l 甲 答案：α α F l 乙 答案：π- α α F l 丙 答案： α α F l 丁 答案： π- α 技巧：寻找“夹角α”可以将力的方向向位移方向旋转，当力的方向与位移方向相同时，力的方向所转过的角度就是力与位移方向的夹角。 思考与讨论： 用力F拉动物体分别在光滑水平面上加速运动l；在粗糙水平面上匀速移动l；沿斜面向上减速移动l，哪种情况下力F做的功多？ 撤去力F后，物体继续运动了一段位移，那么F做的功又是多少？ F F l μ=0 F F l μ≠0 l F F 注意：力 F 对物体做功，只跟力的大小、位移的大小以及两者的夹角有关，而与物体受力后通过这段位移做什么运动、是否还受其他力等因素无关。 例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F1=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F2=100N，求拉力F1和滑动摩擦力F2做的功？ F1 37° F2 v 解析： 拉力F1对物体所做的功为： W1=F1Lcosα1= F1Lcos37°= 2000J 摩擦力F2对物体所做的功为： W2=F2Lcosα2= F2Lcos180°= –500J 思考： 矢量的正、负表示的是方向。功是标量，它的正、负表示什么意思呢？ 三、正功和负功 1、当α＝0°时 cosα＝ 1 ， 2、当α＝π/ 2时，c