鲁科版物理必修二11机械功教学3.ppt

* 机械功 功 要点·疑点·考点 课 前 热 身 能力·思维·方法 要点·疑点·考点 一、功的概念 1.定义：物体受到力的作用，并在力方向上发生一段位移，就说力对物体做了功. 2.公式：W=Fscosα，其中α为F与s的夹角，F是力的大小，s是位移大小. 3.物理意义：功是能量转化的量度. 4.单位：焦耳(J)1J=1N·m. 要点·疑点·考点 5.功是标量，没有方向、但是有正负,正负表示能量转化的方向. ①当0≤α＜90°时W＞0，力对物体做正功； ②当α=90时W=0，力对物体不做功； ③当90°＜α≤180°时，W＜0，力对物体做负功或说成物体克服这个力做功. 要点·疑点·考点 二、功的计算方法 1.W=Fscosα，F通常是恒力大小，s是受力质点的位移大小. 2.W=Pt，如汽车以恒定功率启动时，通过时间t，牵引力做功的求法.(这种方法用得较少，容易忘却，要注意) 3.动能定理：W外=ΔEk，一般求变力做功较为方便 4.功是能转化的量度，一般用能量守恒来求. 要点·疑点·考点 三、注意点 1.区别冲量与功两概念：冲量是矢量，当合力是恒力时，冲量方向与合力同向；当合力是变力时，冲量方向与物体动量改变的方向相同，冲量大小仅由F、t决定，与a、s等无关.功是标量，大小由F、s、a三者决定 2.掌握恒力做功的特点：恒力做功大小与路径无关，只与初、末位置有关.如：重力做功，匀强电场中的电场力做功，液体的浮力做功等. 要点·疑点·考点 3.掌握滑动摩擦力、空气阻力做功的计算方法：功的大小等于力和路程(不是位移)的乘积.若是发生相对运动的两物体间的一对相互作用的摩擦力做的总功大小：则W总=f·d(此式同样适用一对作用力与反作用力做的总功，式中d指物体间的相对位移)，且W=Q(即摩擦生热). 课 前 热 身 1.在光滑的水平面和粗糙的水平面上各放一质量不同的木块，在相同的拉力作用下，通过相同的位移，拉力对木块做的功(C) A.在光滑的水平面上较多 B.在粗糙的水平面上较多 C.一样多 D.由小车运动所需的时间决定 课 前 热 身 2.质量为m的物体沿倾角为θ的斜面匀速滑下，在通过位移s的过程中(B) A.重力对物体做功mgs B.重力对物体做功mgssin? C.支持力对物体做功mgscos? D.摩擦力对物体做正功，数值为mgssin? 课 前 热 身 3.放在粗糙水平地面上的物体，在10N的水平拉力作用下，以6m/s的速度匀速移动4s，则拉力共做了240J的功，摩擦阻力对物体做了240J的功. 课 前 热 身 4.重30N的物体在大小为20N、方向与地面成30°角的拉力作用下沿光滑水平面前进3m，则合外力对物体做了 J的功. 课 前 热 身 5.重20N的铁球在离地面40m的高处由静止开始下落，若空气阻力是球重的0.2倍，那么在铁球从开始下落到着地的过程中，重力对小球做的功为800J，空气阻力对小球做的功为-160J，小球克服空气阻力做的功为160J. 能力·思维·方法 【例1】如图6-1-1所示，把系在轻绳上的A、B两小球由图示位置同时由静止释放(绳开始时拉直)，则在两小球向左下摆动时，下列说法正确的是(CD) 图6-1-1 能力·思维·方法 A.绳OA对A球做正功 B.绳AB对B球不做功 C.绳AB对A球做负功 D.绳AB对B球做正功 能力·思维·方法 【解析】很多人错选AB答案，原因是没有分析A、B球的实际运动过程而造成的，如果我们大概画出A、B球的运动轨迹，那么我们就可以找出绳子与球的运动方向的夹角，进而可判定做功的情况.由于OA绳一直张紧且O点不动，所以A球做圆周运动，OA绳对A球不做功，而B球是否与A球同步下摆做圆周运动呢? 能力·思维·方法 让我们用模拟等效法分析：设想A、B球分别用两条小绳悬挂而各自摆动，若摆角较小，则摆动周期为T= ；可见摆长越长，摆得越慢，因此A球比B球先到达平衡位置. 可见绳AB的张力对A球有阻碍运动之作用，而对B球有推动运动之作用，所以正确答案为CD. 能力·思维·方法 【例2】质量为M的长板放在光滑水平面上，一个质量为m的滑块以速度v沿木板表面从A点滑到B点，在木板上前进了L，而木板在水平面上前进了s，如图6-1-2，设滑块与木板间的动摩擦因数为?求： 图6-1-2 能力·思维·方法 (1)摩擦力对滑块做的功； (2)摩擦力对木板做的功； (3)摩擦力做的总功； (4)上述过程中机械能转化为内能的大小. 能力·思维·方法 【解析】分别对滑块和木板进行受力分析，如图图6-1-3所示.f=?mg，f′=-f 摩擦力对滑块做的功为:Wm=-f(s+L)=-?g(s+L)， 摩擦力对木板做的功为WM=-f′·s=