功的含义和计算课件.ppt

第五章 机械能 一、功的含义 和计算 香城中学 曹长春2010、10 ★★★★基础知识掌握什么？★★★★ 物体在力的作用下,并在 发生了 ,就说此力对物体做了功. 和 是做功的两个不可缺少的因素. W= ，式中S为 ，θ是 的夹角.若θ= ，则F不做功；若 ，则F做正功；若 ，则力F做负功或说物体克服阻力做正功. 力的方向上 位移 力 (一)做功的两个必要因数 力方向上的位移 (二)计算功的一般公式 Fscosθ 力F的作用点的对地位移 F与位移s 900 00≤θ900 900θ≤1800 如图所示，在恒力F的作用下，物体通过的位移为S，则力F做的功为多少？ 功的公式 特别注意： ①公式只适用于恒力做功； ② F和S是对应同一个物体的； ③某力做的功仅由F、S和?决定, 与其它力是否 存在以及物体的运动情况都无关。 ④ S是一个物体对地的位移或者是力的作用点的位移 解析：力F做功W＝2Fs．此情况物体虽然通过位移为S．但力的作用点通过的位移为2S，所以力做功为2FS． 【归类】 、质量为m的物块放在光滑的水平面上,绳的一端固定，在绳的另一端经动滑轮用与水平方向成α角、大小为F的力拉物块，如图示，将物块由A点拉至B点，前进S，求外力对物体所做的总功有多大？ F α A B s 解一：注意W=FS cosα中的S应是力的作用点的位移,当物体向右移动s 时，力F的作用点既有水平位移S，又有沿绳向的位移S，合位移为S合， F α A s s S合 S合=2S cosα/2 W=F S合cosα/2 =FS(1+cosα) 解二：外力对物体所做的总功等效于水平绳和斜绳上的两个力做功的代数和 F F α ∴W=FS+FS cosα =FS（1+cosα) ★★★★基础知识掌握什么？★★★★ 功是标量，所以功的正、负不表示 ，也不表示功的 ，比较功的大小时，要看功的绝对值，绝对值大的做功多，绝对值小的做功少.从动力学角度看，功的正、负表示是 对物体做功还是 对物体做功。 (三) 做功的本质和正负功的含义 从能量的角度理解，功是能量 的量度，即:做功的过程是能量的一个转化过程，这个过程做了多少功，就有多少能量发生了转化．对物体做正功，物体的能量 ．做了多少正功，物体的能量就增加了多少；对物体做负功，也称物体克服阻力做功，物体的能量 ，做了多少负功，物体的能量就减少多少． 方向 大小 动力 阻力 转化 增加 减少 ★★★★可从哪些角度考查？★★★★ 计算恒力功的一般方法是直接根据功的定义式W= 进行；对压强P不变的情况常用W= 来计算，ΔV表示 . (1)恒力的功的计算： 1.功的计算 (2)变力功的计算 ①微元法: 将物体运动的位移分成若干微元，在每段微元中变力可视为恒力,求出每段微元的功后,再将各段所做的功求代数和就得到整个过程变力所作的功. ②功能关系法： ③等效法： FScosθ PΔV 体积的变化量 做功的过程就是能量转化的过程,功是能的转化的量度.如果知道某一过程中能量转化的数值,那么也就知道了该过程中对应的功的数值，此方法常利用 定理或功能原理来列式求解。 将变力等效为一个恒力做的功来计算。 动能 【例1】如图所示,质量为m的小球用长L的细线悬挂而静止在竖直位置.在下列三种情况下,分别用水平拉力F将小球拉到细线与竖直方向成θ角的位置.在此过程中,拉力F做的功各是多少？ ⑴用F缓慢地拉( ) ⑵F为恒力( ) ⑶若F为恒力，而且拉到该位置时小 球的速度刚好为零( ) 可供选择的答案有 A.FLcosθ B.FLsinθ C.FL(1-cosθ) D.mgL(1-cosθ) mg FT F ★★★