人教版高中物理必修第二册精品课件 第8章 机械能守恒定律 1.功与功率 (2).ppt

探究点二恒力功和总功的计算导学探究如图所示,物体在与水平方向夹角为α的力F的作用下沿水平面前进了l,则力F对物体做的功为多少?提示如图所示,把力F沿水平方向和竖直方向进行分解,物体在竖直方向上没有发生位移,竖直方向的分力没有对物体做功,水平方向的分力为Fcosα,所做的功为Flcosα,所以力F对物体所做的功为Flcosα。知识归纳1.公式W=Flcosα的理解与应用(1)做功的两个条件:力和物体在力的方向上发生位移。(2)公式W=Flcosα适用于恒力做功。(3)功是标量,没有方向,但是有正负。(4)功是过程量,描述的是力在物体沿力的方向发生位移的过程中的累积效应。(5)公式中的l是相对地面的位移。2.总功的计算当物体在多个恒力的共同作用下发生一段位移时,合力对物体所做的功等于各分力对物体做功的代数和。故计算合力做的功有以下两种方法:(1)先由W=Flcosα计算各个力对物体所做的功W1、W2、W3…,然后求所有力做功的代数和,即W合=W1+W2+W3+…。(2)先由力的合成或根据牛顿第二定律求出合力F合,然后由W合=F合lcosα计算总功,此时α为F合的方向与l的方向间的夹角。典例剖析A角度1恒力功的计算【例题2】质量为m的物体,静止在倾角为θ的斜面上,斜面沿水平方向向右匀速移动了距离L,如图所示。已知斜面运动过程中物体相对斜面始终静止,重力加速度为g,则下列说法正确的是()A.合力对物体做功为零B.重力对物体做功为mgLtanθC.物体克服摩擦力做功为mgLsinθD.支持力对物体做功为mgLsinθ解析物体匀速运动时,合力为零,合力对物体做功为零,故A正确;物体在水平方向移动,在竖直方向上没有位移,所以重力对物体做功为零,故B错误;物体所受摩擦力沿斜面向上,与位移的夹角为180°-θ,根据平衡条件可得Ff=mgsinθ,所以摩擦力对物体做功为Wf=FfLcos(180°-θ)=-mgLsinθcosθ,即物体克服摩擦力做功为mgLsinθcosθ,故C错误;支持力垂直斜面向上,与位移的夹角为90°-θ,根据平衡条件得FN=mgcosθ,则支持力对物体做功为WN=mgcosθ·Lcos(90°-θ)=mgLsinθcosθ,故D错误。方法技巧功是过程量,描述了力的作用效果在空间上的累积,它总与一个具体过程相联系。所以提到功应该明确“哪个力”在“哪个过程”中对“哪个物体”做功。对点演练B2.(2024贵州安顺期末)如图所示,在大小为F=10N的方向向右的水平恒力作用下,物体受到的滑动摩擦力大小为Ff=6N。物体向右发生位移为5m的过程中,以下说法不正确的是()A.恒力F对物体做功50JB.滑动摩擦力Ff对物体做功30JC.合力对物体做功20JD.物体克服滑动摩擦力Ff做功30J解析根据题意,恒力F对物体做功W=Fx=10×5J=50J,故A正确;根据题意,滑动摩擦力Ff对物体做功Wf=-Ffx=-30J,则物体克服Ff做功为30J,故B错误,D正确;合力对物体做功W合=W+Wf=20J,故C正确。本题选不正确的,故选B。角度2总功的计算【例题3】如图所示,一位质量m=50kg的滑雪运动员(含滑雪板)从高度h=30m的斜坡顶端自由滑下(初速度为零)。斜坡的倾角θ=37°,滑雪板与雪面间的动摩擦因数μ=0.1。则运动员由坡顶滑至坡底的过程中:(不计空气阻力,g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)(1)各个力所做的功分别是多少?(2)合力做了多少功?解析(1)重力做的功为WG=mgh=50×10×30J=1.5×104J因支持力方向与速度方向始终垂直,所以支持力做功为WN=0(2)合力做的功为W合=WG+Wf+WN=1.5×104J-2×103J=1.3×104J。答案(1)重力做功1.5×104J,支持力做功为0,摩擦力做功-2×103J(2)1.3×104JAD对点演练3.(多选)起重机用钢绳把质量为2.0×103kg的物体以v=5m/s的速度沿竖直方向匀速提高了5m(g取10m/s2)。下列说法正确的是()A.钢绳的拉力做功1.0×105JB.物体的重力做功1.0×105JC.钢绳的拉力和物体的重力做的总功为2.0×105JD.钢绳的拉力和物体的重力做的总功为0解析物体匀速提升,由平衡条件得F=mg=2.0×104N,钢绳的拉力做功WF=Fh=2.0×104×5J=1.0×105J,故A正确;物体的重力做功WG=-mgh=-2.0×104×5J=-1.0