人教版高中物理必修二功
是否做功的 ②做功对应的是一个过程,即 功是过程量
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功的表达式
若力的方向与物体运动的方向一致
我们就把功定义为力的 大小与位移大小的乘积 若力的方向与物体运动的方向成某一角度,此时应该如何计算功?
到了19世纪20年代,法国科学家科里奥利扩展了这 一基本思想,明确地把作用于物体上的力和受力点 沿力的方向的位移的乘积叫做“力的功”
人类对于能量及其转化的认识与功的概念紧密相连
在一个过程中如果既存在做功的现象,也存在能量变化的现象 功的计算 常常能够为能量的定量表达及能量的转化提供分析的基础
这一节我们来认识一下功
适用条件: 只适用于恒力做功
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功的表达式
物理意义: 力对物体所做的功,等于力的大小、位移的大小、力与位移夹角 的余弦这三者的乘积 恒力做功多少与物体的运动性质无关,同时与有无其它力做功也 无关
注意:功是标量,没有方向
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判断是否做功
判断以下情形中,力是否做功 搬运工搬货物,没有搬 动,人是否对货物做功
没有位移
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判断是否做功
判断以下情形中,力是否做功
做功 人乘扶梯加速上升的过程,扶梯对人的摩擦力是否对人做功
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功的起源
“功”的概念起源于哪?
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功的起源
功的概念起源于早起工业发展的需要。
当时的工程师们需要一个比较蒸汽机效能的办法。 在实践中大家逐渐认识到,当燃烧同样多的燃料时, 机械举起的重量与举起高度的乘积可以用来度量机 器的效能,从而比较蒸汽机的优劣,并把物体的重 量与其上升高度的乘积叫做功。
判断以下情形中,力是否做功 乐乐背书包在平直的公路 上行走,重力是否做功
没有位移
判断是否做功
判断以下情形中,力是否做功
乔丹投篮,球出手后到进蓝的 过程中,乔丹是否对球做功
没有力
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判断是否做功
判断以下情形中,力是否做功
用力推车,车未动 人是否对车做功
没有位移
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“神舟一号”在燃料的推进下飞上天空 我们说 燃料对“神舟一号”做了功
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举重运动员将杠铃从地面举到头顶 我们说 运动员对杠铃做了功
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商人拉行李箱前往登机口 我们说 商人对行李箱做了功
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正功与负功
竖直向上抛出的球
汽车关闭发动机以后, 在阻力的作用下逐渐停下来
在向上运动的过程中 重力对球做负功
球克服重力做功
阻力对汽车做负功 汽车克服阻力做功
正功与负功
功的正负表示大小吗?+10J的功与-11J的功,哪一个功多?功的正负 表示方向吗? 功的正负不表示大小,也不表示方向 正功表示该力在物体的这段运动过程中起 动力作用,物体获得能量 负功表示该力在物体的这段运动过程中起 阻力作用,物体输出能量 -11J的功多
正功与负功的判断
如何判断一个力在物体的某个运动过程中做正功还是做负功? 我们来看两个例子
若是恒力 则看力与位移的夹角 夹锐角,做正功 夹直角,不做功 夹钝角,做负功
平抛运动
正功与负功的判断
如何判断一个力在物体的某个运动过程中做正功还是做负功?
汽车在弯曲的 山路上行驶
若是变力
则看力与速度的夹角
夹锐角,做正功 夹直角,不做功 夹钝角,做负功
利用功的定义式解决有关问题
机车头牵引列车在铁轨上前行 我们说 机车头对列车做了功
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起重机将货物由地面提升到高处 我们说 起重机对货物做了功
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观光电梯将乘客由地面送至高层 我们说 电梯对乘客做了功
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功的表达式
当力 F 的方向与运动方向成某一角度时,可以把力 F 分解为两个分力: 与位移方向一致的分力 ,与位移方向垂直的分力 .
设物体在力 F 的作用下发生的位移的 大小是l, 则分力 所做的功等于
分力 的方向与位移的方向垂直,物 体在 的方向上没有发生位移 所做 的功等于0
功
掌握功的定义 掌握做功的两个必要条件并能够在具体情境中判断力是否做功 掌握并理解功的计算式,能够利用计算式进行计算
功
定义: 一个物体受到力的作用,并在力的方向上发生了一段位移, 这个力就对物体做了功
如何判断某个力是否做功?
做功两个不可缺少的因素: ①力 ②物体在力的方向上发生的位移
缺一不可
判断是否做功
因此,力F对物体所做的功等于 ,而
,所以
力对物体所做的功, 等于力的大小、位移的大小、力与位移夹角的余弦这三者的乘积
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功的表达式
功的大小:
力与位移的夹角
恒力 力的作用点的对地位移
功的单位: 焦耳,简称焦,符号是J 1J 等于1N 的力使物体在力的方向上发生1m的位移时所做的功
问题与练习
关于功的正负,下列说法正确的是( D ) A. 功的正负表示功的方向 B. 功的正负表示功的大小 C. 功的正负表示物体运动方向 D. 功的正负由力与位移的夹角决定
虽然功是标量,但是功有正负,我们一起去了解一下
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正功与负功
理解并掌握正功与负功的概念 能够进行功的大小的比较
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正功与负功
①当
时
这表示力F的方向与位移l的方向垂直时,力F不做功
正功与负功
②当
时
这表示力F对物体做正功
正功与负功
③当
时
这表示力F对物体做负功 注意:某力对物体做负功,往往说成“物 体克服某力做功”(取绝对值)。
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功
教学目标
初步认识做功与能量变化的关系
理解功的概念,知道做功的两个要素
明确功是标量,知道
的适用范围,会用功的公式进行计算
理解正功、负功的概念,会根据公式计算多个力的总功
初步理解化变力为恒力、处理变力做功的思想方法
教学重点
理解功的概念及正负功的意义
教学难点