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第七章機(jī)械能守恒定律7.2
功溫故知新思考:初中所學(xué)功的知識(shí),有哪些?1、功的定義力和物體在力的方向上移動(dòng)距離的乘積叫機(jī)械功,簡(jiǎn)稱(chēng)功。2、功的計(jì)算公式W=FS目標(biāo)展示知識(shí)和技能(1)從知識(shí)和科技方面歸納總結(jié)學(xué)習(xí)功的重要意義。(2)理解功的概念,知道力做功的兩個(gè)必要因素。(3)掌握功的計(jì)算公式:W=FLCOSa,會(huì)計(jì)算恒力的功,掌握計(jì)算功的方法。(重點(diǎn))(4)知道功是標(biāo)量,認(rèn)識(shí)正功,負(fù)功的真正含義。(難點(diǎn))過(guò)程與方法通過(guò)功的概念的導(dǎo)入,功的概念的講解以及公式的導(dǎo)出過(guò)程,讓學(xué)生學(xué)習(xí)體會(huì)物理學(xué)的研究方法,認(rèn)識(shí)物理模型和數(shù)學(xué)工具在物理學(xué)發(fā)展過(guò)程中的重要作用。情感、態(tài)度,價(jià)值觀在學(xué)習(xí)功的概念導(dǎo)入、學(xué)習(xí)和求解功的數(shù)值的過(guò)程中,培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度、培養(yǎng)學(xué)生認(rèn)識(shí)到物理從生活中來(lái),學(xué)習(xí)物理知識(shí)是為生活服務(wù)的物理“學(xué)習(xí)生活化”的思想,培養(yǎng)學(xué)生的積極主動(dòng)性。本節(jié)學(xué)習(xí)目標(biāo)第七章機(jī)械能守恒定律7.2
功木頭在起重機(jī)的拉力作用下
?能增加列車(chē)在機(jī)車(chē)牽引力的作用下
?
能增加握力器在手的壓力作用下?
能增加力對(duì)物體做了功思考:下列情況力F對(duì)物體做功嗎?為什么?一、功的概念1、做功的兩個(gè)必要因素①②③紋絲不動(dòng)!!勻速真辛苦!!1、力做功的兩個(gè)因素:(1)作用在物體上的力(2)沿力的方向發(fā)生位移2、功的定義:一個(gè)物體受到力的作用,并且在力的方向上發(fā)生了一段位移,這個(gè)力就對(duì)物體做了功。一、功的概念動(dòng)腦思考關(guān)于力對(duì)物體的做功情況,下列說(shuō)法正確的是()A.物體做自由落體運(yùn)動(dòng)時(shí),重力一定對(duì)物體做功B.行星繞太陽(yáng)在圓軌道上運(yùn)行時(shí),引力對(duì)物體做功。C.沿斜坡向上加速行駛的汽車(chē),牽引力一定做功。D.將一石塊豎直向上拋出,在石塊又落回拋出點(diǎn)的過(guò)程中重力一定做功。ACFFL1、力的方向與物體運(yùn)動(dòng)的方向相同
力F所做的功:如果力與位移的方向既不相同又不垂直呢?2、力的方向與物體運(yùn)動(dòng)的方向垂直
重力支持力所做的功:探究一功表達(dá)式拉力做功了嗎?物體在與水平方向成α角的恒力F的作用下,沿水平方向向前行駛的距離為L(zhǎng),求力F對(duì)物體所做的功。FαlFα探究二F分析:根據(jù)力的等效性原理,把F分解為沿位移方向上的分力F1和垂直位移方向上的分力F2。分別求出F1
、F2做的功。因?yàn)?所以:有沒(méi)有別的處理方法呢?2、功的公式:(1)力對(duì)物體所做的功,等于力的大小、位移大小、力與位移方向夾角余弦這三者的乘積。
F——力的大小
l——位移的大小——力F的方向與位移l的方向的夾角(2)在國(guó)際單位制中,功的單位是焦耳,簡(jiǎn)稱(chēng)焦,符號(hào)是J,1J=1N·m,思考:1J物理意義是什么?
(3)公式的使用條件:恒力的功
動(dòng)腦思考一學(xué)生用100N的力將質(zhì)量為0.5千克的球以8米/秒的初速度沿水平方向踢出20米遠(yuǎn),則學(xué)生對(duì)球做的功為()A.2000JB.16JC.1000JD.無(wú)法確定D要點(diǎn):公式中F為恒力,且始終作用在物體上。方法:將力、位移矢量的箭尾移到同一個(gè)作用點(diǎn)上,此時(shí)兩條射線的夾角即為力與位移的夾角。例題1、如圖所示,表示物體在力F作用下在水平面上發(fā)生一段位移L,試分別計(jì)算這三種情況下力F對(duì)物體所做的功。設(shè)在這三種情況下力F和位移的大小L都相同:F=10N,L=1m,角θ的大小如圖所示.W=F
L
cosα
cosα>0,W>0力對(duì)物體做正功
cosα=0,W=0力對(duì)物體不做功
cosα<0,W<0力對(duì)物體做負(fù)功探究三、正功和負(fù)功功的正負(fù)代表什么物理意義?(1)功的正負(fù)代表的物理意義練習(xí):重力做功-10J,可以說(shuō)成_________________
(3)某力對(duì)物體做負(fù)功,通常說(shuō)物體克服某力做功。(2)怎樣比較做功的多少呢?-6J的功和5J的功哪個(gè)做功多呢?思考功是標(biāo)量,功有正負(fù),功的正負(fù)只表示力的作用效果(動(dòng)力做正功,阻力做負(fù)功),既不表示方向,也不表示大小。正功的物理意義,表明該力是動(dòng)力,促進(jìn)物體的運(yùn)動(dòng),負(fù)功的物理意義,表明該力是阻力,阻礙物體的運(yùn)動(dòng)。例題2、一個(gè)質(zhì)量為m=150kg的物體,受到與水平方向成θ=370角斜向上的拉力F=500N,在水平地面上移動(dòng)的距離l=5m。物體與地面間的滑動(dòng)摩擦力Ff=100N。求(1)物體受到哪些力的作用?各個(gè)力對(duì)物體所做的功分別是多少?各個(gè)力對(duì)物體所做功的代數(shù)和是多少?(2)物體所受合力是多少?合力所做的功是多少?θFvFfFNG支持力做的功:重力做的功:解:(1)拉力F做的功:摩擦力做的功:總功:探究四、總功的求法θFFfFNGyx(2)合力做的功:結(jié)論:幾個(gè)力對(duì)一個(gè)物體做功的代數(shù)和,等于這幾個(gè)力的合力對(duì)這個(gè)物體所做的功方法一:先求出各分力的功,再利用合外力的功等于物體所受各力功的代數(shù)和求出
W合=W1+W2+W3+…總功的求法方法二:先求出合外力F合,再利用求出合外力的功知識(shí)鞏固1、用水平恒力F作用于質(zhì)量為M的物體上,使之在光滑的水平面上沿力的方向移動(dòng)距離,恒力做功為W1.再用該恒力作用于質(zhì)量為m(m<M)的物體上,使之在粗糙的水平面上移動(dòng)同樣距離,恒力做功為W2,則兩次恒力功的關(guān)系是()A.W1>W2 B.W1<W2C.W1=W2 D.無(wú)法判斷C力F做功多少只與力的大小、位移的大小以及力與位移夾角有關(guān),與物體是否受其它力及物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)等因素?zé)o關(guān)課堂練習(xí)知識(shí)鞏固2、
以一定的初速度豎直向上拋出一個(gè)小球,小球上升的最大高度為h,空氣阻力大小恒為f,則從拋出值回到出發(fā)點(diǎn)的過(guò)程中,空氣阻力對(duì)小球做的功為()A.0B.-fhC.-2fhD.-4fhc從拋出到回到原出發(fā)點(diǎn),過(guò)程中,重力對(duì)小球做的功為多少?課堂練習(xí)功的計(jì)算(F是恒力)三、合外力做功的求法⑴⑵時(shí)W>0(動(dòng)力做正
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