资源简介 (共34张PPT)人教版高中物理必修2§1.追寻守恒量——能量§2.功第七章 机械能守恒定律1 追寻守恒量——能量电能生活中有各种不同形式的能量风能势能动能化学能核能内能“有一个事实,如果你愿意,也可以说是一条定律,支配着至今所知的一切自然现象……这条定律称做能量守恒定律。它指出:有某一个量,我们把它称为能量,在自然界经历的多种多样的变化中它不变化。那是一个最抽象的概念……”——诺贝尔物理学奖获得者费恩曼伽利略理想斜面实验示意图ABhh’αβ斜面均光滑ABhh 实验表明斜面上的小球在运动过程中好像“记得 ”自己起始的高度(或与高度相关的某个量)。后来的物理学家把这一事实说成是“某个量是守恒的”,并且把这个量叫做能量或能。最早提出能量概念 在伽利略斜面实验中,将小球提高到起始点的高度时,小球被赋予一种形式的能量——势能。相互作用的物体凭借其位置而具有的能量叫做势能。ABhhαβ它们具有势能物体由于运动而具有的能量叫做动能。 在伽利略斜面实验中,释放小球后,小球开始运动,获得速度,小球被赋予一种形式的能量——动能。ABhhαβ它们具有动能初中知识回顾:功的概念又是什么呢?它是如何建立的呢?功的概念:一个物体受到力的作用,并在力的方向上发生了距离(位移),我们就说这个力对物体做了功。科里奥利2 功lFFl一、功1、概念:一个物体受到力的作用,并在力的方向上发生了位移,这个力就对物体做了功。(1)人用力推课桌,课桌没有动,人做功了吗 分析:l = 0F≠ 0没有做功(劳而无功)实例分析:(2)用脚踢出足球,球在地面上滚动,滚动过程中,人对球做功了吗?分析:l ≠ 0F= 0没有做功(不劳无功)分析:F≠ 0没有做功(垂直无功)F⊥l(3)手托着一个物体沿水平方向运动,手的支持力对物体做功了吗?l ≠ 0作用在物体上的力: F物体在力的方向上的位移: l,s,x2、必要因素同时满足,缺一不可3、功的计算(1)如果力的方向与物体的位移方向一致,功就等于力的大小和位移的大小的乘积。W=Fl当力的方向与位移方向既不相同也不垂直,如何求力所做的功呢?Fl思考与讨论lFFαFαFα(方法一:分解力)根据合力与分力的等效性,可以把计算F做功的问题转化为分别求F1和F2做功的问题。F2F1讨论:当拉力与水平方向的夹角为 α 时,物体沿水平方向的位移为 l,此时拉力F做的功应该是多少呢?(有几种求法?)(方法二:分解位移)W=Flcosα力对物体所做的功,等于力的大小、位移的大小、力和位移的夹角的余弦这三者的乘积。FFF1F2F1F2ααl说 明:① F是作用在物体上的某个力或是合力(恒力)② l是F作用下物体发生的位移(相对地面)③ α是矢量F和l的夹角( 0~180°)④ W只与F、l 、α有关,与物体运动状态等因素无关4、单位:J(焦耳) 1J=1N m(2)如果力的方向与物体的位移方向不一致W=Flcosα辨认力的方向与位移方向的夹角αFl甲答案:ααFl乙答案:π- ααFl丙答案: ααFl丁答案: π- α技巧:将力的方向向位移方向旋转,当两者方向相同时,力所转过的角度就是力与位移的夹角。观察与思考人对小车做了功吗?做功的情况相同吗?夹角α的范围 COS α W 做功情况 物理意义讨论:当α取不同值时,力做功有什么特点,填写下表。>0=0<0>0=0<0F为动力F为阻力正功负功正负不做功W=Flcosα二、正功和负功2、力对物体做负功也可以说“物体克服力做功”(取绝对值)。例如:“力F做了-5J的功” 可以说成“物体克服力F做了5J的功”3、功是标量,没有方向。功的正负号既不表示功的大小,也不表示方向。只表示力做功效果。问:5J和-6J的功,哪个大?1、当力与位移的夹角小于90 时,力对物体做正功;当力与位移的夹角大于90 (≤180 )时,力对物体做负功。正负功的判断方法:①看力与位移的夹角②看力与速度的夹角【例题】 如图所示,一个质量为m=150kg的雪橇,受到与水平方向成θ =37°角斜向上的拉力F=500N,在水平地面上移动的距离 l =5m,雪橇与地面间的滑动摩擦力Ff=100N。求雪橇受到的各个力对雪橇做的功。(sin37°=0.6,cos37°=0.8,g取10 m/s2。)【解析】对物体进行受力分析,如图所示 如图所示,一个质量为m=150kg的雪橇,受到与水平方向成θ=37°角斜向上的拉力F=500 N,在水平地面上移动的距离 l=5m,雪橇与地面间的滑动摩擦力Ff=100N。求雪橇受到的各个力对雪橇做的功。(sin37°=0.6,cos37°=0.8,g取10 m/s2。)雪橇受到的重力和支持力沿竖直方向,与雪橇的运动方向垂直(夹角为90°),不做功。拉力的方向与运动方向的夹角小于90°,做正功。滑动摩擦力的方向与雪橇的运动方向相反(夹角为180°),做负功。(1)WG = G l cos90°= 0(2)WFN = FN l cos90°= 0(3)WF = Flcos37°=500×5×0.8 J = 2000 J(4)WFf = Ff l cos180°=﹣100×5 J= ﹣500 J思考雪橇受到的合力是多少?合力做的功又是多少?F合=300 N方向与运动方向相同W合=1500 J 正功几个力对物体做功的代数和等于这几个力的合力对物体做的功v 物体在几个力的共同作用下发生一段位移时,这几个力对物体所做的功的代数和称为总功(合力所做的功)。可以用以下两种方法来求解。(1)分别求出每个力所做的功,然后求出所有功的代数和。即:W总=W1+W2+……+Wn(含正负符号)(2)先求出物体所受的合力,然后再求出合力的功。即:W总=F合lcosα (α为合力与位移的夹角)三、总功适用范围广适合多过程合力为恒力适合单过程课堂巩固题1[多选]下列说法中正确的是( )A.功是矢量,正、负表示方向B.功是标量,正、负表示外力对物体做功还是物体克服外力做功C.功和能的单位都是焦耳,功和能可以相互转化D.力做功总是在某过程中完成的,所以功是一个过程量 BD【提示】(1)功是标量,正功和负功只表示力对物体的两种不同的作用效果。(2)功是能量转化的量度,通过做功可以使一种形式的能转化为另一种形式的能。(3)功是过程量,力做功时,必定与一段位移对应,功是力在空间上的累积效果。题2 关于功的概念,下列说法中正确的是( )A.力对物体做功多,说明物体的位移一定大B.力对物体做功少,说明物体的受力一定小C.力对物体不做功,说明物体一定无位移D.功的多少是由力的大小和物体在力的方向上的位移的大小确定的【提示】功只与F、l、α三者有关,与其它因素无关。课堂巩固D题3 如图所示,用轻绳拴一物体,向下做匀减速运动。关于物体所受力的做功情况,下列说法正确的是( )A. 重力做正功,拉力做负功,合力做正功B. 重力做正功,拉力做负功,合力做负功C. 重力做正功,拉力做正功,合力做正功D. 重力做负功,拉力做负功,合力做负功B【提示】判断功的正负,可以看力与位移的夹角,也可以看力与速度的夹角GFa课堂巩固题4 [多选]一质量为1 kg的物体在水平拉力F=10N的作用下,沿水平地面运动了1m后,撤去拉力,物体继续滑动了0.5m才停止。已知物体与地面的滑动摩擦力为6N,在物体运动的过程中,下列说法正确的是( ) (g取10 m/s2)A.拉力对物体做功15 JB.物体克服摩擦力做功9 JC.合外力对物体做功6 JD.合外力对物体做功1 J【提示】注意公式 W=Flcosα中F、l 、α三者的对应关系。当物体有多个运动过程时,总功的计算一般用W总=W1+W2+……+WnBD课堂巩固二、功的概念、两个必要因素三、功的计算公式四、正功、负功一、能量(势能、动能)五、总功的计算课堂小结§1.追寻守恒量——能量 §2.功(1)W总=W1+W2+……+Wn(含正负符号)(2)W总=F合lcosα (α为合力与位移的夹角)1.思考:在匀速圆周运动中向心力做功吗?滑动摩擦力一定做负功吗?静摩擦力会做功吗?2.完成第2节课本后的问题与练习。课后作业祝同学们学习进步 展开更多...... 收起↑ 资源预览