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(共35张PPT)
第八章 机械能守恒定律
第1节 功
1、理解功的概念.
2、能够应用功的公式进行相关计算.
3、理解正功和负功的物理意义.
重点:功的概念；功的计算公式以及应用。
难点：正功、负功的物理意义。
教学目标
货物的重力势能增加
F
火车加速，动能增加
F
弹簧压缩，弹性势能增加
F
能量变化，是因为有力对物体做功。
思 考1
人无法推动木块，推力对木块是否做了功？
火车在平直轨道上运动，铁轨对火车的支持力和火车的重力做不做功？
思 考2
物体静止
F
1、功的定义
一个物体受到力的作用,并在力的方向上发生了一段位移，我们就说这个力对物体做了功。
2、做功的要素
﹙1﹚ 力
﹙2﹚ 物体在力的方向上发生的位移
一、功的定义与要素
二、功的计算
问题2：（1）如图物体M在水平恒力F的作用下发生了一段位移l，恒力F做了多少功？
F
l
F
W=F l
功的计算
（2）如图当恒力F与水平方向的夹角为α时，此时恒力F做的功应该是多少呢？
l
F
α
F
α
F2
解：如图，把F沿位移方向和垂直位移方向分解：
F
α
l
F1
沿F2方向没有位移不做功
F1做的功就是F做的功
所以F做的功为W=WF1
= Flcosα
2、功是标量
功的一般计算公式
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。
说明：
1、单位：国际单位是焦耳，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。1J=1N×1m=1N m
思考：1J的物理意义？
1、公式中F是恒力， l是物体对地的位移, 是F与 l的夹角.
对
的理解
[例1] 如图4所示，物体在力的作用下在水平面上发生一段位移l，试分别计算这四种情况下力F对物体所做的功。设在这四种情况下力F和位移l的大小都相同：F＝10 N，l＝2 m，角θ的大小如图所示，分别说明每种情况下力F做功的正负，并求出功。
公式中的θ是力的方向和位移方向的夹角。
1、公式中F是恒力， l是物体对地的位移, 是F与 l的夹角.
2、计算“功”时，一定要明确是哪个力在哪个过程对哪个物体做的功。
对
的理解
3、公式中的F和l必须具备同时性.
α COSα 功的正负
α=π/2
α＜π/2
π/2＜α≤π
COSα= 0
COSα＞0
正
人拉车前进，拉力Ｆ对车做正功。
促使小车运动，为动力的功。
α COSα 做功情况
α=π/2
α＜π/2
π/2＜α≤π
COSα= 0
COSα＞0
COSα＜0
正
负
跑动的小车，人向后拉，力Ｆ对车做
负功．阻碍小车运动，为阻力的功。
某力对物体做负功，往往说成物体克服某力做功（取绝对值）
举例说明：
注意
功的正负不表示方向
-10J的功与+5J的功哪个多？
功的正负表示做功的效果不同
思考
表示大小吗？
1.下列说法错误的是（　　）
A．-10J的功大于+5J的功
B．功是标量，正、负表示动力做功还是阻力做 功
C．一个力对物体做了负功，则说明这个力一定阻碍物体的运动
D．功是矢量，正、负表示方向
课堂练习
D
2、两质量相等的物体A、B分别放在粗糙水平面上和光滑的水平面上，在同样的拉力F作用下，产生相同的位移S，则拉力：
A、对A做的功多 B、对B做功多
C、一样多 　 D、以上都有可能
粗糙 光滑
A B
F F
θ θ
C
力对物体做的功只与F、 l 、 α三者有关，与物体的运动状态等因素无关
课后：用起重机把重量为2.0X103kg的物体匀速地提高了5m，钢绳的拉力做了多少功？重力做了多少功？物体克服重力做了多少功？这些力做的总功是多少？
例题3：质量为2kg的物体静止在水平地面上，受到与水平方向成α=37°角的斜向右上方的拉力F=10N的作用，在水平方向上移动了l=2m，物体与地面间的动摩擦因数u=0.3，求拉力F做的功？
滑动摩擦力f的大小以及摩擦力所做的功？
合力所做的功？ (sin370=0.6 , cos370=0.8)
F
37°
f
v
3. 一位质量为 60 kg 的滑雪运动员从高为10 m 的斜坡自由下滑。如果运动员在下滑过程中受到的阻力为 50 N，斜坡的倾角为 30°，运动员滑至坡底的过程中，所受的几个力做的功各是多少？这些力做的总功是多少？
(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
(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l cosα
力对物体所做的总功求法：
小结
一、功的定义与做功的要素
二、做功的公式：W=Flcosα
功是标量,功的国际单位：焦耳。
三、功的正、负。
四、总功的求法：
课堂小结
再见
谢谢大家
1、在斜面上由静止开始下滑的物体（所有接触面都光滑）物体受到的各力是否做功？做正功还是做负功？
S
FN
mg
课堂讨论
结论：
1、重力对物体做正功
2、支持力对物体做负功
2．(变力做功)如图9所示，一根绳子绕过高4 m的滑轮(大小、摩擦均不计)，绳的一端拴一质量为10 kg的物体m，另一侧沿竖直方向的绳被人拉住。若人拉住绳子前进3 m，使物体匀速上升，g取10 m/s2。则人拉绳所做的功为(　　)
A．500 J B．300 J
C．100 J D．50 J
等效法：化变力做功为恒力做功
C
v0
3、滑动摩擦力一定做负功吗
滑动摩擦力对滑块做负功
滑动摩擦力对桌不做功
3.(作用力和反作用力做的功)如图11所示，木块静止在光滑的水平面上，一子弹沿水平方向射入木块并留在其中。在此过程中，子弹钻入木块的深度为d，木块的位移为l，木块对子弹的阻力大小为F。则木块对子弹的阻力做的功为____________，子弹对木块的作用力做的功为____________。
滑动摩擦力和静摩擦力都可以做正功、做负功、甚至不做功（会举例说明）
4．以一定速度竖直上抛一个小球，小球上升的最大高度为h，空气阻力的大小恒为f，则从抛出至落回到原出发点的过程中，空气阻力对小球做的功为(　　)
A．0 B．－f h
C．－2f h D．－4f h
空气阻力做的功在数值上等于阻力与全程物体路程的乘积
C
5．如图1所示，质量为m的物体P放在光滑的倾角为θ的直角劈上，同时用力F向右推劈，使P与劈保持相对静止，在前进了水平位移s的过程中，劈对P做的功为
(　　)
A．Fs B.mgssin θ
C．mgscos θ D．mgstan θ
D
6.有一根轻绳拴了一个物体，如图2所示，若整体以加速度a向下做减速运动时，作用在物体上的各力做功的情况是(　　)
A．重力做正功，拉力做负功，合力做负功
B．重力做正功，拉力做负功，合力做正功
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，合力做正功
A
题7：如图所示，坐在雪橇上的人与雪橇的总质量为m，在与水平面成θ角的恒定拉力F作用下，沿水平地面向右移动了一段距离l．已知雪橇与地面间的动摩擦因数为μ，雪橇受到的（　　）
A．支持力做功为mgl
B．重力做功为mgl
C．拉力做功为Flcosθ
D．滑动摩擦力做功为-μmgl
C
8.如图10所示，水平传送带以速度v顺时针运转，两传动轮M、N之间的距离为l＝10 m，若在M轮的正上方将一质量为m＝3 kg 的物体轻放在传送带上，已知物体与传送带之间的动摩擦因数μ＝0.3，在以下两种情况下物体由A处传送到B处的过程中，传送带对物体的摩擦力做了多少功？(g取10 m/s2)
(1)传送带速度v＝6 m/s；
(2)传送带速度v＝9 m/s。

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