2022年高中物理魯科版2019必修二 1.1 機械功 課件1

魯科版（2019）物理

必修二1.1機械功一、機械功做功：如果施力于某物體，并使該物體在力的方向上移動一段距離，我們就說力對這個物體做了功。有無做功的判斷①有力②力的方向上有位移同時具備，缺一不可。挑起對扁擔(dān)的支持力做功嗎？不動或水平行走對扁擔(dān)的支持力做功嗎？力與位移垂直，即力方向上沒有位移，則該力沒有做功。物體靜止沒有位移F不做功F推不動FFS舉著球移動機械功：如果作用于某物體的恒力大小為F，該物體沿力的方向運動的位移大小為s，則F與s的乘積稱為機械功，簡稱功，用W表示。二、機械功的計算做功大小的判斷例：用水平恒力F拉著質(zhì)量為m的物體沿著水平面從A直線運動到B的過程中，下列說法正確的是（）A、有摩擦力時F做的功比無摩擦力時的多B、有摩擦力時F做的功比無摩擦力時的少C、物體加速運動時F做的功比減速運動時的多D、物體無論加速、減速還是勻速運動，力F做的功一樣多功是力與力方向上位移的乘積，與其它因素?zé)o關(guān)。機械功：如果作用于某物體的恒力大小為F，該物體沿力的方向運動的位移大小為s，則F與s的乘積稱為機械功，簡稱功，用W表示。二、機械功的計算F人拉著購物籃行走的過程中，人對籃的拉力有做功嗎？如果拉力的大小恒為F,行走的位移為S,則拉力做的功怎么計算？FsFαααFsFααF1F2力F可以分解為如圖F1,F2兩種效果。其中F2與位移垂直，不做功。因此恒力F對物體所做的功就只等于分力F1所做的功。W=F1s二、機械功的計算α為力與位移的夾角當(dāng)力F和物體位移s的大小都一定時，功W就由F與s的夾角?α的余弦cosα決定。當(dāng)α?=0°時，cos?α=1，W=Fs，這就是作用力與物體位移方向相同的情況。當(dāng)90°<α≤180°時，cos?α<0，W=Fscos?α<0，表示力F對物體做負功，也可說物體克服這個力做了功。當(dāng)

α=90°時，cos?α=0，W=0，表示力F與物體位移的方向垂直，對物體不做功。當(dāng)0°≤α<90°時，cos?α>0，W=Fscosα>0，表示力F對物體做正功。正功負功對物體的運動起促進作用功是標量，其大小是表示做了多少的量，正負不表示方向，只表示促進與阻礙。對物體的運動起阻礙作用恒力做功的計算公式:F減速傘對飛機拉力的方向與飛機位移的方向相反，對飛機做負功，也可以說飛機克服這個拉力做了功。請分析從斜面上滑下的物塊，哪些力做正功哪些力做負功？θ正功與負功二、機械功的計算恒力做功的計算公式:α為力與位移的夾角功的單位國際單位：焦耳為了記念英國科學(xué)家焦耳簡稱：焦符號：J如果1N的力使物體在力的方向上發(fā)生了1m的位移，那么這個力對該物體所做的功就是1J，理解：1J=1N×1m=1N·m二、機械功的計算國際單位：符號：J一人用平行于斜面的推力把重G=500N的貨物從斜面底端推到斜面頂端。已知斜面的傾角α=37°，斜面長l=5m，斜面與貨物間的動摩擦因數(shù)μ=0.2，推力F=400N。求：貨物從斜面底端運動到頂端的過程中，所受各力分別對其做的功。（貨物可視為質(zhì)點，取sin37°=0.6，cos37°=0.8）解：將貨物視為質(zhì)點，則其位移s=l=5m推力F對貨物做功：W1=Fs=400×5J=2000J重力G對貨物做功：W2=Gs（cos90°+α）=-Gssinα=-500×5×0.6J=-1500J支持力N對貨物做功：W3=Nscos90°=0摩擦力f對貨物做功：W4=fscos1800=（Gcosα）scos180°=-0.2×500×0.8×5J=-400J

當(dāng)物體在多個外力共同作用下運動時，各力對物體做功的總和稱外力對物體做的總功。功是標量。所有外力對物體做的總功，等于各個力分別對物體做功的代數(shù)和。W總=W1+W2+W3+…也等于這些外力的合力對該物體做的功，即W總=F合scosαα為合外力與位移的夾角所有外力對其做的總功。W總=W1+W2+W3+W4=（2000-1500+0-400）J=100J所有外力對貨物做的總功大于零，表明貨物所受的動力大于阻力?？偣?三、功的圖象描述當(dāng)力的方向與位移方向一致時，以力

F的大小為縱坐標、位移s的大小為橫坐標，作出F隨s變化的圖像。當(dāng)F為恒力時，由F和s為鄰邊構(gòu)成的矩形面積即表示功的大小。若F不是恒力，可將位移劃分為若干等距的小段，在每個小段中F可近似看成恒力，其所做功的大小即為該小段對應(yīng)的小矩形的面積，整個過程中F所做功的大小近似等于所有小矩形面積之和。F－s圖像圖象構(gòu)成的圖形面積即表示功的大小一勁度系數(shù)為k的輕彈簧，一端固定在墻壁上，在另一端沿彈簧的軸線施一水平力將彈簧拉長。1、求在彈簧由原長開始到伸長量為x1的過程中拉力做的功？2、如果繼續(xù)拉彈簧，在彈簧的伸長量由x1增大到x2的過程中，拉力又做了多少功？解：分析：彈簧在伸長的過程，拉力＝彈簧產(chǎn)生的彈力，是變力，不能用功的計算式進行計算。又因為彈力的大小與彈簧的形變量成正比，所以考慮用F-x