文档介绍：初升高物理衔接—功
一、学习目标:
1. 知道功的定义,理解功的两个要素。
2. 掌握功的公式及单位,并能计算有关的实际问题。
3. 知道功是标量,理解正功和负功的含义。
二、学习要点:
1. 功的概念的理解。2. 功的计算方法。
三、课程精讲:
思考1:初中我们学过的做功的两个必要因素是什么?
思考2:举几个例子说明力对物体做了功。
判断:在下列图片所示的情景中,人是否对物体做了功?如果是,请说明理由。
小结:力和物体在力的方向上发生的位移,是做功的两个不可缺少的因素.
(一)功的概念:
(1)功的定义:物体受力的作用,并沿力的方向发生一段位移,就说力对物体做了功。
力对物体做功是和一定的运动过程有关的。功是一个过程量,功所描述的是力对空间的积累效应。
(2)功的两个要素:力和物体沿力的方向发生的位移。
两个要素对于功而言缺一不可,因为有力不一定有位移;有位移也不一定有力。
特别说明:力是在位移方向上的力;位移是在力的方向上的位移。如物体在光滑水平面上匀速运动,重力和弹力的方向与位移的方向垂直,这两个力并不做功。
题型1:功的概念的理解:
例1. 下面列举的情况中所做的功不为零的是( )。
A. 举重运动员,举着杠铃在头上方停留3s,运动员对杠铃做的功
B. 木块在粗糙水平面上滑动,支持力对木块做的功
C. 一个人用力推一个笨重的物体,但没推动,人的推力对物体做的功
D. 自由落体运动中,重力对物体做的功
(二)功的计算:
1. 如果力的方向与物体的运动方向一致,该怎样计算功呢?
问题一:物体m在水平力F的作用下水平向前行驶的位移为L,如图所示,求力F对物体m所做的功。
解:力和位移的方向一致,这时功等于力F跟物体m在力的方向上移动的距离的乘积。
W=FL。
如果力的方向与位移的方向一致,则功等于力的大小与位移大小之积。
如果物体m在力的作用下位移增加了△L,那么力F所做的功相应地增加:
△W=F△L。
2. 如果力的方向与物体的运动方向成某一角度,该怎样计算功呢?
问题二:物体m在与水平方向成α角的力F的作用下,沿水平方向向前行驶的距离为l,求力F对物体m所做的功。
解:由于物体所受的力的方向与运动方向成一夹角α,可根据力F的作用效果把F沿两个方向分解,即跟位移方向一致的分力F1,跟位移方向垂直的分力F2,如图所示:
F1=Fcosα F2=Fsinα
根据做功的两个不可缺少的因素可知:分力F1对物体m所做的功等于F1l. 而分力F2的方向跟位移的方向垂直,物体m在F2的方向上没有发生位移,所以分力F2所做的功等于零。
故力F所做的功W=W1+W2=W1=F1l=Flcosα。
说明:
1、在计算功时应该注意以下问题:
①式中F一定是恒力,若是变力,中学阶段一般不用上式求功。②式中的l是力的作用点的位移,也是物体对地的位移,α是F方向与位移l方向的夹角。③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。④功的单位是焦耳,符号是J。
2、功的正负:
力对物体做正功还是负功,由F和l方向间的夹角大小来决定。
根据知:
(1)当0°≤时,,则,此时力F对物体做正功。
(2)当时,,则W=0,即力对物体不做功。
(3)当时,,则,此时力F对物体