内容正文:
第四章 机械能和能源
第一节 功
1.掌握功的概念,理解做功的两个必要因素。
2.掌握并能应用功的公式分析计算实际问题 。
3.理解正功、负功的含义 。
2.做功的两个必要因素:
物体受到力的作用,并沿力的方向发生一段位移,则该力对物体做了功。
1.功的定义:
(1)作用在物体上的力
(2)物体在力的方向上发生一段位移
l
A
B
(1)当F与l同方向时:
l
(2)当F与l不同方向时,W=?
A
B
3.功的计算公式:
F
F
α
F
F
α
F1
F2
①F是作用在物体上的某个力(如G、N、f等),但必为恒力
②l是F的作用点发生的位移
③α是矢量F和l的夹角,α为0~180°
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。
3 对公式 的理解:
4.功是标量,
5.功的单位:
但功有正负之分。
在国际单位制中,功的单位是焦耳,符号是 J
六、正功和负功
1.当α=0°时 cosα=1 ,
2.当α=90°时,W=0,力对物体不做功
3.当0°<α<90°时,cosα>0,W>0,力对物体做正功,该力为物体前进的动力。
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4.当90°<α≤180°时,cosα<0,W<0,力对物体做负功,该力成为物体前进的阻力,往往说成“物体克服某力做功”。
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七、几个力做功的计算
例. 如图,一个物体在拉力F的作用下,水平向右移动的位移为s,求各个力对物体做的功是多少;各个力对物体所做功的代数和是多少;物体所受的合力是多少;合力所做的功是多少?
F
α
FN
f
G
s
解:重力和支持力不做功,因为它们和位移的夹角为90°;
F所做的功为:W1=Fscosα,
滑动摩擦力f所做的功为:W2=fscos180°=-fs
各个力对物体所做功的代数和为:
W=W1+W2=(Fcosα-f)s
根据正交分解法求得物体所受的合力
F=F合cosα-f,合力方向向右,与位移同向;
合力所做的功为:W=F合