内容正文:
第四章 机械能和能源
第一节 功
(a)举起杠铃过程中,什么力对杠铃做功?能量怎样变化?
一、做功与能量的变化
1、观察思考
(b)人在下滑时,什么力对人做功?能量怎样变化?
(c)箭射出时,什么力对箭做功?能量怎样变化?
如果物体受到力的作用,并在力的方向上发生了位移,我们就说力对物体做了功。
做功的过程是能量转化的过程。
3.做功的两个不可缺少的因素
(1)作用在物体上的力
(2)物体在力的方向上发生位移
2、功的定义
S
F
x
力F做的功
当力的方向与物体的运动方向不一致时,是否还能用上述公式计算?
在初中我们就学过,当力的方向与物体运动的方向一致时,功的计算公式为:
二、功的计算公式
F
x
分析:
根据力的等效原理,可以把力F分解为两个力F1和F2
F2
F1
F1做的功
F2的方向与运动方向垂直,不做功
力F做的功:
活动:当恒力F的方向与物体位移X的方向成某一夹角α时,如何计算力F对物体做的功
F
F
F
力对物体做的功等于力的大小、位移的大小、力和位移夹角的余弦这三者的乘积。
2.单位
国际单位:焦耳(焦) J
1J=1N×1m=1N·m
3.适用范围
W=Fxcos 仅适用于求恒力做功
1、功的计算公式
4、辨认力的方向与位移方向的夹角
答案:α
答案:π- α
答案: α
答案:π- α
α
F
S
甲
α
F
S
乙
α
F
S
丙
α
F
S
丁
三、功的正负、合力的功
W=F X cosα
某力对物体做负功,往往说成“物体克服某力做功”(取绝对值),两种说法的意义是等同的。
π
2
0≤α< 时,cosα>0,W>0表示力对物体做正功
π
2
α= 时,cosα=0,
W =0表示力对物体不做功
π
2
<α≤π时,cosα<0,W<0表示力对物体做负功
功是标量
正功的意义是:力对物体做正功,表明此力的效果是促进物体运动,是动力。
负功的意义是:力对物体做负功,表明此力的效果是阻碍了物体运动,是阻力。
一个力对物体做负功,也可说成物体克服这个力做了功(正值)。
功的正负有什么含义呢?力对物体做正功或负功时又有什么物理意义?
思考与讨论
活动2
如图所示,质量为70kg的运动员从倾角为300 的斜面滑下,已知运动员与斜面之间的动摩擦因数为0.