内容正文:
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课堂 重点探究
课前 自主梳理
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第1章
功和机械能
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第1节 机械功
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核心素养要求 核心素养呈现
1.理解功的概念及其物理意义。
2.知道正功、负功的概念,能利用功的一般公式进行计算。
3.理解总功的概念,会计算外力对物体所做的总功。
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机械功的含义
1.机械功的定义:如果作用于某物体的恒力大小为F,该物体沿力的方向运动的位移大小为s,则F与s的乘积称为机械功,简称功。
2.恒力做功的公式:W=______________,其中F、s、α分别为________、位移的大小、__________________。
3.单位:国际单位制中,功的单位是____,符号是__。
Fscos α
力的大小
力与位移方向的夹角
焦耳
J
知识点一
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(1)物体做自由落体运动时,重力对物体一定做功。( )
(2)功是标量,只有大小,没有方向。( )
(3)汽车沿斜坡向上加速行驶时,牵引力对汽车一定做功。( )
√
√
√
判一判
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机械功的计算
1.正功和负功
(1)当α=0°时,cos α=1,W=____。
(2)当α=90°时,cos α=0,W=__,表示力F与物体位移的方向垂直时,对物体______。
(3)当0°≤α<90°时,cos α>0,W= Fscos α>0,表示力F对物体做____。
(4)当90°<α≤180°时,cos α<0,W= Fscos α<0,表示力F对物体做____,也可说物体____这个力做了功。
(5)当α=180°时,cos α=-1,W=-Fs。
Fs
0
不做功
正功
负功
克服
知识点二
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2.总功的计算
当一个物体在几个力的共同作用下发生一段位移时,这几个力对物体所做的总功等于:
(1)各个分力分别对物体所做功的______,即W总=W1+W2+W3+…。
(2)几个力的____对物体所做的功,即W总= F合scos α。
代数和
合力
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如图所示,静止在光滑水平面上的物体,在与水平方向成60°角斜向上的力F作用下沿光滑水平面运动了10 m,已知F=10 N,则拉力F所做的功是多少?
提示:恒力做功为W=Fscos 60°=10×10×0.5 J=50 J,所以拉力F做的功是50 J。
想一想
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对机械功的理解
[思考探究]
如图所示,马拉着小车(包括人)沿水平面匀速前进了一段距离。
(1)小车(包括人)受到几个力作用?每个力对小车做功吗?是正功还是负功?
(2)马对小车做的功是否等于马的拉力F(设F与水平方向的夹角为α)和小车的位移s的乘积?
(3)拉力F一般分解为哪两个分力?F做的功与哪个分力做的功相同?
要点 1
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提示:(1)小车(包括人)受4个力作用:重力、支持力、拉力、摩擦力,其中拉力做正功,摩擦力做负功,重力和支持力不做功。
(2)不等于。因为W=Fscos α。
(3)拉力可以分解为沿水平方向和竖直方向的两个分力。F做的功与水平方向分力做的功相同。
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[思维深化]
1.对公式W=Fscos α的理解
(1)某一恒力F对物体做的功,只与F、s、α有关,与物体的运动状态及物体是否还受其他作用力等因素无关。
(2)功是标量,没有方向,但是有正负。
(3)公式W=Fscos α适用于计算恒力做功,若是变力,此公式不再适用。
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