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1、機(jī)械能守恒定律,功,一功 1定義： 物體受到力的作用，并且在力的方向上發(fā)生一段位移，就說(shuō)該力對(duì)物體做了功。 2做功的兩個(gè)不可缺少的因素： 力和物體在力的方向上發(fā)生的位移.,3公式：W=FScos(為F與s的夾角)說(shuō)明： （1）同一性：定義式中的F和s所指對(duì)象要同一，即位移s是力的作用點(diǎn)的位移（如：人從一樓沿樓梯走到二樓；跳高比賽，運(yùn)動(dòng)員以v豎直向上跳起；站在墻角滑冰的人用力推墻等現(xiàn)象，其彈力不做功） （2）相對(duì)性：功也有相對(duì)性（由于位移具有相對(duì)性），一般取地面為參考系。 （3）公式中F為恒力。求恒力的功可理解成力與力方向位移的乘積，也可理解成位移和位移方向上力的分量的乘積。恒力的功只與F、S、

2、有關(guān)，與其它諸因素?zé)o關(guān)。,4功有正負(fù)，但不表示方向，功是標(biāo)量，沒(méi)有方向，求各力功的合功應(yīng)求代數(shù)和。當(dāng)=90時(shí)，力對(duì)物體不做功；當(dāng)90180時(shí)，力對(duì)物體做負(fù)功，即物體克服該力做功。當(dāng)090時(shí)，力對(duì)物體做正功。 功的正負(fù)表示力對(duì)物體的作用是促進(jìn)作用還是阻礙作用，即是動(dòng)力對(duì)物體做功，還是阻力對(duì)物體做功。,5功是過(guò)程量，功是能量轉(zhuǎn)化多少的量度，是力在空間上的累積效應(yīng)。 6功的單位： 國(guó)際單位制中是焦耳（J） 1kW.h=3.6 X 106 J,二.如何判斷某力是否做功？,根據(jù)力和位移方向間的夾角判斷。,此方法常用于判定恒力做功,根據(jù)力和瞬時(shí)速度方向的夾角 判斷。,此法常用于判斷質(zhì)點(diǎn)作曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)變力的功

3、。,根據(jù)物體或系統(tǒng)的能量是否有變化，彼此是否有能量的轉(zhuǎn)移或轉(zhuǎn)化進(jìn)行判斷。,此法常用于兩個(gè)相聯(lián)系的物體做曲線運(yùn)動(dòng)。,判斷人受到的力的做功情況？,又如：勻速圓周運(yùn)動(dòng)中，向心力對(duì)物體不做功； 洛倫茲力不做功等,彈力對(duì)小球做負(fù)功，對(duì)車做正功,桿對(duì)m做正功，對(duì)M做負(fù)功,OA繩對(duì)A球不做功，AB繩對(duì)A球做負(fù)功，對(duì)B球做正功,三如何計(jì)算恒力功？,一個(gè)恒力F對(duì)物體做功W=FScos有兩種處理方法：,一種：是W等于力F乘以物體在力F方向上的分位移cos，即將物體的位移分解為沿F方向上和垂直F方向上的兩個(gè)分位移S1和S2，則F做的功W=F S1=FScos。,二種：是W等于力F在位移S方向上的分力Fcos乘以物體

4、的位移S ，即將力F分解為沿S方向上和垂直S方向的兩個(gè)分力F1和F2，則F做的功W = F1S= FcosS。（其中為F、s夾的夾角）,恒力功大小只與F、s、這三個(gè)量有關(guān)與物體是否還受其他力、物體運(yùn)動(dòng)的速度、加速度等無(wú)關(guān)。,例：水平恒力F作用于放在光滑水平面上的質(zhì)量為m的物體上，使物體沿力的方向運(yùn)動(dòng)位移s過(guò)程中，力F做功大小為W1。若使水平恒力F作用于放在粗糙水平面上的質(zhì)量為2m的物體上，使物體沿力的方向運(yùn)動(dòng)位移s過(guò)程中，力F做功大小為W2，則W1和W2比較 （ ） AW1W2 B.W1=W2 C W1W2 D.無(wú)法判斷,B,例如圖用恒力F拉著質(zhì)量為m的物體沿水平面 從A移到B的過(guò)程中，下列說(shuō)

5、法正確的是 ( ) A.有摩擦力時(shí)比無(wú)摩擦力時(shí)F做的功多 B有摩擦力時(shí)與無(wú)摩擦力時(shí)F做功一樣多 C物體加速運(yùn)動(dòng)比減速運(yùn)動(dòng)F做的功多 D物體無(wú)論是加速、減速還是勻速，力F做的功一樣多,BD,四、如何計(jì)算變力做功?,1. 有兩類不同的力：一類是與勢(shì)能相關(guān)聯(lián)的力，比如重力、彈簧的彈力、以及電場(chǎng)力等，它們的功與路徑無(wú)關(guān)，只與位移有關(guān)或者說(shuō)只與始末點(diǎn)的位置有關(guān)對(duì)這類力可利用與相關(guān)勢(shì)能的變化求對(duì)應(yīng)力的功例如：重力功等于重力勢(shì)能的變化；電場(chǎng)力功等于電勢(shì)能的變化；分子力功等于分子勢(shì)能的變化另一類是滑動(dòng)摩擦力、空氣阻力等，在曲線運(yùn)動(dòng)或往返運(yùn)動(dòng)時(shí)，這類力的功等于力和路程(不是位移)的積,3.利用F - S圖像求功

6、 圖象與位移軸所圍“面積”即為變力做的功。,4.化變力做功為恒力做功,如：一人從10m深的井中，有一質(zhì)量為1kg的桶盛10kg的水勻速向上提（繩子的重力不計(jì)），由于水桶不斷漏水，每升高1m漏掉0.2kg的水，則把這桶水提上來(lái)需做多少功？,答案：1000J,如上題,5.利用“曲變直”的觀點(diǎn)，即微元法求解變力功,C,6.利用W=Pt求功,當(dāng)某力做功的功率P一定時(shí)，該力在時(shí)間t內(nèi)做的功可由W=Pt求出(當(dāng)然，亦適用恒力功),7.根據(jù)功和能的關(guān)系求功如動(dòng)能定理、功是能量轉(zhuǎn)化的量度，通過(guò)求能的變化來(lái)求變力的功,小結(jié),當(dāng)物體同時(shí)受到幾個(gè)力作用發(fā)生一段位移時(shí)：（1）先用平行四邊形定則求出合外力，再根據(jù)W=F

7、合Scos計(jì)算功注意應(yīng)是合外力與位移S間的夾角。各力的作用時(shí)間必須相同。 （2）先分別求各個(gè)外力的功： W1=F1Scos1 ，W2=F2Scos2再把各個(gè)外力的功代數(shù)和相加。,五、如何求合力功？,當(dāng)物體受到幾個(gè)力作用發(fā)生的位移不同時(shí)：,只能先分別求各個(gè)外力的功： W1=F1Scos1 ，W2=F2Scos2再把各個(gè)外力的功代數(shù)和相加。,A,B,例、如圖所示，一個(gè)質(zhì)量為m 的木塊放置在傾角為 的斜面上，斜面固定于以加速度a 加速上升的電梯中。在木塊始終相對(duì)于斜面保持相對(duì)靜止的條件下，當(dāng)電梯上升相同高度h 的過(guò)程中，斜面對(duì)木塊所做的功為W，則下列的說(shuō)法正確的有（ ） a 越大，W 就越大，與無(wú)關(guān)

8、當(dāng)一定時(shí)，無(wú)論a 多大，W 都一樣大當(dāng)a 一定時(shí)，越大，W 就越大當(dāng)a 一定時(shí)，無(wú)論 多大，W 都一樣大 A、 B、 C、 D、,B,六作用力與反作用力做功情況（1）均不做功（2）一負(fù)功，一不做功（3）一正功，一不做功（4）均做正功（5）均負(fù)功（6）一正功，一負(fù)功,由上可見(jiàn)：（1）作用力與反作用力大小相等，但它們的功不一定相等。 （2）摩擦力不一定做負(fù)功,功率,一功率1定義：功跟完成這些功所用時(shí)間的比做功率是描述做功快慢的物理量，標(biāo)量2功率的計(jì)算公式：, P=Fvcos。,說(shuō)明：式是物體在t時(shí)間內(nèi)的平均功率，若功率一直不變，亦為即時(shí)功率。式中當(dāng)v是瞬時(shí)速度時(shí)，P是瞬時(shí)功率；若v是平均速度時(shí)，P

9、是平均功率。式中是F與v方向間的夾角。,4單位：瓦（W）、千瓦（kW）、馬力等，其換算關(guān)系為： 1 kW=1000 W 1馬力=735 W,3. P是標(biāo)量，但有正負(fù),5牽引力的功率 牽引力的功率等于牽引力與速度的乘積，牽引力的功率等于發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率。發(fā)動(dòng)機(jī)銘牌上的額定功率，指的是該機(jī)器正常工作時(shí)的最大輸出功率，并不是任何時(shí)候發(fā)動(dòng)機(jī)的功率都等于額定功率的，發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)的實(shí)際功率可在0到額定值間取值。,二、機(jī)車起動(dòng),機(jī)車以恒定功率P額起動(dòng)的過(guò)程,起動(dòng)時(shí)有：F f v,F,a,a = 0Fmin= f vm=P額/f 以后保持vm勻速運(yùn)動(dòng),機(jī)車以恒定加速度a 起動(dòng)的過(guò)程,起動(dòng)時(shí)有：F f v,F 恒定P,P額F f v1= P額/ F,接上,勻加速直線運(yùn)動(dòng),P P額,兩種情形速度時(shí)間圖象的比較,P=PmaxF、a沒(méi)變V1=at1,1有了堅(jiān)定的意志，就等于給雙腳添了一對(duì)翅膀。2一個(gè)人的價(jià)值在于他的才華，而不在他的衣飾。3生活就像海洋，只有意志堅(jiān)強(qiáng)的人，才能到達(dá)彼岸。4讀一切好的書，就是和許多高尚的人說(shuō)話。5最聰明的人是最不愿浪費(fèi)時(shí)間的人。6不要因?yàn)榕卤幻倒宓拇虃侥?，就不敢去摘玫瑰?大多數(shù)人想要改造這個(gè)世界，但卻罕有人想改造自己。8命運(yùn)把人拋入最低谷時(shí)，往往是人生轉(zhuǎn)折的最佳期。誰(shuí)若自怨自艾，必會(huì)坐失良機(jī)！,