高一物理《第四章第1節(jié)功》課件.ppt

理解教材新知,把握熱點(diǎn)考向,應(yīng)用創(chuàng)新演練,第1節(jié),知識(shí)點(diǎn)一,知識(shí)點(diǎn)二,考向二,第四章,考向一,隨堂基礎(chǔ)鞏固,課時(shí)跟蹤訓(xùn)練,考向三,1.力對(duì)物體做功必須滿足兩個(gè)條 件：力和物體在力的方向上發(fā) 生了位移。做功的過程就是能 量變化的過程。 2功的計(jì)算公式：WFxcos ，其中為力F與位移x的夾角，此式一般適用于恒力做功的計(jì)算。,3功的正負(fù)是由力和位移的夾 角的大小決定的，反映了 作用力是動(dòng)力還是阻力，動(dòng) 力所做的功為正，阻力所做 的功為負(fù)。 4合力對(duì)物體所做的功等于各分力對(duì)物體所做功的代 數(shù)和。,自學(xué)教材,1做功與能量的變化 (1)功的概念： 物體受到力的作用，并在力的方向上發(fā)生了 ，那么力對(duì)物體做了功。 (2)功與能量： 功與 的變化密切相關(guān)，做功的過程就是 變化的過程。,位移,能量,能量,2功的計(jì)算公式 (1)力F與位移x同向時(shí)：WFx。 (2)力F與位移x有夾角時(shí)：WFxcos ，其中F、x、cos 分別表示 、 、 。 (3)各物理量的單位： F的單位是 ，x的單位是 ，W的單位是 ，即焦耳。,力的大小,位移的大小,力與位移夾角的,余弦,牛頓,米,牛米,重點(diǎn)詮釋,1對(duì)公式WFxcos 的理解 (1)公式的適用條件： 公式WFxcos 只適用于恒力做功。 (2)關(guān)于作用力F： 公式WFxcos 中，如果F為物體所受的某一個(gè)恒力時(shí)，W為該恒力所做的功；如果F為恒定的合力時(shí)，W為合力所做的功。,(3)關(guān)于位移x： 公式中的位移x，一般情況下是指在力的作用下物體的位移，但是當(dāng)物體的位移與力的作用點(diǎn)的位移不同時(shí)，x應(yīng)當(dāng)是作用點(diǎn)的位移。 位移x與參考系的選取有關(guān)，一般情況下，研究做功問題時(shí)，應(yīng)以地面為參考系。,2變力做功的計(jì)算 (1)將變力做功轉(zhuǎn)化為恒力做功。 分段法： 力在全程是變力，但在每一個(gè)階段是恒力，這樣就可以先計(jì)算每個(gè)階段的功，再利用求和的方法計(jì)算整個(gè)過程中變力做的功。,微元法： 當(dāng)力的大小不變，力的方向時(shí)刻與速度同向(或反向)時(shí)，把物體的運(yùn)動(dòng)過程分為很多小段，這樣每一小段可以看成直線，先求力在每一小段上的功，再求和即可。例如，滑動(dòng)摩擦力、空氣阻力總與物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)的方向相反，可把運(yùn)動(dòng)過程細(xì)分，其中每一小段都是恒力做功，整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中所做的總功是各個(gè)階段所做功的和，即力與路程的乘積。,轉(zhuǎn)換研究對(duì)象法： 如圖411所示，人站在地上以 恒力拉繩，使小車向左運(yùn)動(dòng)，求拉力 對(duì)小車所做的功。拉力對(duì)小車來說是 個(gè)變力(大小不變，方向改變)，但仔細(xì)研究，發(fā)現(xiàn)人拉繩的力卻是恒力，于是轉(zhuǎn)換研究對(duì)象，用人對(duì)繩子所做的功來求繩子對(duì)小車做的功。,圖411,圖412,1如圖413所示，質(zhì)量分別為M和m的兩物塊，Mm， 分別在同樣大小的恒力F作用下，沿水平面由靜止開始做直線運(yùn)動(dòng)，F(xiàn)與水平面的夾角相同。經(jīng)過相同的位移，設(shè)F對(duì)M做的功為W1，對(duì)m做的功為W2，則 ( ),圖413,A無論水平面光滑與否，都有W1W2 B若水平面光滑，則W1W2 C若水平面粗糙，則W1W2 D若水平面粗糙，則W1W2 解析：由題意知，F(xiàn)1F2，x1x2，12，又WFxcos ，故無論水平面光滑還是粗糙，均有W1W2。 答案：A,自學(xué)教材,1功的正負(fù),W0,W0,W0,2合力的功 物體受多個(gè)力的作用發(fā)生了位移， 對(duì)物體做的功等于各分力對(duì)物體所做功的 。,合力,代數(shù)和,重點(diǎn)詮釋,1正功、負(fù)功的物理意義 (1)力F是動(dòng)力，對(duì)物體做 。 (2)力f是阻力，對(duì)物體做 ，或 說物體克服f做 。 (3)力N和G即不是動(dòng)力，也不是阻力， 。,圖414,正功,負(fù)功,正功,不做功,2合力的功的求法 (1)先求物體所受的合外力，再根據(jù)公式W合F合xcos 求合外力的功。 (2)先根據(jù)WFxcos 求每個(gè)分力做的功W1、W2、Wn，再根據(jù)W合W1W2Wn，求合力的功。,2一人乘電梯從1樓到20樓，在此過程中經(jīng)歷了先加速、 后勻速、再減速的運(yùn)動(dòng)過程，則電梯支持力對(duì)人做功的情況是 ( ) A加速時(shí)做正功，勻速時(shí)不做功，減速時(shí)做負(fù)功 B加速時(shí)做正功，勻速和減速時(shí)做負(fù)功 C加速和勻速時(shí)做正功，減速時(shí)做負(fù)功 D始終做正功,解析：力對(duì)物體做功的表達(dá)式為WFxcos，當(dāng)0 90時(shí)，F(xiàn)做正功；當(dāng)90時(shí)，F(xiàn)不做功；當(dāng)90 180時(shí)，F(xiàn)做負(fù)功，支持力始終豎直向上，與位移同向，0，故支持力始終做正功，D正確。 答案：D,例1 如圖415所示，質(zhì)量為m的物體置于傾角為的斜面上，物體與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，在外力作用下，斜面以加速度a沿水平方向向左做勻加速運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)中物體m與斜面體相對(duì)靜止。則關(guān)于斜面對(duì)m的支持力和摩擦力的下列說法中錯(cuò)誤的是 ( ),圖415,A支持力一定做正功 B摩擦力一定做正功 C摩擦力可能不做功 D摩擦力可能做負(fù)功 思路點(diǎn)撥 解答本題時(shí)應(yīng)注意以下兩點(diǎn)： (1)先確定力與物體位移的夾角大小，再判斷力做功的正負(fù)。 (2)物體所受摩擦力的方向與加速度a的大小有關(guān)。,解析 支持力方向垂直斜面向上，故支持力一定做正功。而摩擦力是否存在需要討論。 當(dāng)agtan 時(shí)，摩擦力不存在，不做功 當(dāng)agtan ，摩擦力沿斜面向下，做正功 當(dāng)agtan ，摩擦力沿斜面向上，做負(fù)功。 綜上所述，B是錯(cuò)誤的。 答案 B,借題發(fā)揮 力做正功還是負(fù)功的判斷方法： (1)看力F與位移x的夾角，90，力做負(fù)功； (2)看力F與速度v的夾角，90，力做負(fù)功； (3)看速率增大還是減小，若在力作用下速率增大，此力做正功，反之做負(fù)功。,1一個(gè)力對(duì)物體做了負(fù)功，則說明 ( ) A這個(gè)力一定阻礙物體的運(yùn)動(dòng) B這個(gè)力不一定阻礙物體的運(yùn)動(dòng) C這個(gè)力與物體運(yùn)動(dòng)方向的夾角90 D這個(gè)力與物體運(yùn)動(dòng)方向的夾角90時(shí)，cos 0，力對(duì)物體做負(fù)功，此力阻礙物體的運(yùn)動(dòng)，故選項(xiàng)A、C正確。 答案：AC,例2 如圖416所示，在光滑水 平面上，物體受兩個(gè)相互垂直的大小分 別為F13 N和F24 N的恒力，其合力 在水平方向上，從靜止開始運(yùn)動(dòng)10 m，求： (1)F1和F2分別對(duì)物體做的功是多少？代數(shù)和為多大？ (2)F1和F2合力為多大？合力做功是多少？,圖416,思路點(diǎn)撥 力F1、F2及它們的合力均為恒力，可用功的公式WFxcos 求解它們的功。,解析 (1)力F1做的功 W1F1xcos 1310cos 53 J18 J 力F2做的功 W2F2xcos 2410cos 37 J32 J W1與W2的代數(shù)和 WW1W218 J32 J50 J。,答案 (1)18 J 32 J 50 J (2)5 N 50 J,借題發(fā)揮 求總功時(shí)，可以先求各力做的功，再求各功的代數(shù)和，也可先求合力再求總功，而對(duì)于合力為恒力的情形，先求合力再求總功往往較為簡便。,2飛機(jī)越來越多地成為人們外出旅行的重要交通工具，安 全快捷是飛機(jī)的主要特點(diǎn)。為保障飛機(jī)降落時(shí)做到萬無一失，民航客機(jī)機(jī)艙緊急出口的氣囊是一條連接出口與地面的斜面，若斜面高3.2 m，長5.5 m，質(zhì)量為60 kg的人沿斜面滑下時(shí)所受的阻力是240 N，求人滑下過程中合力的功。(g10 m/s2) 解析：方法一：重力做功WGmgh1 920 J 阻力做功Wffx1 320 J 合力的功WWGWf600 J。,答案：600 J,例3 如圖417所示，輕彈 簧一端與豎直墻壁連接，另一端與一 質(zhì)量為m的木塊連接，放在光滑的水 平面上，彈簧的勁度系數(shù)為k，彈簧處于自然狀態(tài)，用水平力緩慢拉木塊，使木塊前進(jìn) x , 求這一過程中拉力對(duì)木塊做了多少功？ 思路點(diǎn)撥 解答本題應(yīng)注意以下兩個(gè)方面： (1)拉力F為變力。 (2)拉力F隨位移均勻變化。,圖417,借題發(fā)揮 (1)若力的大小不變，方向時(shí)刻在改變，可用微元法將求變力做功轉(zhuǎn)化為求恒力做功。 (2)若力的方向不變，大小隨位移均