第四章机械能和能源第一节功一功的概念1.功的定义:一个物体如果受到力的作用,并在力的方向上发生一段位移,物理学中就说此力对物体做了功。2.做功的要素:力和在力的方向上发生位移。3.功是一个过程量——反映了力在作用过程中对空间位移的积累。讨论与交流:人是否对物体做了功?FFs1、力的方向与物体运动的方向相同F表示力的大小,s表示位移的大小,用W表示力F所做的功:如果力F与位移的方向既不垂直又不相同呢?W=Fs思考:如何计算功的大小?lFFFαFαFα根据力的等效性原理,可以把计算F做功的问题转化为分别求F1和F2做功的问题。W1=F1s=FscosαW2=0W=W1+W2W=FscosαF2F12、力的方向与物体运动的方向不相同若将位移s分解,结果如何?Fss1s2α90。s1=scosαs2=ssinαW1=Fs1=FscosαW2=0W=Fscosα1、公式:W=Fscosα力对物体所做的功,等于力的大小、位移的大小、力与位移夹角的余弦这三者的乘积。3、单位国际单位:焦耳(焦)单位符号:J1J=1N×1m=1N·m二功的计算2、功是标量对功的公式的理解1.公式只能用于求恒力的功;2.角是“力的方向和位移方向的夹角”,而不是题目中的某一个以命名的角;3.功与物体做什么运动无关;4.位移都是以地面为参照系的。αCOSαW物理意义α=π/2α<π/2π/2<α≤πCOSα=0COSα>0COSα<0W=0W>0W<0表示力F对物体不做功表示力F对物体做正功表示力F对物体做负功三正功和负功正负功的物理意义:功是标量,功的正负既不表示方向也不表示大小.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的运动,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物体的运动,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)。W总=W1+W2+W3+……1、功是标量,所以合力做的功(即总功)就等于各分力做功的代数和:W总=F合scosθ2、力是矢量,故可以先用平行四边形定则求合力,再求合力做的功:四总功的计算1.关于功的论述,下列说法中正确的是()A.大力做的功多B.+5J的功比-5J的功多C.物体做加速运动时做的功比做减速速运动时做的功多D.+10J的功比+5J的功多D3.如图,一个物体在拉力F的作用下,水平向右移动位移为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如何;物体所受的合力是多少;合力所做的功是多少。αFFNfGs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合=Fcosα-f,合力方向向右,与位移同向;合力所做的功为:W=F合scos0°=(Fcosα-f)s1、做功的条件作用在物体上的力物体在力的方向上移动的位移2、功的计算W=Fscosαa、功一定要指明是哪个力对物体做的功b、力必须是恒力3、功是标量,但有正负。正负只表示做功的力的效果。功的正负不表示方向,也不表示大小。4、总功等于各个力对物体所做功的代数和,也就是合力对物体所做的功。