3、運(yùn)動員用2000N的力把質(zhì)量為0.5kg的球踢出50m,則運(yùn)動員對球所做的功是[ ]
A.200J B.10000J C.25J D.無法確定
2、用400N的力在水平地面上拉車行走50m,拉力與車前進(jìn)的方向成30°角。那么,拉力對車做的功是[ ]
A.2.0×104J B.1.0×104J C.1.7×104J D.以上均不對
1、關(guān)于功的概念,以下說法正確的是[ ]
A.力是矢量,位移是矢量,所以功也是矢量;
B.功有正、負(fù)之分,所以功也有方向性;
C.若某一個(gè)力對物體不做功,說明該物體一定沒有位移;
D.一個(gè)力對物體做的功等于這個(gè)力的大小、物體位移大小及力和位移間夾角的余弦三者的乘積。
5、如果一個(gè)物體在變力作用下運(yùn)動,可以用微元法來計(jì)算變力所做的功。先把軌跡分成___________小段,每小段都足夠小,可認(rèn)為是直線,而且物體通過每小段的_______足夠短,在這樣短的時(shí)間里,力的變化________,可以認(rèn)為是恒定的。對每小段可以用公式W=FLcosα計(jì)算,最后把物體通過各個(gè)小段所做的功加在一起,就是變力在整個(gè)過程中所做的功。
[范例精析]
例1 如圖5-2-1所示,水平面上有一傾角為θ的斜面,質(zhì)量為m的物體靜止在斜面上,現(xiàn)用水平力F推動斜面,使物體和斜面一起勻速向前移動距離L,求物體所受各力做的功各是多少?
解析 先作出示意圖,再對
斜面上的物體受力分析:
重力mg,彈力N=mgcosθ,靜摩擦力f=mgsinθ,它們都是恒力。
,
拓展 這三個(gè)力對物體做的總功WG+WN+Wf=0,也可以先求三個(gè)力的合力,再求總功,勻速運(yùn)動時(shí),F合=0,所以W總=0
例2 如圖5-2-2所示,小物體m位于光滑的斜面M上,斜面位于光滑的水平地面上,從地面上看,在小物體沿斜面下滑的過程中,斜面對小物體的作用力[ ]
A、垂直于接觸面,做功為零
B、垂直于接觸面,做功不為零
C、不垂直于接觸面,做功為零
D、不垂直于接觸面,做功不為零
解析 由于斜面光滑,所以斜面對物體只有支持力作用,支持力屬于彈力,其方向總是垂直于接觸面指向被支持的物體,所以此時(shí)斜面對小物體的作用力應(yīng)垂直于接觸面;討論斜面對小物體的作用力是否做功,關(guān)鍵是看小物體是否在此力的方向上發(fā)生位移,為此有必要定性畫出經(jīng)過一段時(shí)間后小物體發(fā)生的對地位移,由于斜面放在光滑的地面上,小物體在斜面上下滑時(shí),斜面將后退,由圖可知,此力對小物體是做功的,本正確選為B。
拓展 公式W=F·Lcosα中“位移”是指對地位移。斜面是靜止時(shí),小物體的對地位移方向平行于斜面,垂直于支持力,所以支持力不做功。題中指明“斜面位于光滑的水平面上”,隱含條件是:“當(dāng)小物體在斜面上下滑時(shí),斜面將后退”,小物體參與兩種運(yùn)動,一是相對于斜面的滑動,二是跟隨斜面向右的運(yùn)動,使得小物體的對地位移與支持力的方向不垂直。斜面在運(yùn)動,這一因素并不影響斜面的支持力始終與斜面垂直,但影響支持力是否做功。
例3 動滑輪是一種簡單機(jī)械,如圖5-2-3所示,滑輪和繩子的質(zhì)量不計(jì),用力開始提升原來靜止的質(zhì)量為10Kg的物體,以2m/s2的加速度勻加速上升,求開始運(yùn)動后3秒內(nèi)拉力做的功.
解析 設(shè)掛住物體的繩子中的拉力為大小F1,
則F1-mg=ma┄┄①
物體在開始運(yùn)動后三秒內(nèi)上升的位移為S=at2/2┄┄②
拉力的功為W=FLcos00┄┄③
代入數(shù)據(jù)得W=1080J┄┄④
拓展 利用簡單機(jī)械來做功時(shí),可以抓住簡單機(jī)械省力但不能省功的特點(diǎn)。動滑輪是一種簡單機(jī)械,拉力F做的功等于掛住物體的繩子對物體做的功,就可以解決本題所要求的問題。
[能力訓(xùn)練]
4、功是標(biāo)量,沒有方向,但有正負(fù)。當(dāng)物體在幾個(gè)力作用下發(fā)生一段位移L時(shí),這幾個(gè)力對物體所做的總功,等于 代數(shù)和,也等于 __________所做的功。
3、一個(gè)力對物體做負(fù)功,也可以說成物體克服這個(gè)力做功。豎直向上拋出的球,在上升過程中,重力對球做了-6J的功,也可以說成 。
2、功的定義式W=F·Lcosα,它是計(jì)算功的基本公式,不僅適用于恒力做功的計(jì)算,同時(shí)也適用于變力做功的計(jì)算,但由于中學(xué)數(shù)學(xué)知識的限制,中學(xué)階段僅適用于恒力做功的計(jì)算,式中L是指以地面為參考系的位移,α是力F位移L的夾角。當(dāng)α=π/2時(shí),W=0,這時(shí)F與L垂直,力F不做功;當(dāng)α<π/2時(shí),W>0,力F做正功,F起動力作用;當(dāng)π/2<α≤π時(shí),W<0,力F做負(fù)功,F起阻力作用。
1.本節(jié)學(xué)習(xí)功的兩個(gè)要素、功的計(jì)算、正功和負(fù)功、外力對物體做的總功。其中功的計(jì)算、正功和負(fù)功是本節(jié)的重點(diǎn),負(fù)功的物理意義和變力做功是本節(jié)的難點(diǎn)。
5.(必修2學(xué)案) 2功
[要點(diǎn)導(dǎo)學(xué)]
15.(1)贏得倉皇北顧 則知明而行無過已
(2)亂石穿空,驚濤拍岸 夫庸知其年之先后生于吾乎
(3)小人長戚戚 大行不顧細(xì)謹(jǐn)
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