11機械功學(xué)案1

1、1.1機械功學(xué)案1【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1、 理解功的概念，知道力和物體在力的方向上發(fā)生位移是做功的兩個不可缺少的因素；2、理解正功、負(fù)功的概念，知道在什么情況下力做正功或負(fù)功；3、知道合外力所做的總功等于各個力所做的功的代數(shù)和。【學(xué)習(xí)重點】1、物體在力的方向上的位移與物體運動方向的位移；2、使學(xué)生掌握功的計算式?！局R要點】1. 功的定義式阡Fscosa,它是計算功的基本公式，僅適用于恒力做功的計算，式中s是指以地面為參考系的位移，a是力F與位移s的夾角。當(dāng)a=?r/2時，W=Q這時F與s垂直，力尸不做功；當(dāng)a<7tH時，W>0力尸做正功，F(xiàn)起動力作用；當(dāng)澎2<ajr時，W<0

2、力F做負(fù)功，E起阻力作用。2. 一個力對物體做負(fù)功，也可以說成物體克服這個力做功。豎直向上拋岀的球，在上升過程中，重力對球做了 -6J的功，也可以說成物體克服重力做功6J。3. 功是標(biāo)量，沒有方向，但有正負(fù)。當(dāng)物體在幾個力作用下發(fā)生一段位移s時，這幾個力對物體所做的總功，等于代數(shù)和，也等于所做的功。4. 如果一個物體在變力作用下運動，可以用微元法來計算變力所做的功。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，在這樣短的時間里，力的變化，可以認(rèn)為是恒定的。對每小段可以用公式片F(xiàn)scosa計算，最后把物體通過各個小段所做的功加在一起，就是變力在整個過程中所做的功【典

3、型例題】例1如圖所示，水平面上有一傾角為<9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 Z,求物體所受各力做的功各是多少?解析先作岀不意圖，再對斜面上的物體受力分析重力mg,彈力N=mgcosB靜摩擦力f=mgsmQ它們都是恒力。Wg = mgL cos = 0 , Wn = NL cos(- 6) = mgLsmOcosdW = fL cos（ 一 6） = -mgL sin 6 cos 0拓展這三個力對物體做的總功W+VN+WrO也可以先求三個力的合力，再求總功，勻速運動時，F(xiàn)合=0,所以W例2如圖所示，小物體所位于光滑的斜面ML

4、,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，夕：C. 不垂直于接觸面，做功為零I ;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，為此有必要定性畫岀經(jīng)過一段時間后小物體發(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,斜面將后退，由圖可知，此力對小物體是做功的，本正確

5、選為B。拓展公式 W=F-scosa中“位移是指對地位移。斜面是靜止時，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，斜面將后退”，小物體參與兩種運動，一是相對于斜 面 的滑動，二是跟隨斜面向右的運動，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械，如圖所示，滑輪和繩子的質(zhì)量不計，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，求開始運動后3s內(nèi)拉力做的功.解析設(shè)掛住物體

6、的繩子中的拉力為大小句，貝U F-mg=ma- 物體在開始運動后三秒內(nèi)上升的位移為s=at 1/2 -拉力的功為 W=FscosQ( §)代入數(shù)據(jù)得陀1080J-拓展利用簡單機械來做功時，可以抓住簡單機械省力但不能省功的特點。動滑輪是一種 單機械，拉力 E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?！痉此肌俊具_(dá)標(biāo)訓(xùn)練】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. 若某一個力對物體不做功，說明該物體一定沒有位移；D. 一個力對物體做的功等于這個力的大小、物體位移大小及力和位移間夾角的

7、余弦三的乘積。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. 2.0x104JB. 1.0x10 4 JC. 1.7X1O4JD. 以上均不對3、運動員用2000N的力把質(zhì)量為0.5kg的球踢岀50m,則運動員對球所做的功是（）A. 200JB. 10000JC. 25JD. 無法確定4、 關(guān)于功的正負(fù)，下列敘述中正確的是（）A. 正功表示功的方向與物體運動方向相同，負(fù)功為相反B. 正功表示功大于零，負(fù)功表示功小于零C. 正功表示力和位移兩者之間夾角小于90。，負(fù)功表示力和位移兩者之間夾角大于90。D. 正功表示做功的力為動力，負(fù)功

8、表示做功的力為阻力5、以初速度豎直向上拋岀一個質(zhì)量為，的小球，上升最大高度是如果空氣阻力f的大小恒定，則從拋岀到落回岀發(fā)點的整個過程中，空氣阻力對小球做的功為（）A. 0B- -fliC. -2mghD. -2fli6、如圖，小球在大小不變的拉力F的作用下，在水平槽內(nèi)做圓周運動。如果圓半徑為R,拉力尸的方向恒與小球瞬時速度方向一致，則在小球運動一周過程中，拉力F所做的功為。F7、某人利用如圖所示的裝置，用100N的恒力尸作用于不計質(zhì)量的細(xì)繩的一端，將物體從水平面上的/點移到3點。已知cti=30 ° ct2=37。，A=1.5m, sin37°= 0.8，不計滑輪質(zhì) 量及繩與滑 輪間的摩擦，求繩的拉力對物體所做的功?達(dá)標(biāo)訓(xùn)練參考答案】1、D