人教版 (2019)必修 第二册第八章 机械能守恒定律1 功与功率教课ppt课件

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一个滑雪运动员以一定的初速度从山顶沿崎岖的山路加速滑下，如果已知人和装备的总质量，假设滑雪者运动过程中受到的阻力大小保持不变（包括摩擦和空气阻力），并且测量出了山顶到山脚的高度差以及滑雪道的长度，能否用牛顿运动定律求出运动员滑到山脚的瞬时速率。
做功的必要因素是什么？
载重汽车上装载着货物（货物与车厢始终保持静止，没有打滑）在平直公路上匀加速行驶了120米，汽车对车上装载的货物做功了吗？
概念：如果物体受到了力的作用，并在力的方向上发生了位移，我们就说力对物体做了功。
物体在力的方向上发生的位移
重物运动的方向与拉力的方向一致，则拉力对物体做的功为力的大小与重物移动距离的乘积。
马拉雪橇时拉力方向和雪橇运动方向间有一个角度。这时应当怎样计算功呢？
当力的方向与位移方向有一夹角α，如何求功呢？
二.功的计算公式
功是标量，单位是焦耳(J)
适用条件：恒力做功力对物体做功只与物体的运动过程有关位移是指物体的对地位移
功的正负是由什么决定的？
力对物体做正功
当 时，
功的正负是由力与受力物体位移的夹角α决定的
炮弹在炮筒内高压气体推力的作用下速度越来越大，动能增加。这种情况下推力对物体做了正功。
取完全相同的2个金属小球，一个在空气中，另一个在某种液体中，从同一高度同时释放。
一个小球在真空中做自由落体运动，另一个同样的小球在黏性较大的液体中由静止开始下落。它们都由高度为h1 的地方下落到高度为h2 的地方。在这两种情况下，重力做的功相等吗？动能的变化相等吗？为什么？
重力做的功相等，动能的变化不相等
四.总功的计算方法
当一个物体在几个力的共同作用下发生一段位移时，这几个力对物体所做的总功，是各个力分别对物体所做功的代数和。可以证明，它也就是这几个力的合力对物体所做的功。
一个质量为150kg 的雪橇，受到与水平方向成37°角斜向上方的拉力，大小为500N，在水平地面上移动的距离为5m。地面对雪橇的阻力为100 N，cs37°＝0.8。求各力对雪橇做的总功。
拉力F和阻力Ff所做功的代数和
力对物体所做的总功为二者的代数和，即
ƩFy=0ƩFx=Fx-Ff
合力对雪橇做的总功W=ƩFxl
例题1. 用1000N的水平拉力拉质量为500kg的大车沿拉力方向移动10m，用相同的水平拉力拉质量为50kg的小车也沿拉力方向移动10m，则两次拉力所做的功相比较（ ）
拉大车做功多拉小车做功多两次做功一样多无法判断
例题2. 建筑工人用20N的水平恒力推着小车在粗糙的水平面上前进了5m，放手后，小车又前进了2m才停下来，则小车运动的过程中，人的推力所做的功为（ ）
100J140J60J无法确定
例题3. 关于功的正负，下列叙述中正确的是（ ）
正功表示功的方向与物体运动方向相同负功表示功的方向与物体运动方向相反正功表示力与位移的夹角小于π/2，负功表示力与位移的夹角大于π/2正功表示做功的力为动力，负功表示做功的力为阻力
例题4. 质量为m的物体以一定的初速度滑上斜面（斜面足够长），上滑到最高点后又沿原路返回。已知斜面倾角为θ ，物体与斜面的动摩擦因数为μ，上滑的最大高度为h。则物体从开始滑上斜面到滑回到出发点的过程中，重力、摩擦力各做了多少功？
在本题中，要分段计算物体沿斜面上滑和下滑的过程中摩擦力所做的功，是因为从整个过程看摩擦力是变力，而 只适用于恒力做功。
如图所示，一个物体在变力作用下由A点到B点做曲线运动，要计算变力所做的功该怎么办呢？
可以把曲线分割成很多小段，看成由许多极小的位移Δli累积而成。对极小的位移Δli，可以看做直线，而且力Fi在该段位移过程中的变化很小，可以认为是恒定的。因此对每一个极小位移的过程都可以用公式计算功，再把每一小段力所做的功累积起来。
ΔWi=FiΔli csα
方法1.利用无限分割的思想
滑雪者受到的阻力大小不变，方向总是与极小位移的方向Δli相反，许多极小位移Δli的累积就是路程：滑雪道的长度S，所以摩擦力做功与路径有关，Wf总=-FfS
如果一个物体在粗糙水平地面上沿曲线运动，若摩擦力大小不变，我们可以直接用公式求出摩擦力所做的功。其中S是物体运动的路程
做出仅方向不变的变力F随位移l 变化的图象，图线与横轴所围的面积（图中阴影部分的面积）即为变力所做的功。