3、运动员用2000N的力把质量为0.5kg的球踢出50m,则运动员对球所做的功是[ ]
A.200J B.10000J C.25J D.无法确定
2、用400N的力在水平地面上拉车行走50m,拉力与车前进的方向成30°角。那么,拉力对车做的功是[ ]
A.2.0×104J B.1.0×104J C.1.7×104J D.以上均不对
1、关于功的概念,以下说法正确的是[ ]
A.力是矢量,位移是矢量,所以功也是矢量;
B.功有正、负之分,所以功也有方向性;
C.若某一个力对物体不做功,说明该物体一定没有位移;
D.一个力对物体做的功等于这个力的大小、物体位移大小及力和位移间夹角的余弦三者的乘积。
5、如果一个物体在变力作用下运动,可以用微元法来计算变力所做的功。先把轨迹分成___________小段,每小段都足够小,可认为是直线,而且物体通过每小段的_______足够短,在这样短的时间里,力的变化________,可以认为是恒定的。对每小段可以用公式W=FLcosα计算,最后把物体通过各个小段所做的功加在一起,就是变力在整个过程中所做的功。
[范例精析]
例1 如图5-2-1所示,水平面上有一倾角为θ的斜面,质量为m的物体静止在斜面上,现用水平力F推动斜面,使物体和斜面一起匀速向前移动距离L,求物体所受各力做的功各是多少?
解析 先作出示意图,再对
斜面上的物体受力分析:
重力mg,弹力N=mgcosθ,静摩擦力f=mgsinθ,它们都是恒力。
,
拓展 这三个力对物体做的总功WG+WN+Wf=0,也可以先求三个力的合力,再求总功,匀速运动时,F合=0,所以W总=0
例2 如图5-2-2所示,小物体m位于光滑的斜面M上,斜面位于光滑的水平地面上,从地面上看,在小物体沿斜面下滑的过程中,斜面对小物体的作用力[ ]
A、垂直于接触面,做功为零
B、垂直于接触面,做功不为零
C、不垂直于接触面,做功为零
D、不垂直于接触面,做功不为零
解析 由于斜面光滑,所以斜面对物体只有支持力作用,支持力属于弹力,其方向总是垂直于接触面指向被支持的物体,所以此时斜面对小物体的作用力应垂直于接触面;讨论斜面对小物体的作用力是否做功,关键是看小物体是否在此力的方向上发生位移,为此有必要定性画出经过一段时间后小物体发生的对地位移,由于斜面放在光滑的地面上,小物体在斜面上下滑时,斜面将后退,由图可知,此力对小物体是做功的,本正确选为B。
拓展 公式W=F·Lcosα中“位移”是指对地位移。斜面是静止时,小物体的对地位移方向平行于斜面,垂直于支持力,所以支持力不做功。题中指明“斜面位于光滑的水平面上”,隐含条件是:“当小物体在斜面上下滑时,斜面将后退”,小物体参与两种运动,一是相对于斜面的滑动,二是跟随斜面向右的运动,使得小物体的对地位移与支持力的方向不垂直。斜面在运动,这一因素并不影响斜面的支持力始终与斜面垂直,但影响支持力是否做功。
例3 动滑轮是一种简单机械,如图5-2-3所示,滑轮和绳子的质量不计,用力开始提升原来静止的质量为10Kg的物体,以2m/s2的加速度匀加速上升,求开始运动后3秒内拉力做的功.
解析 设挂住物体的绳子中的拉力为大小F1,
则F1-mg=ma┄┄①
物体在开始运动后三秒内上升的位移为S=at2/2┄┄②
拉力的功为W=FLcos00┄┄③
代入数据得W=1080J┄┄④
拓展 利用简单机械来做功时,可以抓住简单机械省力但不能省功的特点。动滑轮是一种简单机械,拉力F做的功等于挂住物体的绳子对物体做的功,就可以解决本题所要求的问题。
[能力训练]
4、功是标量,没有方向,但有正负。当物体在几个力作用下发生一段位移L时,这几个力对物体所做的总功,等于 代数和,也等于 __________所做的功。
3、一个力对物体做负功,也可以说成物体克服这个力做功。竖直向上抛出的球,在上升过程中,重力对球做了-6J的功,也可以说成 。
2、功的定义式W=F·Lcosα,它是计算功的基本公式,不仅适用于恒力做功的计算,同时也适用于变力做功的计算,但由于中学数学知识的限制,中学阶段仅适用于恒力做功的计算,式中L是指以地面为参考系的位移,α是力F位移L的夹角。当α=π/2时,W=0,这时F与L垂直,力F不做功;当α<π/2时,W>0,力F做正功,F起动力作用;当π/2<α≤π时,W<0,力F做负功,F起阻力作用。
1.本节学习功的两个要素、功的计算、正功和负功、外力对物体做的总功。其中功的计算、正功和负功是本节的重点,负功的物理意义和变力做功是本节的难点。
5.(必修2学案) 2功
[要点导学]
15.(1)赢得仓皇北顾 则知明而行无过已
(2)乱石穿空,惊涛拍岸 夫庸知其年之先后生于吾乎
(3)小人长戚戚 大行不顾细谨
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