第2节 功和能
一、课前预习:
1、机械功的原理:使用任何机械时, 对机械所做的 总是等于机械
,简称为 ,公式 。
2、功的原理是机械的 ,是机械做功所遵循的 ,由此说明任何机械
。
3、能的概念:如果一个物体的能够对别的物体 ,我们就说这个物体具有能量。
4、能的转化, 的过程就是能量转化的过程,做了多少 ,就表示有多少
从一种形式 为另一种形式。所以说: 是能量变化的量度。
5、做功的机械是 、 的装置,机械做功,只能将能量从 转移到
,或者将 转化为 ,它不能 或者 。
二、典例分析:
例1 如图所示,质量为m的物体,受水平力F的作用,在粗糙的水平面上运动,下列说法中正确的是()
A.如果物体做加速直线运动,F一定对物体做正功
B.如果物体做减速直线运动,F一定对物体做负功
C.如果物体做匀速直线运动,F也可能对物体做正功
D.如果物体做匀速直线运动,F一定对物体做正功
分析:水平面粗糙,物体除受F外,还受摩擦力 作用, 的方向总是与物体运动方向相反
当F的方向与物体运动方向相同,且 时,物体作加速直线运动,此时物体的位移与F方向一致,F作正功,故选A.
当F的方向与物体运动速度方向相同,且 时,物体作匀速直线运动,此时物体的位移方向也和F方向一致,F作正功,故选D.
物体作减速直线运动的情况有两种,其一、F和v方向一致,但 ,此种情况物体做正功;其二、F和v方向相反,即与 方向相同,此种情况F做负功故选C.
解:本题正确选项是ACD.
点评:F做正功还是负功,要看F的方向与位移方向是相同还是相反,当物体做加速或匀速直线运动时,F的方向一定与位移方向相同;当物体做减速直线运动时包括两种情况,一种是力F方向与位移方向相反,即物体向左运动,这样力F做负功,另一种情况是力F方向与位移方向相同(此时F小于摩擦力),F做正功.
例2 用水平恒力F作用在质量为M的物体上,使之在光滑的水平面上沿力的方向移动距离s,恒力做功为 ,再用该恒力作用于质量为m( )的物体上,使之在粗糙的水平面上移动同样距离s,恒力做功为 ,则两次恒力做功的关系是( )
A. B. C. D.无法判断
分析:在粗糙水平面上移动一段距离,跟在光滑水平面上移动的相同距离,对力F做功来说, 是相同的,即 。
解:正确选项为C.
点评:求功时,必须要明确哪个力在哪个过程中的功.根据功的定义,力F所做的功与F的大小及在F的方向上发生的位移大小的乘积有关,与物体是否受其它力及物体的运动状态等其它因素均无关.即力做功具有独立性.
例3 如图所示,拉力F使质量为m的物体匀速地沿着长为L倾角为 的斜面的一端向上滑到另一端,物体与斜面间的动摩擦因数为 ,分别求作用在物体上各力对物体所作的功.
分析:选物体为研究对象,其受力为拉力F,重力mg,弹力 ,摩擦力 。
解:(1)拉力F对物体所做的功为
由于物体作匀速运动,故