第一节 追寻守恒量——能量第二节 功
1.了解能量、势能、动能的概念及意义。
2.知道能量守恒是自然界的重要规律,初步理解能量的转化。
3.知道W=Flcosα的使用条件,会用它进行有关计算。
4.知道功是标量,理解正功、负功、不做功的含义。
5.知道总功的概念,会求多个力的总功。
1.追寻守恒量
(1)伽利略的斜面实验探究如图所示。
①过程:不计一切摩擦,将小球由斜面A上某位置滚落,它就要继续滚上另一个斜面B。
②现象:无论斜面B比斜面A陡些或缓些,小球的速度最后总会在斜面上的某点变为0,这一点距斜面底端的竖直高度与它出发时的高度相同。
③结论:这一事实说明某个量是守恒的。在物理学中我们把这个量叫做能量或能。
(2)势能:相互作用的物体凭借其位置而具有的能量。
(3)动能:物体由于运动而具有的能量。
(4)能量转化:小球从斜面A上下落的过程中,势能转化为动能;沿斜面B升高时,动能转化为势能。
2.功
(1)概念:一个物体受到力的作用,并在力的方向上发生了一段位移,这个力就对物体做了功。
(2)做功的两个不可缺少的因素:①力;②物体在力的方向上发生的位移。
(3)做功的公式:W=Flcosα,其中F、l、α分别为力的大小、位移的大小和力与位移方向的夹角。当力F与位移l同向时,W=Fl。
(4)单位:国际单位制中,功的单位是焦耳,简称焦,符号是J。
3.正功和负功
功是标量,由W=Flcosα可知:
(1)当α=时,W=0,力对物体不做功,力既不是阻力也不是动力。
(2)当0≤α<时,W>0,力对物体做正功,做功的力是动力。
(3)当<α≤π时,W<0,力对物体做负功,或说成物体克服这个力做功,做功的力是阻力。
4.总功的两种计算方法
(1)先计算每个力对物体所做的功,然后求所有力做功的代数和。
(2)先求出合力F合,然后由W合=F合lcosα计算总功,此时α为F合的方向与l的方向的夹角。
判一判
(1)力F1、F2做的功分别为10 J和-15 J,则力F1比F2做功多。( )
(2)力F1、F2做的功分别为W1=10 J,W2=-15 J,则W1、W2的方向相反。( )
(3)力F1、F2做的功分别为10 J和-15 J,则力F1和F2做的总功为-5 J。( )
提示:(1)× 功的正负不表示做功的多少,只表示做功的力是阻力还是动力,10 J小于-15 J。
(2)× 功是标量,没有方向。