第一节 功
学 习 目 标
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知 识 脉 络
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1.理解功的概念,知道做功的两个因素.
2.知道功是标量,会用功的公式进行计算.
3.理解正功、负功的含义,会计算多个力的总功.(重点、难点)
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一、功及功的计算
1.功的定义
一个物体受到力的作用,并使物体在力的方向上发生一段位移,这个力对物体做了机械功,简称功.
2.做功的两个因素
力和在力的方向上发生的位移,是做功的两个要素.
3.功的计算
(1)力和物体位移方向一致时,W=Fs.
(2)力与物体位移方向的夹角为α时,W=Fscos α,即力对物体所做的功等于力的大小、位移的大小以及力和位移夹角的余弦的乘积.
(3)功的单位为焦耳,符号是J.
1 J等于1 N的力使物体在力的方向上发生1 m的位移时所做的功.即1 J=1 N·m.
(4)功是标量,但有正、负之分.
(5)适用条件:在用公式W=Fscos α计算力F做的功时,F应为恒力.
二、正功、负功及总功
1.正功和负功
α的取值
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cos α
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功的正负
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物理意义
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0≤α<
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cos α>0
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W>0,力
做正功
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做功的力是动力(选填“动力”或“阻力”,下同)
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α=
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cos α=0
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W=0,力不做功
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力既不是动力,也不是阻力
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<α≤π
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cos α<0
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W<0,力做负功
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做功的力是阻力
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2.总功的计算
(1)方法一:几个力对物体做的总功等于各个力分别对物体做功的代数和,即
W总=W1+W2+W3+…+Wn.
(2)方法二:求几个力的总功时,也可以先求这几个力的合力,再应用功的定义式求合外力做的功,即为总功.W合=F合·scos_α.
1.思考判断(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)物体受到力的作用,而且还通过了一段位移,则此力一定做了功. ( )
(2)物体只要受力且运动,该力就一定做功. ( )
(3)公式W=Fs中的s是指物体在力的方向上通过的位移.( )
(4)因为功有正、负,所以功是矢量. ( )
(5)力F1做功10 J,F2做功-15 J,力F1比F2做功少. ( )
(6)合力做的总功一定大于各个力做的功. ( )
【提示】 (1)× 若力与位移方向垂直,此力不做功.
(2)× 若运动方向与力方向垂直,该力不做功.
(3)√
(4)× 功是标量.
(5)√ (6)×