1、推導(dǎo)功的表達(dá)式
W = F s cosα 或 W = F s cosα
功的單位是焦耳(J) 1J=1N·m
3、幾個(gè)力做功的計(jì)算
剛才我們學(xué)習(xí)了一個(gè)力對(duì)物體所做功的求解方法,而物體所受到的力往往不只一個(gè),那么,如何求解這幾個(gè)力對(duì)物體所做的功呢?
如圖所示,一個(gè)物體在拉力F1的作用下,水平向右移動(dòng)位移為s,求各個(gè)力對(duì)物體做的功是多少?各個(gè)力對(duì)物體所做功的代數(shù)和如何? 物體所受的合力是多少?合力所做的功是多少?
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解析:物體受到拉力F1、滑動(dòng)摩擦力F2、重力G、支持力F3的作用。重力和支持力不做功,因?yàn)樗鼈兒臀灰频膴A角為90°;F1所做的功為:W1=Fscosα,滑動(dòng)摩擦力F2所做的功為:W2=F2scos180°=-F2s。各個(gè)力對(duì)物體所做功的代數(shù)和為:W=(F1cosα-F2)s
故:根據(jù)正交分解法求得物體所受的合力F=F1cosα-F2 合力方向向右,與位移同向;合力所做的功為:W=Fscos0°=(F1cosα-F2)s
總結(jié):當(dāng)物體在幾個(gè)力的共同作用下發(fā)生一段位移時(shí),這幾個(gè)力對(duì)物體所做的功可以用下述方法求解:
(1)求出各個(gè)力所做的功,則總功等于各個(gè)力所做功的代數(shù)和;
(2)求出各個(gè)力的合力,則總功等于合力所做的功。
例3:一個(gè)質(zhì)量m=2kg的物體,受到與水平方向成37°角斜向上方的拉力F1=10N,在水平地面上移動(dòng)的距離s=2m。物體與地面間的滑動(dòng)摩擦力F2=4.2N。求外力對(duì)物體所做的總功。
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解析:拉力F1對(duì)物體所做的功為W1= F1scos37°=16J。
摩擦力F2對(duì)物體所做的功為W2= F2scos180°= -8.4J。
外力對(duì)物體所做的總功W=W1+W2=7.6J。
板書設(shè)計(jì):
第二節(jié) 功
1、推導(dǎo)功的表達(dá)式
(1)如果力的方向與物體的運(yùn)動(dòng)方向一致,該怎樣計(jì)算功呢?
物體m在水平力F的作用下水平向前行駛的位移為s,如圖1所示,求力F對(duì)物體所做的功。
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在問題一中,力和位移方向一致,這時(shí)功等于力跟物體在力的方向上移動(dòng)的距離的乘積。
W = F s
(2)如果力的方向與物體的運(yùn)動(dòng)方向成某一角度,該怎樣計(jì)算功呢?物體m在與水平方向成α角的力F的作用下,沿水平方向向前行駛的距離為s,如圖2所示,求力F對(duì)物體所做的功。
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分析并得出這一位移為s cos α。至此按功的前一公式即可得到如下:
計(jì)算公式: W = F s cosα
按此公式考慮(再根據(jù)公式W=Fs做啟發(fā)式提問),只要F與s在同一直線上,乘起來就可以求得力對(duì)物體所做的功。在圖2中,我們是將位移分解到F的方向上,如果我們將力F分解到物體位移s的方向上,看看能得到什么結(jié)果?
由于物體所受力的方向與運(yùn)動(dòng)方向成一夾角α,可根據(jù)力F的作用效果把F沿兩個(gè)方向分解:即跟位移方向一致的分力F1,跟位移方向垂直的分力F2,如圖所示:
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據(jù)做功的兩個(gè)不可缺少的因素可知:分力F1對(duì)物體所做的功等于F1s。而分力F2的方向跟位移的方向垂直,物體在F2的方向上沒有發(fā)生位移,所以分力F2所做的功等于零。所以,力F所做的功W=W1+W2=W1=F1s=Fscosα
力F對(duì)物體所做的功等于力的大小、位移的大小、力和位移夾角的余弦這三者的乘積。即:
W = F s cosα
W表示力對(duì)物體所做的功,F(xiàn)表示物體所受到的力,s物體所發(fā)生的位移,α力F和位移之間的夾角。功的公式還可理解成在位移方向的分力與位移的乘積,或力與位移在力的方向的分量的乘積。
例題1:F=100N、s=5m、α=37°,計(jì)算功W? W=400N·m。就此說明1N·m這個(gè)功的大小被規(guī)定為功的單位,為方便起見,取名為焦耳,符號(hào)為J,即1J=1N·m。
在國際單位制中,功的單位是焦耳(J) 1J=1N·m
初中我們學(xué)過做功的兩個(gè)因素是什么?(一是作用在物體上的力,二是物體在力的方向上移動(dòng)的距離。)
擴(kuò)展:高中我們已學(xué)習(xí)了位移,所以做功的兩個(gè)要素我們可以認(rèn)為是:①作用在物體上的力;②物體在力的方向上移動(dòng)的位移。
導(dǎo)入:一個(gè)物體受到力的作用,且在力的方向上移動(dòng)了一段位移,這時(shí),我們就說這個(gè)力對(duì)物體做了功。在初中學(xué)習(xí)功的概念時(shí),強(qiáng)調(diào)物體運(yùn)動(dòng)方向和力的方向的一致性,如果力的方向與物體的運(yùn)動(dòng)方向不一致呢?相反呢?力對(duì)物體做不做功?若做了功,又做了多少功?怎樣計(jì)算這些功呢?本節(jié)課我們來繼續(xù)學(xué)習(xí)有關(guān)功的知識(shí),在初中的基礎(chǔ)上進(jìn)行擴(kuò)展。
21.
萬事萬物皆有“源”:活水源的生機(jī)來源于涓涓的泉水,朱熹的睿智來源于博覽群書,白洋淀婦女們的勇敢來源于夫妻、家國之愛,《紅樓夢(mèng)》的不朽來源于作者對(duì)中國文化的精深理解與對(duì)世態(tài)人情的深刻體驗(yàn)……
請(qǐng)結(jié)合社會(huì)生活,以“ 之源”為題,談?wù)勀銓?duì)“源”的認(rèn)識(shí)。
要求:
1、 把題目補(bǔ)充完整。
2、 不少于700字。
壬戌之秋,七月既望,蘇子與客泛舟游于赤壁之下。① ,水波不興。舉酒屬客,誦明月之詩,歌窈窕之章。少焉,月出于東山之上,② 。白露橫江,水光接天。縱一葦之所如,③ 。④ ,而不知其所止;飄飄乎如遺世獨(dú)立,羽化而登仙。
于是飲酒樂甚,扣舷而歌之。歌曰:“桂棹兮蘭槳,擊空明兮溯流光。渺渺兮予懷,⑤ !笨陀写刀春嵳,倚歌而和之。其聲嗚嗚然,如怨如慕,⑥ ;余音裊裊,⑦ 。⑧ ,泣孤舟之嫠婦。
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