第 七 章 機 械 能功 學 習 功 的 預 備 知 識v1認 識 以 下 各 力 的 大 小 和 方 向 ：v重 力 、 彈 力 、 摩 擦 力 、v2知 道 以 下 各 種 力 的 特 點v平 衡 力 、 作 用 力 與 反 作 用 力 、 向 心 力v3位 移 的 概 念v4矢 量 的 合 成 與 分 解 原 則 閱 讀 課 本 P55 P56回 答 以 下 問 題v勢 能v動 能 相 互 作 用 的 物 體 憑 借 其 位 置 而 具 有 的 能 量叫 做 勢 能物 體 由 于 運 動 而 具 有 的 能 量 叫 做 動 能能 的 轉 換 與 守 恒老 師 語 ： 任 何 物 體 （ 人 ） 都 具 有 能 量 ， 關 鍵 在 于我 們 如 何 把 能 量 進 行 轉 換 ， 讓 其 發(fā) 揮 最 大 的 效 益 分 析 P57， 7 2 1三 張 圖 片v起 重 機 提 起 貨 物 ， 貨 物 在 拉 力 作 用 下 ， 發(fā) 生一 段 位 移 ， 我 們 就 說 拉 力 對 貨 物 做 功v列 車 在 機 車 牽 引 力 作 用 下 發(fā) 生 一 段 位 移 ， 我們 就 說 牽 引 力 對 列 車 做 功v用 手 壓 縮 彈 簧 ， 彈 簧 在 手 的 壓 力 下 發(fā) 生 形 變 ，即 產(chǎn) 生 了 一 段 位 移 ， 我 們 就 說 壓 力 對 彈 簧 做功 。 分 析 ： 做 功 的 因 素 是 什 么 ？v1力v2在 力 方 向 上 的 位 移v小 結 ： 在 分 析 某 力 做 功 時 ， 必 須 找 出 該 力 和在 該 力 作 用 下 的 位 移 v練 習 ： 質 量 為 m的 物 體 ， 在 力 F的 作 用 下 ， 沿粗 糙 水 平 面 向 右 運 動 位 移 為 s， 試 分 析 物 體 受到 的 各 力 是 否 做 功 ？ F 功v1定 義 ： 如 果 力 的 方 向 與 物 體 運 動 的 方 向 一 致 ，力 的 大 小 與 位 移 大 小 的 乘 積 叫 做 功v2公 式 ： W F sv說 明 ：vW 力 F做 的 功vF 做 功 的 力vs 力 F做 功 的 位 移 。 v3公 式 的 適 用 條 件 ：v適 用 于 分 析 恒 力 F做 的 功v4單 位 ： 焦 耳 ， 1J 1Nmv5功 是 標 量 。 練 習v質 量 為 m 2kg的 物 體 ， 在 力 F=10N的 作 用 下 ，沿 粗 糙 水 平 面 向 右 運 動 位 移 為 s=10m， 摩 擦 力f=5N， 試 分 析 物 體 受 到 的 各 力 做 功 的 大 小 ？若 為 光 滑 的 水 平 面 ， 力 F做 功 為 多 少 ？F小 結 ： 某 力 做 功 多 少 與 其 他 力 是 否 存 在 無 關 思 考 ： 當 力 F的 方 向 與 位 移 的 方 向 成某 一 角 度 時 ， 如 何 分 析 力 F的 功 ？v思 路 一 ： 沿 位 移 的 方 向 分 解 力 。 Fs1沿 位 移 方 向 的 力 的 大小 為 Fcos ,其 做 功為 W Fs cos 2垂 直 位 移 方 向 的 力 大小 為 Fsin ,其 位 移 為0， 因 此 ， 不 做 功因 此 力 F做 的 功 W Fs cos 結 論 ： 力 對 物 體 所 做 的 功 等 于 力 的 大 小 、 位 移 大小 、 力 與 位 移 大 小 夾 角 的 余 弦 三 者 的 乘 積 。v思 路 二 ： 沿 力 的 方 向 分 解 位 移 Fs1沿 力 的 方 向 的 位 移 為 s cos ,F做 的 功 為 WFscos2垂 直 于 力 的 方 向 的 位 移為 s sin ,力 F不 做 功因 此 力 F做 功 為 WFscos W Fscos注 意 ： 位 移 是 以 地 面 為 參 考 系 的 討 論v 當 =/2時 ，vcos=0， W=0。 力 F和 位 移 s的 方 向 垂 直 時 ，力 F不 做 功 ； 討 論v 當 /2時 ，vcos 0， W 0。 這 表 示 力 F對 物 體 做 正 功 ； 討 論v 當 /2 時 ，vcos 0， W 0。 這 表 示 力 F對 物 體 做 負 功 。力 對 物 體 做 負 功 ， 也 說 成 “ 物 體 克 服 力 做 功 ” 思 考 ： 當 一 個 物 體 在 幾 個 力 的 共 同 作 用 下 ， 發(fā)生 一 段 位 移 ， 如 何 求 各 力 的 總 功 ？v 如 圖 所 示 ， 物 體 受 到 兩 個力 的 作 用 ， F1 3N， F24N， 物 體 的 位 移 方 向 與 F2的 夾 角 為 370， 大 小為 1m,求 F1、 F2各 力 做 功 分別 為 多 少 ， 它 們 的 合 力 做功 為 多 少 ？ F1 3N F 2 4NsWF1 1.8J， WF2 3.2J， W合 5J從 以 上 結 果 ， 你 能 得 出 什 么 結 論 ？ 結 論 ：合 外 力 對 物 體 做 的 總 功 等 于 各 個 分力 分 別 對 物 體 所 做 功 的 代 數(shù) 和 W= W1+W2+W3+Wn 例 題v一 個 質 量 m=150kg的 雪 撬 ， 受 到 與 水 平 方 向成 370角 斜 向 上 方 的 拉 力 F 500N， 在 水平 地 面 上 移 動 的 距 離 l=5m,雪 橇 與 地 面 間 的 滑動 摩 擦 力 f 100N， 求 力 對 雪 橇 做 的 總 功 。 F v 解 ： 對 物 體 受 力 分 析 如 圖 所 示 ，建 立 沿 位 移 方 向 的 坐 標 系 ， 把力 F分 解 ， 因 此 ， 合 外 力 的 總 功為v W (Fcos -f)sv =(500 0.8-100) 5v =1500Jv 解 法 二 ：v 力 F做 的 功 為v W F Fcos s 2000Jv 阻 力 f做 的 功 為v Wf -fs 500Jv 因 此 總 功 為 W WF+Wf=1500J F fmgFN 練 習v 1一 個 質 量 m=150kg的 雪 撬 ， 受 到 與 水 平 方 向 成 370角 斜 向 上 方 的 拉 力 F 500N， 在 水 平 地 面 上 移 動 的距 離 l=5m,雪 橇 與 地 面 間 的 動 摩 擦 因 數(shù) 為 0.1， 求 力 對雪 橇 做 的 總 功 。v 2一 個 質 量 m=150kg的 雪 撬 ， 受 到 與 水 平 方 向 成 370角 斜 向 下 方 的 拉 力 F 500N， 在 水 平 地 面 上 移 動 的距 離 l=5m,雪 橇 與 地 面 間 的 動 摩 擦 因 數(shù) 為 0.1， 求 力 對雪 橇 做 的 總 功 。 練 習v3一 個 質 量 m=40kg的 雪 撬 ， 放 在 傾 角 為 370的 斜 面 上 ， 用 平 行 斜 面 的 拉 力 F 500N，在 斜 面 上 移 動 的 距 離 l=5m,雪 橇 與 斜 面 間 的 動摩 擦 因 數(shù) 為 0.1， 求 力 對 雪 橇 做 的 總 功 。 思 考 ：v1在 勻 速 圓 周 運 動 中 向 心 力 做 功 的 特 點 是 什 么 ？v在 勻 速 圓 周 運 動 中 向 心 力 永 遠 與 運 動 方 向 垂 直 ，因 此 ， 向 心 力 不 做 功 。v2一 對 作 用 力 與 反 作 用 力 做 功 的 特 點 是 什 么 ？v一 對 作 用 力 與 反 作 用 力 做 功 沒 有 必 然 的 規(guī) 律 。 小 結 ：正功和負功 0/2時 ， W0=/2時 ， W=0總功 各 力 做 功 的 代 數(shù) 和各 力 的 合 外 力 做 功功 功 的 定 義功 的 物 理意 義功 的 計 算 W Fscos