第七章机械能守恒定律第123节.doc

第七章 机械能守恒定律 第一节 追寻守恒量 第二节 功 第三节 功率 ? 二. 知识要点?? 1. 理解人类寻找守恒量的意义和方法 2. 理解功的概念，知道力和物体在力的方向上发生位移是做功的两个必不可缺的因素，知道功的计算公式会用这个公式计算恒力的功，理解正功和负功的概念，知道在什么情况下做正功或负功，知道什么是几个力对物体所做的总功，也等于各个力分别对物体做功的代数和了解变力做功计算方法。 3. 理解功率的概念，能运用功率公式，进行有关的计算，理解公式的意义能用来解释现象，计算瞬时功率和平均功率，能用公式讨论机动车起动问题。 ? 三. 重难点解析： 1. 寻找守恒量 寻找守恒量：守恒定律是自然界的普遍规律，已成为人们认识自然的重要工具，寻找守恒量的目的就是揭示、发现自然界的普遍规律，以便认识自然、利用自然。 在伽利略的理想实验中小球滚下斜面A，如图1所示。它就要继续滚上另一个斜面B。重要的是，伽利略发现了具有启发性的事实：无论斜面B比斜面A陡些或缓些，小球最后总会在斜面上的某点停下来，这点距斜面底端的竖直高度与它出发时的高度相同。看起来，小球好像“记得”自己起始的高度。然而，“记得”并不是物理学的语言。在物理学中，把这一事实说成什么呢? 图1 那就是可以用一个物理量来反映这个包含记忆功能的规律，能量就是人们较早的发现这样记忆功能的物理量。初中学过的动能、势能和互相转化并且保持总和不变，就是基本规律。??? ??? 能量与物体的运动相对应，是对物体不同运动形式的统一的量度，不同的运动形式对应不同的能量。 ?? 不同的运动形式在相互转化的过程中对应的能量也在不断地转化着，总的能量守恒意味着运动是守恒的，不能被消灭，能量守恒定律使人类对自然界有了本质的定量的认识。 2. 功的概念 （1）功的定义 物体在力的作用下沿力的方向发生一段位移，则这个力对物体做了功。 从定义可以看出做功的两个必要因素。（1）力；（2）在力的方向上发生的位移。 没有力根本谈不上做功，人不能对空中飞行的飞机施力不能对飞机做功。 三国演义中的张飞喝断当阳桥、喝断水倒流，只能是人类的幻想。 对物体施力，物体也运动，运动位移不在力的方向上或力的方向上位移分量为零，则力对物体不做功。如小球沿水平桌面滚动，重力和桌面的支持力不做功。 注意做功是一个物理概念，不是日常口语与生活中工作的概念，和做工的概念不同。 工作时，有些活动可能做功，有些活动可能不做功。 （2）功值的计算 若物体（可看作质点）在恒力F作用下，在力的方向上发生位移为l，则力F对物体做功。 若恒力与位移夹角为则：，α为F、l正方向夹角。 当α=0时，，就是（1）中公式。 应用公式注意： ① 式中F是恒力，若是变力计算公式形式相同计算方法数学还未学到（2）中公式只适用于恒力做功。 ② 公式中位移是相对于地面的。在物体可以看做质点时S是物体的位移，当物体不可以看作质点时，l是力的作用点的位移，为力的方向上发生的位移。 ③ 力F与l在时间上是对应的，l是F作用时发生的，F取消后发生的位移与F不是做功的条件了。 （3）功的单位：F为牛，l为米，W单位是牛·米，又叫焦耳。 （4）做功是一个过程是力F持续作用下在位移上的积累。也就是力F在位移l内能使物体运动状态改变多少的量度。 （5）功是标量正负不表示方向。 正功和负功 由功的计算公式看， 当时，，力对物体做正功。 当时，，力不做功（有力无功）。 当时，，力对物体做负功，又称物体克服阻力做功。负功不是大小是表示谁对谁做功，力对物体做负功，力是阻力，力不能使物体加速，力使物体减速。 功的符号不表示大小。正号表示动力对物体做功，负号表示阻力对物体做功，符号反映了做功的力的效果，与大小无关。所以，一8J的功比5J的功大。 （6）做功的物理意义 做功过程是能量转变的过程。如人推车前进，人的推力，对车做功，本质就是人的体能转变为车运动的机械能最终转变为摩擦产生的内能。又如人提起重物人对重物做功，人的体能转变为物体的机械能。 （7）合力的功等于几个力对物体做的总功 当物体在几个F1、F2、F3…Fn的共同作用下，发生位移l。这几个力对物体做的总功就是它们的合力对物体做的功，数值等于各个力做功的代数和。 ，式中、…为各力分别与l的夹角，是合力与l的夹角。 （8）变力的功 变力做功W=Fl，不成立，如把悬挂的小球从A点缓慢地拉到B点，F做的功，，这是因为是变化的。 （2）一般方法：把整个做功过程分割为足够小的小段，把位移分割为很多微小位移在每一微小段上力可以看作恒力，求出每一微小位移上力做功值，把所有微小位移上做功求和即为总位移上力所做的功。 （3）利用示功图计算，若是恒力则，若F为变力，则。 （9）摩擦力的功 滑动摩擦力和静摩擦力都可以对物体不做功。 如图2物块A从斜槽上滑下