功(高一物理)

高中物理机械能守恒------------功第1/6页1．功的概念（1）如果一个物体受到力的作用，并且在力的方向上发生了位移，物理学中就说这个力对物体做了功。（2）在物理学中，力和物体在力的方向上发生的位移，是做功的两个不可缺少的因素。2．功的公式W=Fscosα力对物体所做的功，等于力的大小、位移的大小、力和位移的夹角的余弦三者的乘积。在国际单位制中，功的单位是焦耳（J）1J＝1N·m【课堂训练】A、功的计算方法：(1)恒力的功，直接利用W=Flcosα来计算，其中F应是恒力，l是力的作用点的位移，α是F和l方向之间的夹角，Fcosα是F在l方向上的分力，lcosα是l在F方向上的分位移。1、如图2-2-1所示，木块A放在木块B的左上端，用恒力F将A拉至B的右端．第一次将B固定在地面上，F做的功为W1；第二次让B可以在光滑的地面上自由滑动，F做的功为W2．比较两次做功，应有()A．21WWB．21WWC．21WWD．无法比较．2、如图所示,用同样的力F拉同一物体,在甲(光滑水平面)、乙(粗糙水平面)、丙(光滑斜面)、丁(粗糙斜面)上通过同样的距离，则拉力F的做功情况是（）A．甲中做功最少B．丁中做功最多C．做功一样多D．无法比较3、用50N的力拉一个质量为10kg的物体在水平地面上前进，如图所示若物体前进了10m，拉力F做的功W=________J，重力G做的功W2=________J.如果物体与水平面问动摩擦因数μ=0.1，物体克服阻力做功W3=________J.2(sin370.6,cos370.8,10/)gms取4、如图所示，水平传送带正以v＝2m／s的速度运行，两端的距离为l＝10m.把一质量为m＝1kg的物体轻轻放到传送带上，物体在传送带的带动下向右运动.如物体与传送带间的动摩擦因数μ＝0.1，则把这个物体从传送带左端传送到右端的过程中，摩擦力对其做了多少功?摩擦力对皮带做功为多少?2-2-1高中物理机械能守恒------------功第2/6页3．正功、负功（1）当0°≤α＜90°时，cosα为正值，W为正值，称为力对物体做正功，或称为力对物体做功。当α=90°时，cosα=0，W=0，力对物体做零功，即力对物体不做功。当90°＜α≤180°时，cosα为负值，W为负值，称为力对物体做负功，或说物体克服这个力做功。（2）正功、负功的物理意义。正功的意义是：力对物体做功向物体提供能量，即受力物体获得了能量。负功的意义是：物体克服外力做功，向外输出能量（以消耗自身的能量为代价），即负功表示物体失去了能量。（3）功是标量，没有方向，但有正负。功的正负不反映功的大小，它只反映能量转移的方向。B．判断力是否做功及其正负的方法：1、如图所示，木块M上表面是水平的，当木块m置于M上，并与M一起沿固定的光滑斜面由静止开始下滑，在下滑过程中()A.重力对m做正功B.M对m的支持力对m做负功C.M对m的摩擦力对m做负功D.m所受的合外力对m做负功2、质量为m的物体静止在倾角为θ的斜面上，当斜面沿水平方向向右匀速移动了距离s时，如图4-1-9所示，物体m相对斜面静止，则下列说法中不正确的是（）A．摩擦力对物体m做功为零B．合力对物体m做功为零C．摩擦力对物体m做负功D．弹力对物体m做正功3、某物体同时受到三个力作用而做匀减速直线运动，其中F1与加速度a的方向相同，F2与速度v的方向相同，F3与v的方向相反，则：A.F1对物体做正功B.F2对物体做正功C.F3对物体做负功D.合外力对物体做负功4、质量为m的物体，在水平力F作用下，在粗糙的水平面上运动，下列哪些说法正确()A.如果物体做加速直线运动，F一定对物体做正功B.如果物体做减速直线运动，F一定对物体做负功C.如果物体做减速直线运动，F也可能对物体做正功D.如果物体做匀速直线运动，F一定对物体做正功C．关于相互作用力的功作用力和反作用力所做功的数值没有必然的联系。一对作用力和反作用力，可以两个力均不做功；可以一个力做功，另一个力不做功；也可以一个力做正功，另一个力做负功；也可以两个力均做正功或均做负功。1、关于作用力与反作用力做功的关系，下列说法不正确的是（）A．当作用力作正功时，反作用力一定作负功B．当作用力不作功时，反作用力也不作功C．作用力与反作用力所做的功一定是大小相等D．作用力做正功时，反作用力也可以做正功Mm图4-1-9高中物理机械能守恒------------功第3/6页(2)合外力的功：一、先求合外力，再求总功；二、分别求各个力的功，再求各个力对物体做功的代数和，即：W合=W1+W2+W3+……三、动能定理1、如图两个互相垂直的力F1和F2作用在同一物体上，使物体通过一段位移的过程中，力F1对物体做功4J，力F2对物体做功3J，则力F1与F2的合力对物体做的功为A．7JB．1JC．5JD．3.5J2、一质量为kg1的物体被人用手由静止开始向上提升m1，这时物体的速度是sm/2，则下列结论中错误的是A．手对物体做功12JB．合外力对物体做功12JC．合外力对物体做功2JD．物体克服重力做功10JD．分析摩擦力做功静摩擦力做功的特点①静摩擦力可以做正功，也可以做负功，还可以不做功。②在静摩擦力做功的过程中，只有机械能的相互转移（静摩擦力起着传递机械能的作用），而没有机械能转化为其他形式的能．滑动摩擦力做功的特点①滑动摩擦力可以对物体做正功，也可以对物体做负功，当然也可以不做功。②做功与物体的运动路径有关。滑动摩擦力做功要看物体运动的路程，这是摩擦力做功的特点，必须牢记。1、关于摩擦力的功，下列说法中正确的是（）A．静摩擦力总是做正功，滑动摩擦力总是做负功B．静摩擦力对物体不一定做功，滑动摩擦力对物体一定做功C．静摩擦力和滑动摩擦力都可能对物体不做功D．静摩擦力对物体一定做功，滑动摩擦力对物体可能不做功2、如图所示，B物体在拉力F的作用下向左运动，在运动的过程中，A、B间有相互作用的摩擦力，则摩擦力做功的情况是().A．A、B都克服摩擦力做功B．摩擦力对A不做功，B克服摩擦力做功C．摩擦力对A做功，B克服摩擦力做功（D．摩擦力对A、B都不做功3、质量为m的物体沿底面年度均为L、倾角不同的a、b、c三个斜面从顶端滑下，如图所示，物体和斜面间的滑动摩擦因数相同，a、b、c三个斜面与水平面的夹角的关系是321，物体从a、b、c三个斜面顶端到底端过程中，摩擦力做功分别是1W、2W和3W，则它们的关系是（）A．321B．231C．321D．321vF2F1高中物理机械能守恒------------功第4/6页D．求变力的功(1)化变力为恒力：①分段计算功，然后用求和的方法求变力所做的功1、以一定的速度竖直向上抛出一小球，小球上升的最大高度为h，空气的阻力大小恒为F，则从抛出至落回出发点的过程中，空气阻力对小球做的功为（）A．0B．－FhC．－2FhD．－4Fh2.传送带的倾角37，以v=2m/s的速度匀速转动，传送带底端到顶端的距离为l=7m，将物块(可看作质点)轻放于传送带底端，物块质量m=10kg，与传送带间动摩擦因数0.8。求：(1)传送带将物块运送至顶端所用时间是多少？(2)此过程传送带对物块做了多少功？(3)电动机因传送物块做了多少功？(g=10m/s2)o73v②用转换研究对象的方法1、如图2-2-6在光滑的水平面上，物块在恒力F＝100Ｎ的作用下从A点运动到B点，不计滑轮的大小，不计绳与滑轮的质量及绳、滑轮间的摩擦，Ｈ＝2.4ｍ，α＝37°,β＝53°,求绳的拉力对物体所做的功.(2)微元法1、如图，某力F=10N作用于半径R=1m的转盘的边缘上，力F的大小保持不变，但方向始终保持与作用点的切线方向一致，则转动一周这个力F做的总功应为A、0JB、20πJC、10JD、20J(3)功率、动能定理法1、质量为5t的汽车以恒定的输出功率75kW在一条平直的公路上由静止开始行驶，在10s内速度达到10m/s，求摩擦阻力在这段时间内所做的功。(4)作出变力变化的F－l图象，图象与位移轴所围的“面积”即为变力做的功。1、用铁锤把小铁钉钉入木板，设木板对钉子的阻力与钉进木板的深度成正比，已知铁锤第一次将钉子钉进d，如果铁锤第二次敲钉子时对钉子做的功与第一次相同，那么，第二次进入木板的深度是A、(31)dB、(21)dC、(51)2dD、22dFβBAαH2-2-6ROF高中物理机械能守恒------------功第5/6页课后练习1、关于摩擦力对物体做功总是，以下说法正确的是（）A．滑动摩擦力总是做负功B．滑动摩擦力既可以做正功，也可以做负功C．静摩擦力对物体一定不做功D．静摩擦力总是对物体做正功2、用力将质量为kg6的物体竖直向上匀速高举m5.0，再向水平方向匀速移动m5.1，则该力对物体做的功为（g取2/10sm）()A．120JB．100JC．90JD．30J3、质量分别为州m1和m2的两个物体，m1m2，在大小相等的两个力F1和F2作用下沿力的方向移动了相同距离若F1做的功为W1，F2做的功为W2，则()A.W1W2B.W1w2C.W1=W2D.无法确定4、一质量为m的木块在水平恒力F的作用下，从静止开始在光滑水平面上运动，在经过时问t的过程中拉力所做的功为()22.FtAm22.FtBm2.2FtCm22.2FtDm5、用恒力F使质量为10kg的物体以2m／s的速度匀速竖直上升，不计空气阻力，那么2s内恒力F做功()A.80JB.200JC.400JD.480J6、一质量为m的物体在水平恒力F的作用下沿水平面运动，在t0时刻撤去力F，其v-t图象如图所示。已知物体与水平面间的动摩擦因数为μ，则下列关于力F的大小和力F做的功W的大小关系式，正确的是（）A.FmgB.2FmgC.00WmgvtD.0032Wmgvt7、如图所示，一个可以看作质点的物体以一定的初速度沿水平面由A点滑到B点，摩擦力做功大小为W1；若该物体从C点以一定的初速度沿两个斜面滑到D点，两斜面用光滑小圆弧连接，摩擦力做功大小为W2；已知该物体与各接触面的动摩擦因数均相同，则：()A、W1W2B、W1=W2C、W1W2D、无法确定W1和W2的大小关系。DαBβCA高中物理机械能守恒------------功第6/6页8、用力将重物竖直提起，先是从静止开始匀加速上升，紧接着匀速上升.如果前后两过程的运动时间相同，不计空气阻力，则A.加速过程中拉力的功比匀速过程中拉力的功大B.匀速过程中拉力的功比加速过程中拉力的功大C.两过程中拉力的功一样大D.上述三种情况都有可能9、重20N的铁球从离地面40m高处由静止开始下落，若空气阻力是球重的0.2倍，那么该球从下落到着地的过程中，重力对小球做功为________J，空气阻力对小球做功为________J，小球克服空气阻力做功为________J，合外力做功为________J．10、人在A点拉着绳通过一定滑轮吊起质量m=50kg的物体，如图6—1—4所示，开始绳与水平方向夹角为60°，当人匀速提起重物由A点沿水平方向运动s=2m而到达B点，此时绳与水平方向成30°角，求人对绳的拉力做了多少功?11、如图所示，质量kgm2的物体置于粗糙的水平面上，物体与平面间的动摩擦因数为5.0，在力NF20与水平方向夹角37的恒力作用下由静止开始运动s4（取2/10smg）求：（1）力F对物体做的功；（2）物体克服摩擦力做的功