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第 1 、2 节追寻守恒量 —— 能量功
一、 追寻守恒量 —— 能量
1.伽利略斜面实验探究
如图所示,让静止的小球沿一个斜面滚下,小球将滚上另一个对接斜面,没
有摩擦时, hA =hB 。始、末位置高度相同,小球运动中守恒的量叫能量。
2 .势能
相互作用的物体凭借其位置而具有的能量。
3 .动能
物体由于运动而具有的能量。
4 .在伽利略的理想斜面实验中,小球的动能和势能相互转化,但二者的总量
是不变的。
二、功
1.功的定义
一个物体受到力的作用,并在力的方向上发生了一段位移,我们就说这个力
对物体做了功。
2 .做功的因素
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。
3 .功的公式
(1) 力 F 与位移 l 同向时: W =Fl 。
(2) 力 F 与位移 l 有夹角 α时:W =Flcos_ α,其中 F、l、cos α分别表示力的
大小、位移的大小、力与位移夹角的余弦。
(3) 各物理量的单位:力的单位是 N ,位移的单位是 m ,功的单位是 N ·m ,即
J 。
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4 .正功和负功
夹角 α 的范围 做功情况 物理意义
α= cos α=0 ,W=0,即力 F 对物体不做功 F 不是动力也不是阻力
0≤ α< cos α0 ,W>0,即力 F对物体做正功 F 是动力
cos α0,W<0,即力 F 对物体做负功或者说
< α≤ π F 是阻力
物体克服力 F 做功
5 .合力的功
功是标量,当物体在几个力的共同作用下,发生一段位移时,这几个力对物
体所做的总功等于各个力分别对物体所做功的代数和,也等于这几个力的合力对
这个物体所做的功。
1.自主思考 —— 判一判
(1)在伽利略的斜面实验中,若有摩擦,则 hA hB 。( √)
(2)在伽利略的斜面实验中,若有摩擦,能量不再守恒。 ( ×)
(3) 竖直上抛运动中,动能、势能相互转化,且二者的总量保持不变。 ( √)
(4) 公式 W =Fl 中的 l 是物体运动的路程。 ( ×)
(5) 力 F1 做功 10 J ,F2 做功- 15 J ,力 F1 比 F2 做功少。 ( √)
(6) 力对物体不做功,说明物体位移一定为零。 ( ×)
2.合作探究 —— 议一议
(1) 下面几幅图片中人或机械做了功的有哪几幅?做功的大小与哪些因素有
关?
提示:人推小车运动,人对小车做了功,做功的大小与人的推力大小、小车
位移的大小有关;人推汽车,汽车没动,人对汽车没做功;起重机吊起货物,起
重机对货物做了功,功的大小与起重机拉力的大小、货物上升的高度有关。
(2) 总功指物体受到的所有力对物体做功的总和,物体的合力不做功,是否意
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味着它所受到的所有外力都不做功呢?
提示:不是。总功为零可能是各力都不做功,也可能是各力
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