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1、第七章 机械能守恒定律,2.功,1.追寻守恒量-能量,劳厄,物理学的任务是发现普遍的自然规律。因为这样的规律的最简单的形式之一表现为某种物理量的不变性，所以对守恒量的寻求不仅是合理的，而且也是极为重要的研究方向。,1 伽利略的理想实验说明什么？,2 什么是势能和动能？,3 你能举出生活中的守恒事例吗？,一 追寻守恒量,伽利略的理想实验：,伽利略理想斜面实验（斜面均光滑）,高 度,速 度,此消彼长,在不变中又蕴涵了什么呢？,伽利略斜面实验表明，小球在运动过程中，“有某一量是守恒的”，这个量叫做能量或能。,说明：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
2、。,几种常见的能量形式,相互作用的物体凭借其位置而具有的能，叫做势能。势能包括重力势能和弹性势能,物体由于运动而具有的能，叫做动能。,探究1：滚摆中的能量转化,探究2：单摆中的能量转化,1在图5-1所示的伽利略的斜面理想实验中（斜面光滑），以下说法正确的是 ( ) A小球从A到B运动的过程动能保持不变 B小球从A到B运动的过程势能减少 C只有小球从B到C运动的过程中动能和势能的总和不变 D小球在斜面CD上运动的最大距离等于AB2下列实例中,动能转化为势能的是 ( ) A竖直上抛的正在上升的石块. B上紧发条的玩具汽车正在行驶. C从高处下落的乒乓球 D从斜槽上滚下的钢珠,B,A,3关于伽利略的
3、斜面实验,以下说法正确的是 （ ） A无论斜面是否光滑,小球滚上的高度一定与释放的高度相同. B实际上,小球滚上的高度会比释放的高度要小一些. C只有在斜面绝对光滑的理想条件下,小球滚上的高度才与释放的高度相同. D伽利略的斜面理想实验反映了在小球的运动过程中存在某个守恒量.,BCD,在认识能量的历史过程中，人们建立了功的概念，因而功和能是两个密切联系的物理量，即如果物体在力的作用下能量发生了变化，那么这个力一定对物体做了功。 那么，功的概念是怎么建立的，我们又怎样计算呢？,请同学们回忆初中学过的功的知识，举例说明什么是做功过程？做功过程需要满足什么条件？,做功的两个必要因素：,公式: W=
4、Fl,功的单位: 焦耳 符号: J,力,物体在力的方向上通过一定的距离,发生位移,二 功,如图,物块在水平拉力F作用下发生位移l,拉力F 做功 W= Fl,l,重力mg 不做功,支持力FN不做功,做功的两个必要因素：,力,物体在力的方向上,发生位移,力的方向和位移的方向相同时， W = Fl,力的方向和位移的方向垂直时， 不做功,力的方向和位移的方向夹角 时,？,结论：,l,F,F,其中 为力的方向与位移的方向之间的夹角,结论：,F,l,l,l ,F,其中 为力的方向与位移的方向之间的夹角,方案2：分解位移,说明:,力和位移必须具备同时性,只适用于求恒力做功, F 表示力的大小，l 表示位移的
5、大小， 表示力的方向和位移的方向之间的夹角,如何判断力的方向与位移的方向之间的夹角？,数学知识：,两条直线的夹角,两条有向线段的夹角,讨论:,当 时,当 时,当 时,W 0，力对物体做正功；,W = 0，力对物体不做功；,W 0，力对物体做负功,或说成物体克服这个力做功.,小车的位移为 l ，水平向右，求外力 F 做的功,思考：功是标量还是矢量？,如何判断一个物理量是标量还是矢量？,1、标量没有方向，矢量有方向,2、运算法则标量代数相加减，矢量加减满足平行四边形法则,在光滑水平面上，物体受两个沿水平方向、互相垂直的大小分别为3N和4N的恒力，从静止开始运动10m，求每个力做的功和合力做的功。,
6、F=5N,结论：功是标量,代数和,功的正、负号不表示方向，仅表示做功的效果不同,计算几个力所做总功的方法：,（2）先求出各个力所做的功，再求其代数和,（1）先求出这几个力的合力 F 的大小和方向，再求合力 F 所做的功，即为总功,例1 : 一个质量 m = 150kg 的雪橇，受到与水平方 向成 角斜向上方的拉力F =500N，在 水平地面上移动的距离l=5m。物体与地面的 滑动摩擦力 f =100N，求力对物体所做的总功。,学生练习,例2 : 如图所示, 光滑斜面长为 l ,底角为 ，固 定在水平地面上，一质量为 m 的物块（不 计大小）由斜面顶端开始下滑,求物块下滑 至底端的过程中各力做的
7、功.,l,学生练习,例3: 如图所示，在倾角 = 37的斜面上，质 量m=10 kg的物体在平行斜面向上的拉力 F = 120 N作用下，沿斜面上滑距离l = 2 m， 已知物体与斜面间动摩擦因数 = 0.5。 （1）计算各力对物体做的功； （2）计算物体所受各力所做的总功。 （取g = 10 m/s2）,F,学生练习,例4:如图所示,物体A放置在水平桌面上，其右侧 固定着一个定滑轮O，细绳跨过定滑轮,一端P 固定在墙壁上，在另一端Q用水平力F向右， 物体A向右滑动l的过程中，力F做了多少功?（上、下两段绳均保持水平，不计滑 轮及绳的质量）,P,学生练习,正代表动力做功,使物体的能量增加，负代表阻力做功,使物体的能量减少,功是标量，没有方向、但是有正负.,只适用于求恒力做功,一、伽利略斜面实验表明： “有某一量是守恒的”，这个量叫做能量。 1、势能：相互作用的物体凭借其位置而具有的能量。 2、动能：物体由于运动而具有的能量。,二 功,