1、新知1负功阅读短文,回答问题.如果一个物体受到力的作用,并且在力的方向上移动了一段距离,这个力就对物体做了功.当力的方向与运动的方向相同时,力对物体有加速的效果,使物体的动能有增大的趋势;当力的方向与运动的方向相反时,力对物体有减速的效果,使物体的动能有减小的趋势.也就是说,力的方向与运动方向的关系相反时,力做功对物体动能的影响也是相反的,因此力的方向与运动方向相反时,做的功可以用负数来表示,我们称力对物体做了负功,这等同于我们常说的物体克服这个力做了功.有了负功的概念,我们就可以对物体受到的多个力分别做的功进行合成.当一个物体在几个力的共同作用下运动时,这几个力对物体做的总功,等于各个力分别
2、对物体所做的功的代数和,也等于这几个力的合力对物体所做的功.(1)F1与F2是作用在物体上的一对平衡力;在F1对物体做功50 J的过程中,F2对物体做的功是_J,F1和F2做的总功是J.(2)物体(选填“上升”或“下降”)时,重力对物体做负功;请你再举一个力做负功的例子:.新知2机械能的计算阅读短文,回答问题.物体由于运动而具有的能叫作动能,动能用Ek表示,物体的动能Ek与物体的质量m、速度v的关系为Ek=12mv2.物体在一个过程中动能的变化量,等于物体受到的力在该过程中对物体做的总功,这个结论叫作动能定理.物体由于被举高而具有的能叫作重力势能,势能用Ep表示,物体的重力势能Ep与物体的质量
3、m、高度h的关系为Ep=mgh.物体在一个过程中重力势能的变化量,等于物体受到的重力在该过程中对物体做的功的相反数.物体由于发生弹性形变而具有的能叫作弹性势能,弹性势能的表达式是Ep=12kx2,其中k是弹簧的劲度系数,x是弹簧的形变量.(1)如图所示,物块从光滑斜面底端沿斜面向上运动,初速度为v,则物块在斜面上运动的最大高度h=.(2)质量为m的物体以初速度v0在粗糙的水平面上运动,如果物体受到的滑动摩擦力大小恒为f,则:当物体的初速度为1 m/s时,滑行的最大距离为1 m;则当物体的初速度为2 m/s时,滑行的最大距离是m.已知物体受到的摩擦力的大小与物体对接触面的压力成正比,即f=FN(
4、为常数),则当物体初速度相同时,增大物体的质量,物体滑行的最大距离将(填如何变化).创新预测1.一枚子弹以90 J的动能垂直射入厚度是5 cm的木板,如图所示,射穿后的动能是10 J.子弹射穿木板的过程中受到的平均阻力是N.2.在物理学中,物体由于被举高而具有的能叫重力势能,可用Ep表示,重力势能Ep与物体的质量m、被举的高度h之间的定量关系可用Ep=mgh表示;物体由于运动而具有的能叫动能,可用Ek表示,物体的动能Ek与物体的质量m、运动速度v的定量关系可用Ek=12mv2表示.如图所示,一个质量m为5 kg的物体,从长s为10 m、倾角为30的光滑斜面顶端由静止自由滑行到斜面底端(不计空气
5、阻力,g=10 N/kg).请完成下列问题:(1)该物体自斜面顶端由静止自由滑行到斜面底端的过程中,重力对物体做功多少焦耳?(2)由于斜面光滑且不计空气阻力,所以物体从斜面顶端滑行到斜面底端的过程中机械能守恒,该物体从斜面顶端由静止自由滑行到斜面底端的瞬时速度大小为多少?新知1.(1)-500(2)上升物体在粗糙水平面上滑行,滑动摩擦力做负功新知2.(1)v22g(2)4不变创新预测1.1 600【解析】根据题意,子弹射穿木板过程中动能的减少量Ek=E1-E2=90 J-10 J=80 J,动能的减少量等于阻力做的功,故平均阻力f=Ws=Eks=80J0.05m=1 600 N.2.(1)G=mg=5 kg10 N/kg=50 Nh=ssin 30=10 m12=5 m则重力对物体做的功W=Gh=50 N5 m=250 J(2)由题意可知,物体从斜面顶端自由滑行到底端的过程中机械能守恒,即物体的重力势能完全转化为动能,则有Ek=Ep,即12mv2=mgh可得v2=2gh,v=2gh,解得v=10 m/s