2019-2020年高中物理 第四章 機(jī)械能和能源 第1節(jié) 功學(xué)案 粵教版必修2.doc

2019-2020年高中物理 第四章 機(jī)械能和能源 第1節(jié) 功學(xué)案 粵教版必修21、 學(xué)習(xí)目標(biāo)1、 在初中基礎(chǔ)上理解正功、負(fù)功、總功2、 會(huì)用公式計(jì)算功2、 學(xué)習(xí)重點(diǎn)難點(diǎn)力對(duì)物體做功與物體所處狀態(tài)的關(guān)系三、課前預(yù)習(xí)（自主探究）1定義：如果一個(gè)物體受到 的作用，并且物體在 通過(guò)了一段 ，就說(shuō)這個(gè)力對(duì)物體做了機(jī)械功，簡(jiǎn)稱功2公式：W ，即力對(duì)物體做的功等于力的大小、位移的大小以及力和位移夾角 的乘積3功的正負(fù)：功是標(biāo)量，只有 ，沒(méi)有 ，但有正負(fù)正功表示力對(duì)物體做動(dòng)力功，負(fù)功表示力對(duì)物體做 功(往往說(shuō)成是物體克服這個(gè)力做功)4.（單選）下列關(guān)于力做功的說(shuō)法中，正確的是( )A人用力F=300N將足球踢出，球在空中飛行40m，人對(duì)足球做功1200JB人用力推物體，但物體未被推動(dòng)，人對(duì)物體做功為零C物體豎直上升時(shí)，重力不做功D只有恒力才能做功，變力不能做功5. 起重機(jī)豎直吊起質(zhì)量為m的重物，上升的加速度是，上升的高度是h，則起重機(jī)對(duì)貨物所做的功是( ) AmghBmh Cm（g）hDm（g-）h四、課堂活動(dòng)（1）小組合作交流知識(shí)點(diǎn)1 怎樣才算做了功如右圖所示，果農(nóng)從地面挑起荔枝筐的過(guò)程中，對(duì)扁擔(dān)做 ，因?yàn)檫@段時(shí)間內(nèi)他挑擔(dān)子的力和擔(dān)子位移的方向 ；當(dāng)他挑著荔枝筐行走時(shí)（不考慮擔(dān)子重心的上下移動(dòng)），對(duì)扁擔(dān) 做功，因?yàn)榇藭r(shí)果農(nóng)肩膀?qū)Ρ鈸?dān)的支持力與位移方向 。答案：正功，相同，沒(méi)有，垂直。重點(diǎn)歸納對(duì)力有沒(méi)有做功的理解 1、功的定義：如果一個(gè)物體受到力的作用，并使物體在力的方向上發(fā)生一段位移，就說(shuō)這個(gè)力對(duì)物體做了機(jī)械功，簡(jiǎn)稱功。2、做功的兩個(gè)條件（缺一不可）：（1）力的作用（2）在力的方向上發(fā)生了位移3、一些有力或位移但不做功的情況：（1）有力但無(wú)位移，如推箱子但沒(méi)有把箱子推動(dòng)（2）無(wú)力有位移，如勻速直線運(yùn)動(dòng)，所受合外力為零，雖發(fā)生位移但也不做功。（3）有力有位移，但位移與力垂直，如勻速圓周運(yùn)動(dòng)，所受合外力與位移時(shí)刻垂直，合外力也不做功。知識(shí)點(diǎn)2 如何計(jì)算功如右圖所示，纖夫拉船的力的方向與船前進(jìn)的方向往往不會(huì)成一條直線，而是有一定的夾角。不在同一方向時(shí)，拉力對(duì)船 （選填“做功”或“不做功”）。 根據(jù)力的合成與分解，我們可以把纖夫拉船的力分解成 方向的力和 方向的力，再用 方向的分力乘位移求解。重點(diǎn)歸納對(duì)功的計(jì)算的理解1、功的計(jì)算公式：。即力對(duì)物體所做的功等于力的大小、位移的大小以及力和位移夾角的余弦的乘積。2、功的計(jì)算公式中的標(biāo)失性：公式中，F(xiàn)為力的大小，s為位移的大小，功為標(biāo)量3、利用計(jì)算功時(shí)注意事項(xiàng)：一定要明確是哪個(gè)力做的功。4、公式中各量的單位：F牛（N）；s米（m）；W焦耳（J），1J=1Nm，即1J等于1N的力使物體在力的方向上發(fā)生1m的位移時(shí)所做的功的大小。5、功的大小的決定因素：只取決于F、s及兩者夾角的余弦值。6、如何靈活應(yīng)用功的計(jì)算公式：不要生搬硬套公式，一般通過(guò)分解力或分解位移的方法求解?？梢岳斫鉃槲矬w沿力F方向上位移的大小，或可以理解為力F沿位移s方向的分力大小。7、公式適用情況：計(jì)算恒力功，而對(duì)于變力功需要把整個(gè)過(guò)程分成許多小段，物體通過(guò)每小段的時(shí)間足夠短，在這足夠短的時(shí)間里，力的變化很小，可認(rèn)為是恒定的。這樣，對(duì)每小段用公式計(jì)算功，再把物體通過(guò)各小段所做的功加在一起，就等于變力在整個(gè)過(guò)程中所做的功。知識(shí)點(diǎn)3 功的正負(fù)、總功如右圖所示，人用力推箱子，當(dāng)箱子向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，力的方向與箱子位移方向夾角，W 0.這表示力F對(duì)物體做 功。若上述中，W 0.這表示力F對(duì)物體做 功。重點(diǎn)歸納對(duì)正功、負(fù)功、總功的理解1、正功表示在力的作用下發(fā)生的位移與力的方向一致，即這個(gè)做功的力是動(dòng)力。2、負(fù)功表示在力的作用下發(fā)生的位移與力的方向相反，即這個(gè)力做功的力是阻力，一個(gè)力對(duì)物體做負(fù)功，也可以說(shuō)成是物體克服這個(gè)力做功。3、根據(jù)力F的方向與位移s的方向的夾角判斷。此方法一般用于物體做直線運(yùn)動(dòng)的情況。4、根據(jù)力F的方向與物體運(yùn)動(dòng)速度v的方向的夾角判斷。此方法一般用于物體做曲線運(yùn)動(dòng)的情況。5、總功：等于各分力做功的代數(shù)和易錯(cuò)易混關(guān)于摩擦力做功和作用力與反作用力做功1摩擦力做功特點(diǎn)：摩擦力可做正功也可做負(fù)功，還可以不做功(1)靜摩擦力舉例：當(dāng)物體在傾斜傳送帶上隨傳送帶一起向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，靜摩擦力做正功；若隨傳送帶向下運(yùn)動(dòng)則靜摩擦力做負(fù)功；在粗糙的水平圓盤(pán)上的物體隨圓盤(pán)做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，靜摩擦力提供向心力，不做功(2)滑動(dòng)摩擦力舉例：如圖417所示，當(dāng)將物體輕輕放在運(yùn)動(dòng)的傳送帶上時(shí)，滑動(dòng)摩擦力做正功；圖4-1-7當(dāng)傳送帶不動(dòng)，物體沖上傳送帶時(shí)，滑動(dòng)摩擦力做負(fù)功；當(dāng)物體在地面上滑動(dòng)，地面受到的摩擦力不做功2作用力與反作用力做功(1)作用力與反作用力的特點(diǎn)：大小相等、方向相反，但作用在不同物體上(2)運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)：在作用力、反作用力的作用下，物體可能向相反方向運(yùn)動(dòng)，也可能向同一方向運(yùn)動(dòng)，也可能一個(gè)運(yùn)動(dòng)、而另一個(gè)靜止，還可能兩物體都靜止(3)由WFscos 可判斷，作用力的功與反作用力的功，沒(méi)有必然的關(guān)系，即不一定一正一負(fù)、不一定絕對(duì)值相等（2）課堂小測(cè)單項(xiàng)選擇題1下列關(guān)于功的概念的說(shuō)法中，正確的是( )A力對(duì)物體做功多，說(shuō)明物體的位移一定大B力對(duì)物體做功少，說(shuō)明物體受的力一定小C力對(duì)物體不做功，說(shuō)明物體一定沒(méi)有位移D功的多少是由力的大小和物體在力的方向上的位移大小共同決定的2一物體在相同的水平恒力作用下，分別沿粗糙的水平地面和光滑的水平地面移動(dòng)相同的距離，恒力做的功分別為W1和W2，下列說(shuō)法正確的是( )AW1W2 BW1>W2 CW1<W2 D條件不足，無(wú)法比較W1和W2的大小3水平地面上放一個(gè)質(zhì)量為0.5 kg的足球，某同學(xué)用50 N的力踢球，使球向前運(yùn)動(dòng)了2 m下列關(guān)于該同學(xué)對(duì)球做功的說(shuō)法正確的是( )A該同學(xué)對(duì)球做了100 J的功 B該同學(xué)對(duì)球做了10 J的功C該同學(xué)對(duì)球做的功為100 J D條件不足，無(wú)法確定4一人乘電梯從1樓到30樓，在此過(guò)程中經(jīng)歷了先加速，后勻速，再減速的運(yùn)動(dòng)過(guò)程，則電梯支持力對(duì)人的做功情況是( )A加速時(shí)做正功，勻速時(shí)不做功，減速時(shí)做負(fù)功B加速時(shí)做正功，勻速和減速時(shí)做負(fù)功C加速和勻速時(shí)做正功，減速時(shí)做負(fù)功圖4-1-11D始終做正功雙項(xiàng)選擇題5如圖4111所示，一個(gè)物體放在水平面上，在跟豎直方向成角的斜向下的推力F的作用下沿平面移動(dòng)了距離s.若物體的質(zhì)量為m，物體與地面之間的摩擦力大小為f，則在此過(guò)程中( )A摩擦力做的功為fs B力F做的功為Fscos C力F做的功為Fssin D重力做的功為mgs 6下列關(guān)于作用力、反作用力的做功問(wèn)題中，說(shuō)法正確的是 ( )A作用力做功，反作用力也必定做功B作用力做正功，反作用力不一定做負(fù)功C作用力做功的數(shù)值一定等于反作用力做功的數(shù)值D僅根據(jù)作用力做功情況不能判斷反作用力做功情況圖41127如圖4112所示，甲、乙兩物體的質(zhì)量相等，放置在同一水平面上，它們與接觸面的動(dòng)摩擦因數(shù)均為，作用力的大小均為F，使物體運(yùn)動(dòng)的位移均為s，力F對(duì)甲、乙兩物體所做的功分別為W1、W2，摩擦力對(duì)甲、乙兩物體所做的功分別為W3、W4，則下列表達(dá)式正確的是( )AW1W2 BW3W4 CW1>W2 DW3<W48質(zhì)量為m的物體與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，物體從靜止開(kāi)始，在水平拉力F作用下運(yùn)動(dòng)了s后，突然撤去水平拉力F，物體又運(yùn)動(dòng)了s而停止，則下列說(shuō)法中正確的是( )A力F對(duì)物體做的功為Fs B滑動(dòng)摩擦力對(duì)物體做的功為mgsC滑動(dòng)摩擦力對(duì)物體做的功為Fs D物體所受的合力做功為09如右圖所示，質(zhì)量為m的木塊放在傾角為的斜面上與斜面一起水平向左勻速運(yùn)動(dòng)，木塊( )A對(duì)斜面的壓力大小為mgcos B所受的支持力對(duì)木塊不做功C所受的摩擦力對(duì)木塊做負(fù)功 D所受的摩擦力方向可能沿斜面向下計(jì)算題：10質(zhì)量為2 kg的物體，在拉力F的作用下，沿豎直方向做直線運(yùn)動(dòng)的速度時(shí)間圖象如圖所示(取豎直向上為正方向)，空氣阻力不計(jì)，g取10 m/s2.試求：(1)在加速運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，合外力做的功；(2)在勻速運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，拉力F做的功五、課外作業(yè)六、課后反思