高中物理《功》學(xué)案5 新人教版必修2

1、功一、功的概念1、概念：一個物體受到力的作用,并且在這個力的方向上發(fā)生了一段位移,就說這個力對物體做了功. (定義):力和力的作用點通過位移的乘積2.做功的兩個必要因素： 力 和 物體在力的方向上的位移3、公式： WFScos （為F與s的夾角）說明：(1)公式只適用于恒力做功 位移是指力的作用點通過位移(2)要分清“誰做功，對誰做功”。即：哪個力對哪個物體做功。(3)力和位移都是矢量：兩種思路：可以分解力也可以分解位移。如：位移：沿力方向分解，與力垂直方向分解。(4)功是標(biāo)量，沒有方向，但功有正、負值。其正負表示力在做功過程中所起的作用。正功表示動力做功(此力對物體的運動有推動作用)，負功表

2、示阻力做功，功的正負表示還表示能的轉(zhuǎn)移方向(5)功大小只與F、s、這三個量有關(guān)與物體是否還受其他力、物體運動的速度、加速度等其他因素?zé)o關(guān)，也與物體運動的路徑無關(guān)與物體的運動形式(無論是勻速或變速)無關(guān)，也與物體同時受到的其他力無關(guān).提到做功：一定要明確？力對？物體在？個過程中做功，正還是負，數(shù)值是多少。做功后能量如何轉(zhuǎn)化。(6)討論：當(dāng)=00 時， WFS表示力的方向與位移方向相同。力對物體做正功 當(dāng)0a900時， W0，力對物體做正功； 當(dāng)=900時， W0，力對物體不做功； 當(dāng)9001800時，W0，力對物體做負功或說成物腳體克服這個力做功，從二個角度來描述同一個問題當(dāng)=1800 時， W

3、-FS表示力的方向與位移方向相反。力對物體做負功4、功正、負的三種判斷方法：一個力對物體做不做功，是正功還是負功，判斷的方法是：力與位移之間夾角：常用于判斷恒力做功情況。力與速度之間夾角：常用于判斷曲線運動力做功情況為銳角時，力對物體做正功，為鈍角時，力對物體做負功，為直角時，力對物體不做功。看物體之間是否有能量的轉(zhuǎn)化：若有則一定有能量的轉(zhuǎn)化，常用與關(guān)聯(lián)物體做曲線運動情況。5、力學(xué)中求功方法：公式求： WFScos（只適用于恒力做功，可分角力也可分角位移） W=Pt動能定理：W=EK2一Ek1，能量的轉(zhuǎn)化情況求，（功是能量轉(zhuǎn)達化的量度）F-s圖象，圖象與位移軸所圍均“面積”為功的數(shù)值6、兩類不

4、同的力做功求解的典型情況一類是與勢能相關(guān)的力，如重力、彈簧的彈力、電場力等，它們的功與路程無關(guān)系，只與位移有關(guān)。另一類是滑動摩擦力，空氣阻力等，這類力做功與物體的運動路徑有關(guān)。滑動摩擦力做功要看物體運動的路程，這是摩擦力做功的特點，必須牢記。7.功和能單位：焦耳（J) 1 J1N·m. 1ev=1.6 10-19 J8.物理意義：表示力在空間上的積累效應(yīng)，是能的轉(zhuǎn)化的量度9. 力的三種效果: 力的瞬時效應(yīng),改變物體的運動狀態(tài),產(chǎn)生加速成度.力的時間積累效應(yīng):使物體產(chǎn)生沖量,改變物體的動量. 是動量轉(zhuǎn)化的量度力的空間積累效應(yīng)， 對物體做功, 改變物體的能量,是能的轉(zhuǎn)化的量度二、注意的幾

5、個問題F：當(dāng)F是恒力時，我們可用公式WFscos運算；當(dāng)F大小不變而方向變化時，分段求力做的功；當(dāng)F的方向不變而大小變化時，不能用WFscos公式運算（因數(shù)學(xué)知識的原因），我們只能用動能定理求力做的功S：是力的作用點通過的位移，用物體通過的位移來表述時，在許多問題上學(xué)生往往會產(chǎn)生一些錯覺，在后面的練習(xí)中會認識到這一點，另外位移S應(yīng)當(dāng)弄清是相對哪一個參照物的位移 功是過程量：即做功必定對應(yīng)一個過程（位移），應(yīng)明確是哪個力在哪一過程中的功 什么力做功：在研究問題時，必須弄明白是什么力做的功點評：求功，必須清楚地知道是哪個力的功，應(yīng)正確地畫出力、位移，再求力的功規(guī)律方法 1、功的計算方法1.由公式W

6、=Fs cos求解 (兩種處理辦法)：W等于力F乘以物體在力F方向上的分位移scos,即將物體的位移分解為沿F方向上和垂直F方向上的兩個分位移W等于力F在位移s方向上的分力Fcos乘以物體的位移s，即將力F分解為沿s方向和垂直s方向的兩個分力注意：這種方法只能用來計算恒力做功（軌跡可以是直線也可以是曲線）2、多個力的總功求解用平行四邊形定則求出合外力，再根據(jù)wF合scos計算功注意應(yīng)是合外力與位移s間的夾角分別求各個外力的功：W1F1 scos1， W2=F2scos2再求各個外力功的代數(shù)和3、變力做功問題WF·scos是用來計算恒力的功，若是變力，求變力的功只有通過將變力轉(zhuǎn)化為恒力

7、，再用WFscos計算有兩類不同的力：一類是與勢能相關(guān)聯(lián)的力，比如重力、彈簧的彈力以及電場力等，它們的功與路徑無關(guān)，只與始末點的位置有關(guān)；另一類是滑動摩擦力、空氣阻力等，在曲線運動或往返運動時，這類力(大小不變)功等于力和路程（不是位移）的積根據(jù)功和能關(guān)系求變力的功如：根據(jù)勢能的變化求對應(yīng)的力做的功，根據(jù)動能定理求變力做的功，等等根據(jù)功率恒定，求變力的功，W=Pt.求出變力F對位移的平均力來計算，當(dāng)變力F是位移s的線性函數(shù)時，平均力作出變力F隨位移，變化的圖象，圖象與位移軸所圍均“面積”即為變力做的功4、做功求解的典型情況注意力、沖量、功的區(qū)別除了它們的物理定義、單位以及是標(biāo)量還是矢量以外，從

8、動力學(xué)觀點來看：（1）力和物體的運動狀態(tài)的變化存在著瞬時因果關(guān)系，即力是產(chǎn)生加速度的原因，有力才有加速度，力變加速度變，它們之間的因果規(guī)律用牛頓第二定律來表達（2）力的沖量反映的是力持續(xù)在一段時間的作用效果的累積量其結(jié)果是要引起物體動量的改變，它們之間的因果規(guī)律用動量定理來表達（3）功是力持續(xù)作用在一段空間位移上的作用效果的累積量，是標(biāo)量其結(jié)果是要引起物體動能的改變，它們之間的因果規(guī)律用動能定理來表達作用力和反作用力的做功作用力與反作用力同時存在，作用力做功時，反作用力可能做功，也可能不做功，可能做正功，也可能做負功，不要以為作用力與反作用力大小相等、方向相反，就一定有作用力、反作用力的功數(shù)值

9、相等，一正一負所以作用力與反作用力做功不一定相等，但沖量的大小相等摩擦力的做功 A、靜摩擦力做功的特點（1）靜摩擦力可以做正功，也可以做負功，還可以不做功。（2）在靜摩擦力做功的過程中，只有機械能的相互轉(zhuǎn)移（靜摩擦力起著傳遞機械能的作用），而沒有機械能轉(zhuǎn)化為其他形式的能（3）相互摩擦的系統(tǒng)內(nèi)，一對靜摩擦力所做功的代數(shù)和總為零。 B滑動摩擦力做功的特點如圖所示，上面不光滑的長木板，放在光滑的水平地面上，一小木塊以速度V0從木板的左端滑上木板，當(dāng)木塊和木板相對靜止時，木板相對地面滑動了S，小木塊相對木板滑動了d，則由動能定理知：滑動摩擦力對木塊所做功為： W木塊=一f（dS）滑動摩擦力對木板所做功為： W木板=fs所以，木塊動能增量為： EK木塊=一f（ds）木板動能增量為： EK木板=fs由得：EK木塊EK木板=一fd式表明木塊和木板組成的系統(tǒng)的機械能的減少量等于滑動摩擦力與木塊相對木板的位移的乘積。這部分減少的能量轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。故滑動摩擦力做功有以下特點：1）滑動摩擦力可以對物體做正功，也可以對物體做負功，當(dāng)然也可以不做功。2）一對滑動摩擦力做功的過程中，能量的轉(zhuǎn)化有兩個方面：一是相互摩擦的物體之間機械能的轉(zhuǎn)移；