【優(yōu)品】高中物理人教版必修2 第7章第1節(jié)追尋守恒量-能量 第2節(jié)功 課件1

1、人教版 必修二第一節(jié) 追尋守恒量能量第二節(jié) 功第七章機(jī)械能守恒定律1定性了解能量、動能、勢能的含義2理解功的概念3明確功的公式，并會應(yīng)用公式求功4理解功的正負(fù)的含義課前自主預(yù)習(xí)學(xué)習(xí)目標(biāo)1伽利略斜面實驗探究一個事實：讓靜止的小球沿一個斜面滾下，小球?qū)L上另一個對接斜面，沒有摩擦?xí)r，hAhB，如圖所示2能量概念的建立始末位置高度相同，小球運(yùn)動中不變的“東西”叫 能量一、追尋守恒量基礎(chǔ)梳理3深層次分析(1)動能：物體由于 而具有的能量(2)勢能：相互作用的物體憑借其 而具有的能量(3)在伽利略的理想斜面實驗中，小球的 和 可相互轉(zhuǎn)化運(yùn)動位置動能勢能1功的概念和公式二、功概念物體在力的作用下 發(fā)生了變

2、化，那么這個力一定對物體做了功因素(1)力；(2)物體在 上發(fā)生的位移公式(1)力F與位移l同向時：W . (2)力F與位移l有夾角時：W .符號含義其中F、l、cos 分別表示 、 、力與位移夾角的余弦符號單位F的單位是 ，l的單位是 ，W的單位是 .沿力方向的位移力的方向FlFlcos 力的大小位移大小NmJ2.正功和負(fù)功功有正負(fù)之分，但功是 (選填“標(biāo)量”或“矢量”)，功的正負(fù)只表示是動力做功還是阻力做功請根據(jù)功的公式完成下表正功和負(fù)功的判斷標(biāo)量W0 W0 3.總功的計算總功的計算有如下方法：(1)W合 (為F合與位移l的夾角)(2)W合WF1WF2WFn(即總功為各個分力所做功的 )F

3、合lcos 代數(shù)和體育課上，張明踢足球的作用力大小為100 N，足球在地上滾動了20米后停止運(yùn)動小芳同學(xué)這樣計算張明對足球做的功WFl10020 J2 000 J以上功的求法是否正確？提示：不正確踢球時的作用力100 N僅在腳與球接觸時間內(nèi)存在，球在地上滾動前進(jìn)20米的過程中張明對它無作用力，即沿作用力方向的位移不是20 m所以這種求功的方法不正確想一想1正確理解功的概念(1)做功的過程是能量轉(zhuǎn)化的過程，功是能量轉(zhuǎn)化的量度(2)功和能都是標(biāo)量，并且單位相同，但二者是兩個不同的概念：功是在一段過程中力的作用效果，是力在位移上的積累，是引起能量變化的原因和量度；而能量描述的是物體的一種狀態(tài)，是物體

4、具有的做功的本領(lǐng)，物體做功時能量發(fā)生轉(zhuǎn)化(3)功是過程量，對于做功應(yīng)明確哪一個力對什么物體在哪個過程中做功要點名師點撥一、對功的理解2功的公式WFlcos 的理解(1)各字母含義：F表示力的大小，l表示力的作用點相對于地面位移的大小，當(dāng)力的作用點的位移與物體的位移相同時，也常常說是物體相對地面位移的大小，表示力和位移的方向間的夾角(2)公式可表示為WFlcos ，表達(dá)的物理意義是功等于沿力F方向的位移與力的乘積；公式也可表示為WFcos l，表達(dá)的物理意義是功等于位移與沿位移方向的力的乘積(3)公式適用條件：WFlcos 一般用來求恒力的功3功的正負(fù)判定(1)根據(jù)力和位移的夾角判斷例如(如圖所

5、示)，光滑水平面上有一光滑斜面b，a由斜面頂端靜止滑下，b對a的支持力FN對a物體做了負(fù)功，因為支持力FN與位移l之間的夾角大于90.(2)根據(jù)運(yùn)動物體的速度方向和受力方向的夾角判斷例如，人造地球衛(wèi)星在橢圓軌道上運(yùn)行，由如圖所示中的a點運(yùn)動到b點的過程中，萬有引力做負(fù)功因為萬有引力的方向和速度方向的夾角大于90.1恒力功的計算恒力功的計算，可直接應(yīng)用公式WFlcos ，對此公式有兩種理解：(1)WFlcos ，即功等于力F與位移在力F方向上的分量的乘積(2)WFcos l，即功等于F在位移方向上的分量與位移的乘積二、功的計算2總功的計算物體受到多個外力作用時，計算合外力的功，要考慮各個外力共同

6、做功產(chǎn)生的效果，一般有如下兩種方法：(1)先由力的合成與分解法或根據(jù)牛頓第二定律求出合力F合，然后由WF合lcos 計算(2)由WFlcos 計算各個力對物體做的功W1、W2、Wn，然后將各個外力所做的功求代數(shù)和，即W合W1W2Wn.1作用力、反作用力做功的特點(1)作用力與反作用力的特點：大小相等、方向相反，但作用在不同物體上(2)作用力、反作用力作用下的物體運(yùn)動特點：可能向相反方向運(yùn)動，也可能向同一方向運(yùn)動也可能一個運(yùn)動，而另一個靜止，還可能兩物體都靜止(3)由WFlcos 不難判斷，作用力的功與反作用力的功的特點：沒有必然的關(guān)系，即不一定一正一負(fù)、絕對值相等二、作用力、反作用力的功及摩擦

7、力做功特點分析2關(guān)于摩擦力的功(1)靜摩擦力做功的特點靜摩擦力可以做正功，也可以做負(fù)功，還可以不做功例：當(dāng)物體在傾斜的傳送帶上隨傳送帶一起向上運(yùn)動時，靜摩擦力做正功；若隨傳送帶向下運(yùn)動則靜摩擦力做負(fù)功；在粗糙的水平圓盤上的物體隨圓盤做圓周運(yùn)動時，靜摩擦力提供向心力，不做功一對互為作用力和反作用力的靜摩擦力所做的功的總和等于零因為物體之間相對靜止，沒有相對滑動，故兩個物體的位移相同這對靜摩擦力與位移的夾角互補(bǔ)，cos 互為相反數(shù)，所以這對靜摩擦力做的功也互為相反數(shù)，即總和等于零(2)滑動摩擦力做功的特點滑動摩擦力可以做正功，也可以做負(fù)功，還可以不做功如圖所示，當(dāng)將物體輕輕放在運(yùn)動的傳送帶上時，滑

8、動摩擦力做正功；當(dāng)傳送帶不動，物體沖上傳送帶時，滑動摩擦力做負(fù)功；當(dāng)物體在地面上滑動時，地面受到的摩擦力不做功相互摩擦的系統(tǒng)內(nèi)，一對滑動摩擦力所做的總功為負(fù)值由于物體之間有相對滑動，故兩個物體的對地位移并不相等，互為作用力、反作用力的滑動摩擦力做功的總和不為零 例1 如圖所示，B物體在拉力F的作用下向左運(yùn)動，在運(yùn)動的過程中，A、B之間有相互作用的力，則對力做功的情況，下列說法正確的是課堂互動探究題型一、 功的正負(fù)判斷AA、B都克服摩擦力做功BAB間彈力對A、B都不做功C摩擦力對B做負(fù)功，對A不做功DAB間彈力對A不做功，對B做正功解析：A、B間的相互作用力Ff1與Ff2、FAB與FBA如圖所示

9、，A沒有發(fā)生位移，F(xiàn)f2、FBA對A不做功，B發(fā)生了位移，F(xiàn)f1做負(fù)功，F(xiàn)AB與位移成90角，不做功，B、C對，A、D錯答案：BC 判斷一個力對物體做不做功，做正功還是負(fù)功，關(guān)鍵是看力的方向與物體位移方向間的夾角大小題后總結(jié) 【針對訓(xùn)練】 1.如圖所示，物體靜止在斜面上，現(xiàn)使物體隨著斜面一起向右勻速運(yùn)動，通過一段位移s，則()A靜摩擦力對物體做了正功B支持力對物體做了負(fù)功C重力對物體做了正功D合外力對物體做功為零解析：物體m受豎直向下的重力、沿斜面向上的靜摩擦力及垂直斜面向上的支持力作用，而物體的位移方向是水平向右的，由恒力做功公式WFlcos .靜摩擦力對物體做正功：WfFfscos (為斜

10、面傾角)支持力對物體做負(fù)功：WFNFNscos (90)重力對物體不做功：WGGscos 900合外力為0，對物體做功為0.答案：ABD 例2 如圖所示，質(zhì)量為m的物體靜止在傾角為的斜面上，物體與斜面的動摩擦因數(shù)為.現(xiàn)使斜面水平向左勻速移動距離l.試求：(1)摩擦力對物體做的功(物體與斜面相對靜止)；(2)斜面對物體的彈力做的功；(3)重力對物體做的功；(4)斜面對物體做的功是多少？各力對物體所做的總功是多少？題型二、 恒力的功的求解解析：物體受力情況如圖所示，物體受到重力mg，摩擦力Ff和支持力FN的作用，物體相對斜面靜止，物體相對地面水平向左勻速移動l，這些力均為恒力，故可用WFlcos

11、計算各力的功根據(jù)物體平衡條件，可得Ffmgsin ，F(xiàn)Nmgcos ，(1)WFfFflcos (180)mgl sin cos ，(2)WFNFNlcos (90)mglsin cos .(3)WGGlcos 900.(4)FN與Ff的合力與G等大反向，即物體所受斜面的力對物體做功為0，或WFNWFf0.合力對物體做的總功W總WGWFfWFN0(mglsin cos )mglsin cos 0，或物體受力平衡，F(xiàn)合0，則W總F合lcos 0.答案：見解析(1)確定F、l、是求恒力功的基本思路(2)兩種求總功的方法要依據(jù)題目特點靈活運(yùn)用，可先求每個力做的功，再求其代數(shù)和，即為總功；也可先求幾個

12、力的合力，再求合力所做的功題后總結(jié) 【針對訓(xùn)練】 2.以一定的初速度豎直向上拋出一小球，小球上升最大高度為h，空氣阻力的大小為F，則從拋出到回到原點的過程中，空氣阻力對小球做的功為()A0BFhC2Fh D4Fh解析：在上升過程中，空氣阻力方向向下，對小球做負(fù)功W1Fhcos 180Fh在下降的過程中，空氣阻力方向向上，仍對小球做負(fù)功W2Fhcos 180Fh所以總功應(yīng)為它們的代數(shù)和WW1W22Fh.答案：C 誤區(qū)：不分析力的作用過程，亂用功的公式導(dǎo)致錯誤 【典型例題】 某人爬樓梯步行從一樓到二樓，已知人的質(zhì)量為m，樓梯對人的支持力為FN，一樓到二樓高度為h，則該人爬樓過程中，樓梯對人做功為AFNhB