人教版必修二第七章第二節(jié)《功》學(xué)案

高一物理必修二學(xué)案第七章機(jī)械能守恒定律第2節(jié)《功》學(xué)案【課標(biāo)要求】1.理解能量、勢(shì)能、動(dòng)能、功的概念及其物理意義，理解功是能量轉(zhuǎn)化的量度，知道不同形式的能量之間可以相互轉(zhuǎn)化．2．知道正功、負(fù)功的概念，能利用功的一般公式進(jìn)行計(jì)算．3．理解總功的概念，會(huì)計(jì)算外力對(duì)物體所做的總功．【重點(diǎn)難點(diǎn)】對(duì)正、負(fù)功概念的理解及功的計(jì)算．【課前預(yù)習(xí)】一、能量1．伽利略在斜面小球?qū)嶒?yàn)中，發(fā)現(xiàn)一個(gè)具有啟發(fā)性的事實(shí)：無(wú)論斜面陡或緩，小球總會(huì)在斜面上的某點(diǎn)速度變?yōu)?，這點(diǎn)距斜面底端的豎直高度與它出發(fā)時(shí)的高度 ．在物理學(xué)中，我們把這一事實(shí)說(shuō)成是“某個(gè)量是的”，并且把這個(gè)量叫做能量或能2．勢(shì)能：相互作用的物體憑借其 而具有的能量．3．動(dòng)能：物體由于 而具有的能量．注意：在伽利略的理想斜面實(shí)驗(yàn)中，小球的動(dòng)能和勢(shì)能相互轉(zhuǎn)化，但二者的總量是保持不變的．二、功1．定義：如果物體在力的作用下 發(fā)生了變化，那么這個(gè)力一定對(duì)物體做了功．2．做功的因素：__和物體在 上發(fā)生的位移，是做功的兩個(gè)不可缺少的因素．3．功的計(jì)算⑴若力的方向與位移的方向一致，則W=.⑵若力的方向與位移的方向夾角為a,則W=.4.功的單位：國(guó)際單位制中，功的單位是―，簡(jiǎn)稱_,符號(hào)是J.三、正功和負(fù)功.設(shè)力F與位移L方向間的夾角為a,則由功的公式W=FLcosa可得下表：夾角a的范圍做功情況na—…2cosa=0,W—0,即力F對(duì)物體 n0<a<—2cosa>0,W>0,即力F對(duì)物體做——功n _"7<a<n乙cosa<0,W<0,即力F對(duì)物體做—功或物體_—力F做功.合力的功功是標(biāo)量,當(dāng)物體在幾個(gè)力的共同作用下發(fā)生一段位移時(shí),這幾個(gè)力對(duì)物體所做的總功,等于各個(gè)力分別對(duì)物體所做功的 ,也等于這幾個(gè)力的 對(duì)這個(gè)物體所做的功.【探究與生成】［問題1］一個(gè)力是否做功的判斷？例1】質(zhì)量為m的物體靜止在傾角為。的斜面上，斜面沿水平方向向右勻速移動(dòng)了距離s,如圖所示，物體m相對(duì)斜面靜止.則下列說(shuō)法中不正確的是()

B.合力對(duì)物體ni做功為零C.摩擦力對(duì)物體m做負(fù)功D.支持力對(duì)物體m做正功【小結(jié)】力做正功還是負(fù)功的判斷方法:⑴看力F與位移x的夾角aa<90°,力做正功；a>90°,力做負(fù)功.⑵看力F與速度v的夾角aa<90°,力做正功；a>90°,力做負(fù)功⑶看速率增大還是減小，若在力作用下速率增大，此力做正功，反之做負(fù)功.［問題2］對(duì)公式W=FLcosa的理解(DF表示恒力的大小，L表示力的作用點(diǎn)相對(duì)于地面位移的大小，當(dāng)力的作用點(diǎn)的位移與物體的位移相同時(shí)，也常常說(shuō)是物體相對(duì)于地面的位移大小，a表示力和位移方向間的夾角.⑵公式可以表達(dá)為W=F-Leosa,表達(dá)的意義是功等于沿力F方向的位移與力的乘積；公式也可以表達(dá)為的力的乘與水平面成與水平地面功多少？合W=Fcosa-L,表達(dá)的物理意義是功等于位移與沿位移方向積.的力的乘與水平面成與水平地面功多少？合【例2】、如圖所示，水平地面上的物體質(zhì)量為2kg,在方向37°角、大小為10N的拉力F作用下移動(dòng)2m,已知物體間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.2.在這一過(guò)程中，物體受到的各力做力做功多少？(g取10m/S2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)【小結(jié)】?jī)煞N求總功的方法要依據(jù)題目特點(diǎn)靈活運(yùn)用，可先求每個(gè)力做的功，再求其代數(shù)和，即為總功;也可先求幾個(gè)力的合力，再求合力所做的功.［問題3］怎樣求解變力做功？.平均值法：當(dāng)力F的大小發(fā)生變化，且F、1成線性關(guān)系時(shí)，F(xiàn)的平均值萬(wàn)=匕手2,用了計(jì)算F做的功..圖象法：變力的功W可用F-l圖線與l軸所包圍的面積表示.1軸上方的面積表示力對(duì)物體做正功的多少，1軸下方的面積表示力對(duì)物體做負(fù)功的多少..微元法：當(dāng)力的大小不變，力的方向時(shí)刻與速度同向(或反向)時(shí)，把物體的運(yùn)動(dòng)過(guò)程分為很多小段，這樣每一小段可以看成直線，先求力在每一小段上的功，再求和即可.等效替換法：若某一變力的功和某一恒力的功相等，則可以用求得的恒力的功來(lái)作為變力的功.【例3】用鐵錘把小鐵釘釘入木板，設(shè)木板對(duì)釘子的阻力與釘進(jìn)木板的深度成正比.已知鐵錘第一次將釘子釘進(jìn)的深度為d,如果鐵錘第二次敲釘子時(shí)對(duì)釘子做的功與第一次相同，那么，第二次釘子進(jìn)入木板的深度是() _A.(\；3—1)d B.(\'2—1)d【例4】某人利用如圖所示的裝置，用100N的恒力F作用于不計(jì)質(zhì)量的細(xì)繩的一端，將物體從水平面上的A點(diǎn)移到B點(diǎn).已知&1=30°,a2=37°,h=1.5m,不計(jì)滑輪質(zhì)量及繩與滑輪間的摩擦.求繩的拉力對(duì)物體所做的功．【課堂練習(xí)】1．關(guān)于功和能,下列說(shuō)法正確的是( )A.功就是能，功可以轉(zhuǎn)化為能B.做功越多，物體的能越大C.能量轉(zhuǎn)化中，做的功越多，能量轉(zhuǎn)化越多D.物體能量變化多少，就做了多少功2.如圖所示，滑塊A和B疊放在固定的斜面體上，從靜止開始以相同的加速度一起沿斜面加速下滑.已知B與斜面體間光滑接觸，則在A、B下滑的過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是()TOC\o"1-5"\h\zB對(duì)A的支持力不做功 團(tuán)/B對(duì)A的支持力做負(fù)功 彥hB對(duì)A的摩擦力做正功B對(duì)A的摩擦力做負(fù)功 3縱—.如圖所示，力F大小相等，A、B、C、D物體沿地面向右運(yùn)動(dòng)的位移l也相同，哪種情況F做功最小( ).質(zhì)量為2kg的物體置于水平面上，在運(yùn)動(dòng)方向上受到水平拉力F的作用，沿水平方向做勻變速直線運(yùn)動(dòng)，2s后撤去F,其運(yùn)動(dòng)的速度圖象如圖所示，g取10m/s2,則下列說(shuō)法中正確的是()A.拉力F對(duì)物體做功150J .B.拉力F對(duì)物體做功500J “''C.物體克服摩擦力做功100J 川D.物體克服摩擦力做功175