67學(xué)年高中物理人教版必修2導(dǎo)學(xué)案第七章第12講追尋守恒量-能量功Word版含解析完美版

第1講找尋守恒量——能量第2講功[目標(biāo)定位]1.知道能量守恒是自然界的重要規(guī)律，初步領(lǐng)悟和認(rèn)識(shí)能量轉(zhuǎn)變，功與能量變化的關(guān)系.2.知道功的觀點(diǎn)及做功的兩個(gè)必需要素，知道

W＝

Flcos

α的使用條件，會(huì)用它進(jìn)行有關(guān)計(jì)算.3.理解正功、負(fù)功的含義，會(huì)求多個(gè)力的總功．一、找尋守恒量1．伽利略斜面實(shí)驗(yàn)研究讓靜止的小球沿一個(gè)斜面滾下，小球?qū)L上另一個(gè)對(duì)接斜面，沒有摩擦?xí)r，

hA______hB，如圖1所示．小球運(yùn)動(dòng)中

______的量叫能量．圖12．能量觀點(diǎn)動(dòng)能：物體因?yàn)開_____而擁有的能量．勢(shì)能：互相作用的物體依靠其______而擁有的能量．能的轉(zhuǎn)變：在伽利略的理想斜面實(shí)驗(yàn)中，小球的____和______可互相轉(zhuǎn)變．二、功1．觀點(diǎn)：一個(gè)物體遇到力的作用，并在____________發(fā)生了一段位移，這個(gè)力就對(duì)物體做了功．2．做功的兩個(gè)要素(1)力；(2)物體在__________上發(fā)生的位移．3．公式W＝__________________.此中F、l、α分別為________、____________和________方向的夾角，此中當(dāng)力F與位移l同向時(shí)，W＝Fl.4．單位：國(guó)際單位制中，功的單位是______，簡(jiǎn)稱____，符號(hào)是______．想想物理學(xué)中的“做功”與平時(shí)生活中的“做工”相同嗎？在水平川面上轉(zhuǎn)動(dòng)的小球，重力能否做功？三、正功和負(fù)功由W＝Flcosα可知：π(1)當(dāng)α＝2時(shí)，W＝______，力對(duì)物體不做功，力既不是阻力也不是動(dòng)力．π(2)當(dāng)0≤α<2時(shí)，W_____0，力對(duì)物體做_____功，做功的力是_____(填“動(dòng)”或“阻”)力．π當(dāng)2<α≤π時(shí)，W______0，力對(duì)物體做______功，或說成物體______這個(gè)力做功，做功的力是______(填“動(dòng)”或“阻”

)力．想想

功有正負(fù)之分，功是矢量嗎？正負(fù)的意義是什么？如

F1做功

10J，F(xiàn)2做功－15J，力F1和

F2哪個(gè)做功多？四、總功的計(jì)算當(dāng)一個(gè)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)分力分別對(duì)物體所做功的__________．幾個(gè)力的______對(duì)物體所做的功.一、對(duì)功的理解1．力對(duì)物體能否做功，決定于兩個(gè)要素：(1)做功的力；(2)物體在力的方向上的位移．而與其他要素，諸如物體運(yùn)動(dòng)的快慢、運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)、接觸面能否圓滑、物體質(zhì)量的大小等均沒關(guān)．2．功是一個(gè)過程量，描繪的是力在物體沿力的方向發(fā)生位移的過程中的累積效應(yīng)．例1以下對(duì)于做功的說法正確的選項(xiàng)是()．凡是受力作用的物體，必定有力對(duì)物體做功．凡是發(fā)生了位移的物體，必定有力對(duì)物體做功C．只需物體受力的同時(shí)又有位移發(fā)生，則必定有力對(duì)物體做功．只需物體受力，又在力的方向上發(fā)生了位移，則必定有力對(duì)物體做功二、功的計(jì)算1．對(duì)W＝Flcosα的理解W＝Flcosα僅合用于計(jì)算恒力的功．(2)F表示力的大小，l表示力的作用點(diǎn)相對(duì)于地面的位移的大小(l也經(jīng)常說是物體相對(duì)于地面的位移大小)，α表示力和位移方向間的夾角．公式能夠表達(dá)為W＝F·lcosα，意義是功等于沿力F方向的分位移與力的乘積；公式也能夠表達(dá)為W＝Fcosα·l，意義是功等于位移與沿位移方向的分力的乘積．2．幾個(gè)力的總功的求法(1)先由W＝Flcosα計(jì)算各個(gè)力對(duì)物體所做的功W1、W2、W3、而后求全部力做功的代數(shù)和，即W合＝W1＋W2＋W3＋(2)先由力的合成或依據(jù)牛頓第二定律求出協(xié)力F合，而后由W合＝F合lcosα計(jì)算總功，此時(shí)α為F合的方向與

l的方向間的夾角．例2

如圖

2所示，質(zhì)量為

m＝2kg的物體靜止在水平川面上，

遇到與水平川面夾角為

θ＝37°、大小

F＝10N的拉力作用，物體挪動(dòng)了

l＝2m，物體與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)

μ＝0.3，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，g取

10m/s2.求：圖2拉力F所做的功W1；(2)摩擦力Ff所做的功W2；重力G所做的功W3；(4)彈力FN所做的功W4；協(xié)力F合所做的功W.三、對(duì)功的正負(fù)的理解及判斷1．功是標(biāo)量，功的正、負(fù)既不表示方向，也不表示功的大小，只表示是動(dòng)力做功仍是阻力做功．2．功的正負(fù)判斷(1)依據(jù)力和位移的夾角判斷．比如

(如圖

3所示)，物體

a由固定斜面頂端靜止滑下，

遇到的重力G對(duì)物體

a做正功，因?yàn)橹亓?/p>

G與位移

l之間的夾角小于

90°.圖3依據(jù)運(yùn)動(dòng)物體的速度方向和受力方向的夾角判斷．比如，人造地球衛(wèi)星在橢圓軌道上運(yùn)轉(zhuǎn)，由如圖4所示的a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)的過程，萬有引力做負(fù)功，因?yàn)槿f有引力的方向和速度方向的夾角大于90°.圖4例3一人乘電梯從1樓到20樓，在此過程中經(jīng)歷了先加快，后勻速，再減速的運(yùn)動(dòng)過程，則電梯對(duì)人的支持力的做功狀況是()．加快時(shí)做正功，勻速時(shí)不做功，減速時(shí)做負(fù)功．加快時(shí)做正功，勻速和減速時(shí)做負(fù)功C．加快和勻速時(shí)做正功，減速時(shí)做負(fù)功D．一直做正功例4如圖5所示，物體在力的作用下在水平面上發(fā)生一段位移l，試分別計(jì)算這四種狀況下力F對(duì)物體所做的功．設(shè)在這四種狀況下力F和位移l的大小都相同：F＝10N，l＝1m，角θ的大小如下圖，分別說明每種狀況下力

F做功的正負(fù)，并求出功．圖5對(duì)功的理解1．以下四幅圖片所描繪的情形中，人對(duì)物體做功的是()正功、負(fù)功的判斷2．質(zhì)量為m的物體放在粗拙的水平面上，遇到水平力F的作用，以下表達(dá)中正確的選項(xiàng)是()A．假如物體做勻加快直線運(yùn)動(dòng)，則力F必定做正功B．假如物體做勻加快直線運(yùn)動(dòng)，則力F可能做負(fù)功C．假如物體做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，則力F可能做正功D．假如物體做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，則力F可能做負(fù)功功的計(jì)算3．用水平恒力F作用于質(zhì)量為m的物體，使之在圓滑的水平面上沿力的方向挪動(dòng)距離l，恒力F做功為W1；再用該恒力作用在質(zhì)量為2m的物體上，使之在粗拙的水平面上挪動(dòng)相同的距離l，恒力F做功為W2，則兩次恒力做功的關(guān)系是()A．W1>W2B．W1<W2C．W1＝W2D．沒法判斷4.如圖6所示，利用斜面從貨車上卸貨，每包貨物的質(zhì)量m＝20kg，斜面傾角α＝37°，斜面的長(zhǎng)度l＝0.5m，貨物與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.2，求貨物從斜面頂端滑究竟端的過程中受到的各個(gè)力所做的功以及合外力做的功．(取g＝10m/s2，sin37＝°0.6，cos37°＝0.8)圖6答案精析第七章機(jī)械能守恒定律第1講找尋守恒量——能量第2講功預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué)一、1.＝守恒2．(1)運(yùn)動(dòng)地點(diǎn)勢(shì)能動(dòng)能二、1.力的方向上2．(2)力的方向3．Flcosα力的大小位移的大小力與位移4．焦耳焦J想想物理學(xué)中的“做功”一定知足做功的兩個(gè)必需要素．平時(shí)生活中的“做工”泛指一切耗費(fèi)腦力和體力的過程．因此有“做工”不必定“做功”，“做功”必定“做工”．在水平川面上轉(zhuǎn)動(dòng)的小球，位移方向垂直于重力方向，重力不做功．三、(1)0(2)>正動(dòng)(3)<負(fù)戰(zhàn)勝阻想想功是標(biāo)量，功的正負(fù)既不表示方向，也不表示大小，只表示做功的力是阻力仍是動(dòng)力，F(xiàn)1做的功小于

F2做的功，

F2做功多．四、(1)代數(shù)和

(2)協(xié)力講堂講義例

1

D

[力和在力的方向上的位移是做功的兩個(gè)不行缺乏的要素，故只有選項(xiàng)

D正確．]例

2

(1)16J

(2)－8.4J

(3)0

(4)0

(5)7.6J分析

(1)對(duì)物體進(jìn)行受力剖析，如下圖．W1＝Flcosθ＝10×2×0.8J＝16J(2)FN＝G－Fsinθ＝20N－10×0.6N＝14NF＝μF＝0.3×14N＝4.2NfNW2＝Fflcos180＝°－4.2×2J＝－8.4JW3＝Glcos90°＝0W4＝FNlcos90＝°0W＝W1＋W2＋W3＋W4＝7.6J也可由協(xié)力爭(zhēng)總功F合＝Fcosθ－Ff＝10×0.8N－4.2N＝3.8NF合與l方向相同，因此W＝F合l＝3.8×2J＝7.6J例3D[在加快、勻速、減速的過程中，支持力與人的位移方向一直相同，因此支持力一直對(duì)人做正功，故D正確．]例4看法析分析

甲圖中力

F做正功，W＝Flcos(180

－°θ)＝Flcos30

＝°5

3J.乙圖中力

F做負(fù)功，

W＝Flcos(180

°－30°)＝Flcos150°＝－53J.丙圖中力F做正功，W＝Flcos30°＝53J.丁圖中力F做正功，W＝Fl＝10J對(duì)點(diǎn)練習(xí)1．AD[A項(xiàng)中人對(duì)物體做正功；B項(xiàng)中力和位移垂直，不做功；C項(xiàng)中重物位移為零，不做功；D項(xiàng)中人對(duì)拖把做正功．故A、D正確．]2．ACD[物體在粗拙的水平面上運(yùn)動(dòng)必定要遇到摩擦阻力，當(dāng)物體在力F作用下做勻加快直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，力F與位移的夾角為0°，力對(duì)物體必定做正功；當(dāng)物體在力F作用下做勻減速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，力F與位移的夾角能夠?yàn)?°也能夠?yàn)?80°，故力對(duì)物體能夠做正功，也能夠做負(fù)功．]3．C[物體沿力的方向運(yùn)動(dòng)，恒力做功就是指力F做的功，依據(jù)W＝Flcosα，兩次做功中的F、l、α均相同，因此兩次F做功相同，即W1＝W2.]4．重力做的功60J支持力做的功0摩擦力做的功－16J協(xié)力做的功44J分析斜面上的貨物遇到重力G、斜面支持力FN和摩擦力Ff共三個(gè)力的作用．貨物位移的方向沿斜面向下，能夠用正交分解法，將貨物所受的重力分解到與斜面平行的方向和與斜面垂直的方向．能夠看出，三個(gè)力中重力和摩擦力對(duì)貨物做功，而斜面支持力對(duì)貨物沒有做功．其中重力G對(duì)貨物做的功W1＝mglsin37＝°20×10×0.