高中物理人教版第七章机械能守恒定律功 第2节功课时学案

第2节功学习目标1.理解功的概念和做功的两个要素。2.明确功是标量，知道W=Flcosα的适用范围，会用功的公式进行计算。3.理解正功、负功的概念，会根据公式计算多个力的总功。自主学习1.功一个物体受到的作用，如果在力的方向上发生了一段，这个力就对物体做了功。做功的两个不可缺少的因素：和在力的方向上发生的。功的公式：，功的单位：，符号是。功是（矢、标)量。2.正功和负功根据W=Flcosα可知：（1)当α=时，W=0。即当力F和位移l时，力对物体不做功。这种情况，物体在力F的方向上没有发生位移。（2)当≤α<时，W>0。即当力F跟位移l的夹角为（锐、钝)角时，力F对物体做正功，这时力F是（动、阻）力，所以（动、阻)力对物体做正功。（3)当<α≤时，W<0。即当力F跟位移l的夹角为（锐、钝)角时，力F对物体做负功，这时力F是（动、阻）力，所以（动、阻）力对物体做负功。一个力对物体做负功，又常说成“物体这个力做功”（取绝对值)。3.总功的计算A.将包提起来B.站在水平匀速行驶的车上A.将包提起来B.站在水平匀速行驶的车上C.乘升降电梯D.提着包上楼图7-2-212W合=W1＋W自我检测1.如图7-2-21所示的四幅图是小明提包回家的情境，其中小明提包的力不做功的是（）2.水平路面上有一个重500N的小车，在100N的水平拉力作用下，匀速向前运动了5m，则在这一过程中（）A.车受到的阻力为600NB.车受到的阻力为500NC.拉力对车做功为500JD.重力对车做功为2500J3.用水平恒力F作用在质量为M的物体上，使之在光滑的水平面上沿力的方向移动距离l，恒力做功为W1，再用该恒力作用于质量为m（m<M）的物体上，使之在粗糙的水平面上移动同样的距离l，恒力做功为W2，则两次恒力做功的关系是（A.W1C.W1图7-2-224.如图7-2图7-2-22A.Fxsinα α α课内探究一、功1.做功的两个不可缺少的因素货物被起重机举高，起重机对货物；起重机提着货物静止不动，拉力对货物；如果起重机提着货物水平运动，拉力对货物。（选填“做功”或“不做功”）做功的两个不可缺少的因素：一是作用在物体上的；二是物体在力的方向上。例1用手托黑板擦，（1）平托黑板擦向上匀速移动一段距离；（2）平托黑板擦水平匀速移动一段距离。请思考黑板擦受的各力是否对黑板擦做了功?图7-图7-2-23（1）若力的方向与物体的运动方向一致时，功的表达式是怎样的？如图7-2-23所示，质量为m的滑块，力F使滑块发生位移l这个过程中，F对滑块做功的表达式。图7-图7-2-24如图7-2-24所示，质量为m的物体，在与水平方向成α角的力F的作用下，沿水平方向向前行驶的距离为l，求力F对物体所做的功。图7-图7-2-25方法①：将位移l沿力方向和垂直于力方向分解如图7-2-25所示。方法②：将力F沿位移方向和垂直于位移方向分解如图7-2-26所示。结论：力对物体所做的功，等于的大小、的大小、这三者的乘积，即W=。图7-图7-2-26（1）公式中F应为恒力,即力的大小、方向不变，位移l是相对于地面的位移。（2）做功与物体运动状态（匀速或变速)无关,也就是说,当F、l及其夹角α确定后,功W就有确定值。（3）计算功时,一定要明确是哪个力对物体做的功。（4）公式中的单位:F——牛（N)；l——米（m)；W——焦（J)。二、正功和负功1.功的计算式W=Flcosα中包含cosα，讨论α的取值范围。2.讨论力对物体做功W正负的条件，并举例说明。3.功W正负的意义，并举例说明。图7-图7-2-27例2一个质量为M=150kg的雪橇，受到与水平方向成θ=37°角斜向上方的拉力F=500N，在水平地面上移动的距离l=5m（如图7-2-27所示）。雪橇与地面间的滑动摩擦力F阻考虑几个问题：（1）雪橇受到几个力的作用？方向如何？（2）雪橇受到的力中哪些力不做功？（3）雪橇受到的力中，做功的各力与位移方向的夹角是多少？例3一人乘电梯从1楼到20楼，在此过程中，他经历了先加速，后匀速，再减速的运动过程，则电梯对人的支持力做功情况正确的是（）A.加速时做正功，匀速时不做功，减速时做负功B.加速时做正功，匀速、减速时不做功C.加速、匀速时做正功，减速时做负功D.始终做正功图7-2-28图7-2-28（1)摩擦力对物体做的功（物体与斜面相对静止)；（2)斜面对物体的弹力做的功；（3)重力对物体做的功；（4)斜面对物体做的功是多少？各力对物体所做的总功是多少？巩固练习图7-2-291.如图7-2-29所示，物体A、B叠放着，A用绳系在固定的墙上，用力F拉着B右移。用F1、图7-2-29做正功，FAB做负功，FBA做正功，、FBA做正功，FAB、做正功，FAB做负功，FBA和做正功，FAB做负功，FBA做正功，2.一个力对物体做了负功，则说明（）A.这个力一定阻碍物体的运动B.这个力不一定阻碍物体的运动C.这个力与物体运动方向的夹角α>90°D.这个力与物体运动方向的夹角α<90°3.起重机以1m/s2的加速度将质量为1000kg的货物由静止开始匀加速向上提升，若g取10m/sJ 500J000J 500J甲乙丙图7-2-304.如图7-2-30所示，质量为m的物体在相同大小力F=10N的作用下沿水平方向移动了相同的距离s=2m，若甲中F做的功为W甲乙