【中学教材全解】2020-2021学年人教版高中物理必修2-第7章-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QUOTE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，会依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，假如在力的方向上发生了一段，这个力就对物体做了功。做功的两个不行缺少的因素：和在力的方向上发生的。功的公式：，功的单位：，符号是。功是(选填“矢”或“标”)量。2.正功和负功依据QUOTE可知：(1)当QUOTE时，QUOTE。即当力QUOTE和位移QUOTE时，力对物体不做功。这种状况，物体在力QUOTE的方向上没有发生位移。(2)当≤QUOTE<时，QUOTE>0。即当力QUOTE跟位移QUOTE的夹角为(选填“锐”或“钝”)角时，力QUOTE对物体做正功，这时力QUOTE是（选填“动”或“阻”）力，所以(选填“动”或“阻”)力对物体做正功。(3)当<QUOTE≤时，QUOTE<0。即当力QUOTE跟位移QUOTE的夹角为(选填“锐”或“钝”)角时，力QUOTE对物体做负功，这时力QUOTE是（选填“动”或“阻”）力，所以（选填“动”或“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”(取确定值)。3.总功的计算QUOTE=(QUOTE为QUOTE与位移QUOTE的夹角)。QUOTE＋QUOTE＋…＋QUOTE(即总功为各个分力所做功的)。自我检测1.（单选）如图7-2-1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（）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7-2-12.（单选）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.（单选）用水平恒力QUOTE作用在质量为QUOTE的物体上，使之在光滑的水平面上沿力的方向移动距离QUOTE，恒力做功为QUOTE，再用该恒力作用于质量为QUOTE（QUOTE）的物体上，使之在粗糙的水平面上移动同样的距离QUOTE，恒力做功为QUOTE，则两次恒力做功的关系是（） QUOTE QUOTEQUOTE D.无法推断图7-2-24.（单选）如图7-2-2所示，一个物块在与水平方向成QUOTE角的恒力QUOTE作用下，沿水平面对右运动一段距离QUOTE，在此过程中，恒力QUOTE对物块所做的功为（）图7-2-2A.QUOTE B.QUOTEC.QUOTE D.QUOTE课内探究一、功1.做功的两个因素（1）阅读教材第57页，理解功的概念。（2）利用学校所学功的学问推断力对物体做功的状况：①某同学用力提地面上一重物，但未提动；②物体在水平地面上在拉力QUOTE作用下匀速运动一段距离，重力是否做功，拉力做功吗？（3）结合（2）中的例子，归纳力做功的条件。图7-2-3图7-2-3（1）若力的方向与物体的运动方向全都时，功的表达式是怎样的？如图7-2-3所示，质量为QUOTE的滑块，力QUOTE使滑块发生位移QUOTE这个过程中，QUOTE对滑块做功的表达式。图7-2-4图7-2-4如图7-2-4所示，质量为QUOTE的物体，在与水平方向成QUOTE角的力QUOTE的作用下，沿水平方向向前行驶的距离为QUOTE，求力QUOTE对物体所做的功。图7-2-5图7-2-5方法①：将位移QUOTE沿力方向和垂直于力方向分解如图7-2-5所示。图7-2-6方法②：将力QUOTE沿位移方向和垂直于位移方向分解如图7-2-6所示。图7-2-6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QUOTE=。说明：对功的公式QUOTE的理解①公式中QUOTE应为恒力,即力的大小、方向不变，位移QUOTE是相对于地面的位移。②计算功时,确定要明确是哪个力对物体做的功。③公式中的单位:QUOTE——牛(N)；QUOTE——米(m)；QUOTE——焦(J)。(3)计算下列四种状况下力QUOTE做的功并思考力对物体做功与物体运动状态的关系？（四种状况下QUOTE均相等）质量为QUOTE的物体在力QUOTE作用下，质量为2QUOTE的物体在力QUOTE作用下，加速前进QUOTE，力QUOTE做功为QUOTE匀速前进QUOTE，力QUOTE做功为QUOTE质量为QUOTE的物体在力QUOTE作用下质量为QUOTE的物体在倾角为QUOTE 加速前进QUOTE，力QUOTE与前进方向夹的斜面上在力QUOTE作用下匀速 角为QUOTE,力QUOTE做功为QUOTE前进QUOTE，力QUOTE做功为QUOTE图7-2-7图7-2-8例1如图7-2-8所示，质量QUOTE2kg的物体在光滑水平面上，由静止开头受到拉力QUOTE作用加速运动2s，已知QUOTE10N，第一种状况拉力水平，拉力做功为QUOTE，其次种状况拉力与水平方向成37°角，拉力做功为QUOTE（已知sin37°=0.6,cos37°=0.8）图7-2-8求：QUOTE与QUOTE。二、正功和负功1.功的计算式QUOTE中包含QUOTE，争辩QUOTE的取值范围。2.争辩力对物体做功QUOTE正负的条件，并举例说明。3.功QUOTE正负的意义，并举例说明。说明：（1）某力对物体做负功，往往说成“物体克服某力做功”(取确定值)。图7-2-9如图7-2-9所示，用一个水平的力QUOTE拉物体在粗糙水平面上运动。这时我们说力QUOTE对物体做了正功,而阻力QUOTE对物体也做了功,但是QUOTE与QUOTE的功是有区分的。QUOTE做的功是负功,也可说成是物体克服阻力QUOTE做功，而支持力QUOTE和重力QUOTE就没有做功。图7-2-9（2）推断一个力对物体做功的正、负,除了利用QUOTE的夹角推断外，还常用QUOTE、与物体瞬时速度QUOTE的夹角判定，如QUOTE夹角始终小于90°，力QUOTE做正功；始终为90°，力QUOTE不做功（如匀速圆周运动中，向心力不做功）；始终大于90°小于180°，力QUOTE做负功。此方式特殊适用于曲线运动中的力做功的判定。例2（单选）一人乘电梯从1楼到20楼，在此过程中，他经受了先加速，后匀速，再减速的运动过程，则电梯对人的支持力做功状况正确的是（）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.始终做正功三、总功的计算当物体所受的力不止一个时，如何求解几个力对物体做的总功？结论：一是利用功的公式QUOTE,其中QUOTE为物体所受的；二是先求各力对物体所做的功QUOTE、QUOTE、…、QUOTE,QUOTE=,留意代入功的正、负号。图7-2-10例3一个质量为QUOTE150kg的雪橇，受到与水平方向成QUOTE37°角斜向上方的拉力QUOTE500N，在水平地面上移动的距离QUOTE5m（如图7-2-10所示）。雪橇与地面间的滑动摩擦力（阻力QUOTE=100N，求力对雪橇做的总功。图7-2-10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？图7-2-11例4如图7-2-11所示，质量为QUOTE的物体静止在倾角为QUOTE的斜面上，物体与斜面间的动摩擦因数为QUOTE。现使斜面水平向左匀速运动距离QUOTE。试求：图7-2-11(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7-2-121.（单选）如图7-2-12所示，物体QUOTE叠放着，QUOTE用绳系在固定的墙上，用力QUOTE拉着QUOTE向右移动。用QUOTE、QUOTE、QUOTE分别表示绳中拉力、QUOTE对QUOTE的摩擦力和QUOTE对QUOTE的摩擦力，则下面叙述中正确的是（）图7-2-12A.QUOTE做正功，QUOTE做负功，QUOTE做正功，QUOTE不做功B.QUOTE、QUOTE做正功，QUOTE、QUOTE不做功C.QUOTE做正功，QUOTE做负功，QUOTE和QUOTE不做功D.QUOTE做正功，QUOTE做负功，QUOTE做正功，QUOTE做负功2.（多选）一个力对物体做了负功，则说明（）A.这个力确定阻碍物体的运动B.这个力不愿定阻碍物体的运动C.这个力与物体运动方向的夹角QUOTE>90°D.这个力与物体运动方向的夹角QUOTE<90°3.（单选）起重机以1QUOTE的加速度将质量为1000kg的货物由静止开头匀加速向上提升，若QUOTE取10QUOTE，则在1s内起重机对货物所做的功是（）A.500J B.4500JC.5000J D.5500J图7-2-134.如图7-2-13所示，在长为QUOTE的细线下挂一质量为QUOTE的小球，用水