功讲课稿以及很好的课后练习.doc

课前自主学案一、能量 1伽利略在斜面小球实验中，发现一个具有启发性的事实：无论斜面陡或缓，小球总会在斜面上的某点速度变为0，这点距斜面底端的竖直高度与它出发时的高度_在物理学中，我们把这一事实说成是“某个量是_的”，并且把这个量叫做能量或能 2势能：相互作用的物体凭借其位置而具有的能量3动能：物体由于_而具有的能量注意：在伽利略的理想斜面实验中，小球的动能和势能相互转化，但二者的总量是保持不变的 二、功1定义：如果物体在力的作用下_发生了变化，那么这个力一定对物体做了功2做功的因素：_和物体在_上发生的位移，是做功的两个不可缺少的因素3功的计算(1)若力的方向与位移的方向一致，则W_. (2)若力的方向与位移的方向夹角为，则W_. 4功的单位：国际单位制中，功的单位是_，简称_，符号是J.三、正功和负功1设力F与位移l方向间的夹角为，则由功的公式WFlcos可得下表：2.合力的功功是标量，当物体在几个力的共同作用下发生一段位移时，这几个力对物体所做的总功，等于各个力分别对物体所做功的_，也等于这几个力的_对这个物体所做的功核心要点突破1功的定义及其决定因素(1)功的基本概念：物体受到力的作用，并在力的方向上发生了位移，则此力就对物体做了功(2)功的决定因素：做功具有两个必不可少的决定因素：做功的力；物体在力的方向上的位移力对物体是否做了功，只与这两个因素有关，并且功的大小等于力与物体在力的方向上的位移的乘积，而与其他因素，诸如物体运动的快慢、运动的性质、接触面是否光滑、物体质量的大小等均无关系2公式WFlcos的理解(1)F表示力的大小，l表示力的作用点相对于地面位移的大小，当力的作用点的位移与物体的位移相同时，也常常说是物体相对于地面的位移大小，表示力和位移方向间的夹角(2)公式可以表达为WFlcos，表达的意义是功等于沿力F方向的位移与力的乘积；公式也可以表达为WFcosl，表达的物理意义是功等于位移与沿位移方向的力的乘积 3正功与负功及不做功的判定(1)根据力和位移方向间的夹角判定(2)根据力和速度方向间的夹角判定当力的方向或速度方向变化时，可看力和速度的夹角大小，当F、v夹角为锐角时，F为动力，做正功；F、v夹角为钝角时，F为阻力，做负功；F、v夹角为直角时，F既不是动力，也不是阻力，不做功此法多用于曲线运动中即时应用(即时突破，小试牛刀) 1(2011年新余高一检测)用水平恒力F作用于质量为M的物体上使之在光滑的水平面上沿力的方向移动距离为l，恒力做功为W1；再用该恒力作用于质量为m(mW2BW1W2 CW1W2 D无法判断二、总功的计算计算几个力的总功，通常有以下两种不同的处理方法：1虽然力、位移都是矢量，但功是标量，所以几个力的总功等于各个力所做功的代数和若以W1、W2、W3Wn分别表示力F1、F2、F3Fn所做的功(含正功与负功)，则这些力所做的总功为W总W1W2W3Wn. 2求出物体所受的合外力，根据公式W合F合lcos求合外力的功，则物体所受的外力做的总功为W总W合F合lcos 即时应用(即时突破，小试牛刀)2.如图711所示，两个互相垂直的力F1和F2作用在同一物体上，F14 N，F23 N物体由静止运动1 m的距离，则物体所受合力及合力做的功正确的是()图711 A7 N7 J B1 N1 J C5 N5 J D5 N7 J 2.图象法：变力的功W可用Fl图线与l轴所包围的面积表示l轴上方的面积表示力对物体做正功的多少，l轴下方的面积表示力对物体做负功的多少3微元法：当力的大小不变，力的方向时刻与速度同向(或反向)时，把物体的运动过程分为很多小段，这样每一小段可以看成直线，先求力在每一小段上的功，再求和即可例如：如图713所示，物体在大小不变、方向始终沿着圆周的切线方向的一个力F的作用下绕圆周运动了一圈，又回到出发点已知圆周的半径为R，求力F做的功时，图713 力F的方向在随时变化，是一个变力，所以不能乱套用公式而这时，我们把整个的圆周分成很短的间隔s1、s2、s3因为每一段很短，这样在每一段上，我们可近似认为F和位移s在同一直线上并且同向，故WF(s1s2s3)2RF. 因此功等于力F与物体实际路径长度的乘积即WFs. 对于滑动摩擦力、空气阻力，方向总是与v反向，故WFfs. 4等效替换法：若某一变力的功和某一恒力的功相等，则可以用求得的恒力的功来作为变力的功即时应用(即时突破，小试牛刀)3.在水平面上，有一弯曲的槽道AB，槽道由半径分别为R/2和R的两个半圆构成(图714)，现用大小恒为F的拉力将一光滑小球从A点沿槽道拉至B点，若拉力F的方向时刻均与小球运动方向一致，则此过程中拉力所做的功为多少？图714 1摩擦力做功的特点(1)滑动摩擦力和静摩擦力都可以对物体不做功 图715 如图715所示，物块A从斜槽上滑下，最后停在固定的平板车B上在物块A与平板车B相对滑动的过程中，平板车B所受的滑动摩擦力不做功手握瓶子使其水平运动，此时瓶所受静摩擦力与移动位移垂直，故静摩擦力对瓶子不做功(2)滑动摩擦力和静摩擦力都可以对物体做负功在图715中，在物块A与平板车B相对滑动的过程中，物块A所受的滑动摩擦力对物块A做负功 如图716所示，在一与水平方向夹角为的传送带上，有一物体A随传送带一起匀速向下运动，在这里静摩擦力对物体A做负功 图716 (3)滑动摩擦力和静摩擦力都可以对物体做正功在图715中，如果平板车不固定，且地面光滑，在物块A滑上平板车B的过程中，物块A对平板车B的滑动摩擦力与平板车B运动方向相同，在这里滑动摩擦力对平板车B做正功在图716中，如果物体A随传送带一起匀速向上运动，物体A所受静摩擦力与物体位移方向一致，静摩擦力对物体A做正功特别提醒：(1)一对静摩擦力的功一定是相等的，且一正一负(2)一对滑动摩擦力的功不相等，且负功大于正功2作用力、反作用力做功的特点(1)作用力与反作用力的特点：大小相等、方向相反，但作用在不同物体上(2)作用力、反作用力作用下的物体运动特点：可能向相反方向运动，也可能向同一方向运动也可能一个运动，而另一个静止，还可能两物体都静止 (3)由WFlcos不难判断，作用力的功与反作用力的功的特点：没有必然的关系，即不一定一正一负，也不一定绝对值相等即时应用(即时突破，小试牛刀) 4(2011年郑州高一检测)关于一对作用力和反作用力的功，下列说法中正确的是() A如果其中一个力做正功，则另一个力必做负功B一对作用力与反作用力做功可能都为零C这两个力一定同时都做正功或同时都做负功D一对作用力与反作用力做功的代数和必为零课堂互动讲练类型一做功的判断 例1(2011年惠安高一检测)质量为m的物体静止在倾角为的斜面上，斜面沿水平方向向右匀速移动了距离s，如图717所示，物体m相对斜面静止则下列说法中不正确的是() A重力对物体m做正功 B合力对物体m做功为零C摩擦力对物体m做负功 D支持力对物体m做正功图717 【方法总结】力做正功还是负功的判断方法：(1)看力F与位移x的夹角 90，力做负功(2)看力F与速度v的夹角 90，力做负功(3)看速率增大还是减小，若在力作用下速率增大，此力做正功，反之做负功变式训练1如图719所示，重物P放在粗糙的水平板OA上，当水平板绕O端缓慢抬高，在重物P没有滑动之前，下列说法中正确的是()图719AP受到的支持力不做功BP受到的支持力做正功CP受到的摩擦力不做功DP受到的摩擦力做负功类型二恒力做功的求解 例2如图7110所示，水平地面上的物体质量为2 kg，在方向与水平面成37角、大小为10 N的拉力F作用下移动2 m，已知物体与水平地面间的动摩擦因数为0.2.在这一过程中，物体受的各力做功多少？合力做功多少？(g取10 m/s2，sin 370.6，cos 370.8) 图7110 变式训练2一质量为1 kg的物体被人用手匀速向上托高1 m，下列说法正确的是(g取10 m/s2)() A手对物体做功10 J B合外力对物体做功为0 C物体克服重力做功10 J D手对物体做正功，且大于10 J 类型三变力做功的计算 例3(2011年西安八校高三模拟考试)某人利用如图7112所示的装置，用100 N的恒力F作用于不计质量的细绳的一端，将物体从水平面上的A点移到B点已知130，237，h1.5 m，不计滑轮质量及绳与滑轮间的摩擦求绳的拉力对物体所做的功图7112 变式训练3用铁锤把小铁钉钉入木板，设木板对钉子的阻力与钉进木板的深度成正比已知铁锤第一次将钉子钉进的深度为d，如果铁锤第二次敲钉子时对钉子做的功与第一次相同，那么，第二次钉子进入木板的深度是多少？类型四摩擦力做功的计算 例4如图7113所示，木块原来静止在光滑水平面上，子弹以一定的速度从左端打进木块，当子弹与木块速度恰好相等时，子弹的位移为l1、木块的位移为l2.设木块与子弹间的摩擦力为Ff，则摩擦力对木块所做的功为多少？摩擦力对子弹所做的功为多少？一对摩擦力做功的代数和是多少？图7113 变式训练4(2011年南海高一检测)以一定的初速度竖直向上抛出一个质量为m的小球，小球上升的最大高度为h，空气阻力的大小为Ff，则从抛出到回到原出发点的过程中，下列说法正确的是() A空气阻力对小球做的功为零，重力对小球做的功也为零B空气阻力对小球做的功为零，重力对小球做的功为2mgh C空气阻力对小球做的功为2Ffh，重力对小球做的功为零D空气阻力对小球做的功为2Ffh，重力对小球做的功为2mgh 随堂练习1、如图1所示，用力拉一质量为m的物体，使它沿水平匀速移动距离s，若物体和地面间的摩擦因数为，则此力对物体做的功为（ ）图1AmgsBmgs/（cos+sin）Cmgs/（cos-sin）Dmgscos/（cos+sin）图22、如图2所示，质量为m的物块始终固定在倾角为的斜面上，下列说法中正确的是（ ）A若斜面向右匀速移动距离s，斜面对物块没有做功B若斜面向上匀速移动距离s，斜面对物块做功mgsC若斜面向左以加速度a移动距离s，斜面对物块做功masD若斜面向下以加速度a移动距离s，斜面对物块做功m（g+a）s3、如图3所示，质量为m的物体P放在光滑的倾角为的直角劈上，同时用力F向右推劈，使P与劈保持相对静止，在前进的水平位移为s的过程中，劈对P做的功为()图3AFsBmgsinqs/2CmgcosqsDmgtanqs4、如图4所示，木板质量为M，长为L，放在光滑水平面上，一细绳通过定滑轮将木板与质量为m的小木块相连，M与m之间的动摩擦因数为m ，现用水平向右的力F将小木块从木板的最左端拉到最右端，拉力至少要做的功是_图5sAB5、如图5所示，人拉着细绳的一端由A走到B，使质量为m的物体匀速上升。已知A、B两点间的水平距离为s，细线与水平方向的夹角已在图中标出，不计滑轮的摩擦，人的拉力所做的功_6、用水平拉力拉着滑块沿半径为r的水平圆轨道匀速运动一周，已知滑块的质量为m，滑块与轨道间的动摩擦因数为。此过程中拉力所做的功_。课后练习1、以初速度v0竖直向上抛出一个质量为m的小球，上升最大高度是h如果空气阻力f的大小恒定，则从抛出到落回出发点的整个过程中，空气阻力对小球做的功为 ( ) A0 Bf h C一2mgh D一2 f h2、用钢索吊起质量为m的物体，当物体以加速度a匀加速升高h时，钢索对物体拉力做的功为(不计空气阻力) ( ) Amgh Bmgh+mah Cm(ga)h Dmah3、质量为m的物体，在水平力F的作用下，在粗糙的水平面上运动，下列说法中正确的是 ( ) A如果物体做加速直线运动，F一定对物体做正功 B如果物体做减速直线运动，F一定对物体做负功 C如果物体做减速直线运动，F可能对物体做正功D如果物体做匀速直线运动，F一定对物体做正功4、质量为M的物体从高处由静止下落，若不计空气阻力，在第2S内和第3S内重力做的功之比（ ）A 2：3 B 1：1 C 1：3 D 3：55、一个60kg的人乘匀速上升的电梯从l楼到8楼，每层楼高3m，则电梯对人做功为 J，重力对人做功为 J，人受的合力对人做功为 J。人对电梯的压力做功为 (g取10ms2 )6、重20N的铁球从离地面40m高处由静止开始下落，若空气阻力是球重的02，那么该球从开始下落到着地的过程中，重力对小球做功为 ，空气阻力对小球做功为 ，小球克服空气阻力做功为 。.7、静止在水平地面上的物体的质量为25kg，在与水平成60角、大小为10N的斜向上的力F作用下，经历10s时间，试分别就下列两种情况，计算力F在10s内做的功(g取10ms2 )： (1)设地面为光滑平面； (2)设物体和地面间的滑动摩擦力是它们间弹力的03。8、如图所示，在倾角为的斜面上有一质量为m的物体，一直与斜面保持相对静止求：smm（1） 若物体随斜面水平匀速移动了位s，则斜面对物体做了多少功？（2）若物体随斜面以加速度a移动了位移s，则斜面对物体做了多少功？9、在光滑的水平面上放着物体A和小车B,如图所示,小车长L=2m,M=4kg,A的质量m=1kg,AB=0.2,加在小车上的力(1)F=5N,(2)F=12N,求在这两种情况下,在2s时间内F对车做功是多少?摩擦力对A做功多少?（g取10m/s2）10、质量m=20kg的物体，与水平地面的动摩擦因素=0.4.求下列两种情况下需对物体做多少功：（1） 使物体沿水平地面以加速度a=1移动10m（2） 使物体竖直向上以加速度a=1移动10m，g=1011如图所示，物体由静止开始分别沿不同斜面由顶端A滑至底端B，两次下滑的路径分