高中物理 7.2《功》学案1 新人教版必修2(1).doc

功要点导学1、功的定义式w=flcos，它是计算功的基本公式，不仅适用于恒力做功的计算，同时也适用于变力做功的计算，但由于中学数学知识的限制，中学阶段仅适用于恒力做功的计算，式中l是指以地面为参考系的位移，是力f位移l的夹角。当=/2时，w=0，这时f与l垂直，力f不做功；当/2时，w0，力f做正功，f起动力作用；当/2时，w0，力f做负功，f起阻力作用。2、一个力对物体做负功，也可以说成物体克服这个力做功。竖直向上抛出的球，在上升过程中，重力对球做了-6j的功，也可以说成 。3、功是标量，没有方向，但有正负。当物体在几个力作用下发生一段位移l时，这几个力对物体所做的总功，等于 代数和，也等于_所做的功。4、如果一个物体在变力作用下运动，可以用微元法来计算变力所做的功。先把轨迹分成_小段，每小段都足够小，可认为是直线，而且物体通过每小段的_足够短，在这样短的时间里，力的变化_，可以认为是恒定的。对每小段可以用公式w=flcos计算，最后把物体通过各个小段所做的功加在一起，就是变力在整个过程中所做的功。 范例精析例1 如图所示，水平面上有一倾角为的斜面，质量为m的物体静止在斜面上，现用水平力f推动斜面，使物体和斜面一起匀速向前移动距离l，求物体所受各力做的功各是多少？ 解析 先作出示意图，再对斜面上的物体受力分析：重力mg，弹力n=mgcos，静摩擦力f=mgsin，它们都是恒力。wg=mglcos/2=0, wn=nlcos(/2-)=mglsincoswf=flcos(-)=- mglsincos拓展 这三个力对物体做的总功wg+wn+wf=0，也可以先求三个力的合力，再求总功，匀速运动时，f合=0，所以w总=0例2 如图所示，小物体m位于光滑的斜面m上，斜面位于光滑的水平地面上，从地面上看，在小物体沿斜面下滑的过程中，斜面对小物体的作用力( )a、垂直于接触面，做功为零b、垂直于接触面，做功不为零c、不垂直于接触面，做功为零 d、不垂直于接触面，做功不为零解析 由于斜面光滑，所以斜面对物体只有支持力作用，支持力属于弹力，其方向总是垂直于接触面指向被支持的物体，所以此时斜面对小物体的作用力应垂直于接触面；讨论斜面对小物体的作用力是否做功，关键是看小物体是否在此力的方向上发生位移，为此有必要定性画出经过一段时间后小物体发生的对地位移，由于斜面放在光滑的地面上，小物体在斜面上下滑时，斜面将后退，由图可知，此力对小物体是做功的，本正确选为b。拓展 公式w=flcos中“位移”是指对地位移。斜面是静止时，小物体的对地位移方向平行于斜面，垂直于支持力，所以支持力不做功。题中指明“斜面位于光滑的水平面上”，隐含条件是：“当小物体在斜面上下滑时，斜面将后退”，小物体参与两种运动，一是相对于斜面的滑动，二是跟随斜面向右的运动，使得小物体的对地位移与支持力的方向不垂直。斜面在运动，这一因素并不影响斜面的支持力始终与斜面垂直，但影响支持力是否做功。 例3 动滑轮是一种简单机械，如图所示，滑轮和绳子的质量不计，用力开始提升原来静止的质量为10kg的物体，以2m/s2的加速度匀加速上升，求开始运动后3秒内拉力做的功.解析 设挂住物体的绳子中的拉力为大小f1，则f1-mg=ma物体在开始运动后三秒内上升的位移为s=at2/2拉力的功为w=flcos00代入数据得w=1080j拓展 利用简单机械来做功时，可以抓住简单机械省力但不能省功的特点。动滑轮是一种简单机械，拉力f做的功等于挂住物体的绳子对物体做的功，就可以解决本题所要求的问题。 能力训练1、关于功的概念，以下说法正确的是(b )a.力是矢量，位移是矢量，所以功也是矢量；b.功有正、负之分，所以功也有方向性；c.若某一个力对物体不做功，说明该物体一定没有位移；d.一个力对物体做的功等于这个力的大小、物体位移大小及力和位移间夹角的余弦三者的乘积。2、用400n的力在水平地面上拉车行走50m，拉力与车前进的方向成30角。那么，拉力对车做的功是( b )a.2.0104j b.1.0104j c.1.7104j d.以上均不对3、运动员用2000n的力把质量为0.5kg的球踢出50m，则运动员对球所做的功是( d )a200j b.10000j c.25j d.无法确定4、关于功的正负，下列叙述中正确的是( cd )a正功表示功的方向与物体运动方向相同，负功为相反b正功表示功大于零，负功表示功小于零c正功表示力和位移两者之间夹角小于90，负功表示力和位移两者之间夹角大于90d正功表示做功的力为动力，负功表示做功的力为阻力5、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ff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( d )a0 bff h c-2mgh d-2 ffh6、起重机以a=1m/s2的加速度，将重g=104n的货物由静止匀加速向上提升。那么，在1s内起重机对货物做的功是(g=10m/s2)( d )a.500j； b.5000j； c.4500j； d.5500j7、有以下几种情况用水平推力f推一质量为m的物体在光滑的水平面上前进l用水平推力f推一质量为2m的物体在粗糙的水平面上前进l用与水平面成60角的斜向上的拉力f拉一质量为m的物体在光滑平面上前进2l用与斜面平行的力f拉一质量为3m的物体在光滑的斜面上前进l这几种情况下关于力f做功多少的正确判断是( d )a、做功最多 b、做功最多c、做功最少 d、四种情况，做功相等8、两个互相垂直的力f1和f2作用在同一物体上，使物体运动，如图5-2-5所示，物体通过一段位移时，力f1对物体做功4j，力f2对物体做功3j，则力f1和f2的合力对物体做功为( a )a、7j b、2j c、5j d、3.5j9、火车头用f=5104n的力拉着车厢向东开行s=30m，又倒回来以同样大小的力拉着车厢向西开行30m，在整个过程中，火车头对车厢所做的功是( a )a、3106j b、2106j c、1.5106j d、010、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( acd )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11、重为400n的物体放在水平地面上，与地面的滑动摩擦因数为=0.2，在大小为f=500n，方向与水平面成=37斜向上的拉力作用下前进l=10m。在此过程中力f做功为 j，摩擦力做功为 j，重力做功 j，合力所做的功为 j。4000，200，0，380012、如图所示，物体质量为2kg，光滑的定滑轮质量不计，滑轮两侧保持绳竖直，若拉着绳使物体上升2m，则拉力做功为 j；若竖直向上拉力为50n，使物体上升2m ，拉力做功 j，重力对物体做功 j。40，200，4013、下列说法正确的是(d )a、有力有位移，该力一定做功b、有加速度的物体一定有力对它做功c、静摩擦力一定不做功，滑动摩擦力一定做负功d、静摩擦力和滑动摩擦力都可能做正功14、关于作用力和反作用力做功的关系，下列说法正确的是( d )a、当作用力做正功时，反作用力一定做负功b、当作用力不做功时，反作用力也不做功c、作用力和反作用力所做的功大小一定相等，一正一负d、作用力做正功时，反作用力也可以做正功15、某人利用如图所示的装置，用100n的恒力f作用于