2016-2017学年人教版必修二第七章追寻守恒量能量功学案

学案1追寻守恒量能量学案2功学习目标定位 1.了解势能、动能的概念，领会寻找守恒量是科学研究的重要思想方法.2.理解功的概念，知道WFlcos 的适用范围，会用功的公式进行计算.3.理解正、负功的概念，会根据公式计算多个力所做的总功一、动能和势能1动能：物体由于运动而具有的能量2势能：相互作用的物体凭借其位置而具有的能量二、功1定义：一个物体受到力的作用，并在力的方向上发生了一段位移，这个力就对物体做了功2公式：WFlcos_，其中F、l、分别为力的大小、位移的大小和力与位移方向的夹角3单位：焦耳，简称焦，符号J.三、正功和负功1当时，W0，力F不做功2当0时，W0，力F对物体做正功3当a时，W0，力F对物体做负功四、总功的计算当一个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有两种计算方法1各个分力分别对物体所做功的代数和2几个力的合力对物体所做的功.一、追寻守恒量能量问题设计如图1所示为伽利略的理想斜面实验(忽略了摩擦及空气阻力)图1(1)当小球沿斜面从高处由静止滚下时，小球的高度不断减小，而速度不断增大，当小球沿另一个斜面向上滚时，小球的位置不断升高，而速度不断减小，这些说明了什么？(2)若改变右边斜面的倾角则发现，无论倾角大些还是小些，小球总是能达到同一高度，若把斜面放平，小球将一直运动下去，这些说明什么？答案(1)当小球凭借其位置而具有的物理量不断减少时，由于运动而具有的物理量不断增加；当小球凭借其位置而具有的物理量不断增加时，由于运动而具有的物理量不断减小(2)说明在运动过程中“某个量”是守恒的要点提炼1在伽利略的理想斜面实验中，小球的势能和动能可以相互转化2能量的性质(1)能量是一个状态量，是描述物质(或系统)运动状态的一个物理量(2)自然界中物质的运动是多种多样的，相对于各种不同的运动形式有各种不同形式的能量(3)各种不同形式的能量可以相互转化，并且在转化过程中，能量的总量是不变的二、功问题设计某同学用手平托一本书竖直向上移动一段距离，又平托书水平移动一段距离，在这两个过程中手对书的支持力是否对书做功？答案平托一本书竖直向上移动时，手对书的支持力对书做功，而平托书水平移动一段距离时，手对书的支持力不做功要点提炼1力和物体在力的方向上发生的位移，是做功的两个不可缺少的因素2力对物体所做的功等于力的大小、位移的大小、力与位移夹角的余弦这三者的乘积，即WFlcos .说明(1)力F、位移l都是矢量，但功W却是标量(2)力F是恒力，此式只适用于恒力做功的计算三、正功和负功问题设计1某物体在水平面上向右运动了l，当物体受到与水平方向夹角为30的力作用时，如图2甲所示，力对物体做的功为多少？当物体受到与水平面夹角为150的力作用时(如图乙所示)，力对物体做的功为多少？图2答案当30 时，WFlcos 30Fl；当150时，WFlcos 150Fl2功的正、负的含义是什么？答案正功表示动力对物体做功；负功表示阻力对物体做功要点提炼1由WFlcos 可知：(1)当00，力对物体做正功；(2)当时，W90D这个力与物体运动方向的夹角90时，cos 0，力对物体做负功，此力阻碍物体的运动，故A、C对4一物体在两个力F1、F2的共同作用下发生了一段位移，做功分别为W16 J、W26 J，下列说法正确的是()A这两个力一定大小相等、方向相反BF1是动力，F2是阻力C这两个力做的总功为0DF1比F2做的功多答案BC解析由力F1、F2做功的正负可以确定力F1、F2与位移的夹角分别为小于90、大于90，但这两个力不一定大小相等、方向相反，A错；F1做正功一定是动力，F2做负功一定是阻力，但正、负不表示功的大小，B对，D错；两个力的总功等于这两个力所做功的代数和，C对题组二对正、负功的判定5如图1，拖着旧橡胶轮胎跑是身体耐力训练的一种有效方法如果受训者拖着轮胎在水平直道上跑了100 m，那么下列说法正确的是()图1A摩擦力对轮胎做了负功B重力对轮胎做了正功C拉力对轮胎不做功D支持力对轮胎做了正功答案A解析摩擦力方向与轮胎位移方向相反，摩擦力做负功，A项正确；重力和支持力的方向与轮胎位移方向垂直，不做功，B、D项错误；拉力方向与轮胎位移方向成锐角，做正功，C错误6一人乘电梯从1楼到20楼，在此过程中经历了先加速，后匀速，再减速的运动过程，则电梯对人的支持力的做功情况是()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，匀速和减速时做负功C加速和匀速时做正功，减速时做负功D始终做正功答案D解析在加速、匀速、减速的过程中，支持力与人的位移方向始终相同，所以支持力始终对人做正功，故D正确7物体在合外力作用下做直线运动的vt图象如图2所示下列表述正确的是()图2A在01 s内，合外力做正功B在02 s内，合外力总是做负功C在1 s2 s内，合外力不做功D在03 s内，合外力总是做正功答案A解析根据物体的vt图象可知，在01 s内，物体做匀加速运动，速度增加，合外力(加速度)方向与运动方向相同，合外力做正功，故选项A对，B错；在13 s内，速度减小，合外力(加速度)方向与运动方向相反，合外力做负功，故选项C、D错8关于两个物体间的一对作用力和反作用力的做功情况，下列说法正确的是()A作用力做功，反作用力一定做功B作用力做正功，反作用力一定做负功C作用力和反作用力可能都做负功D作用力和反作用力做的功一定大小相等答案C解析作用力和反作用力大小一定相等，但它们的做功情况却不一定相同因为作用力和反作用力是作用在不同的物体上，所产生的作用效果不一定相同作用力做正功，反作用力可能做负功；作用力不做功，反作用力可能做正功、负功或不做功例如：如图甲，B向左运动时，A对B的摩擦力做负功，而B对A的摩擦力不做功，所以A、B、D均错；如图乙，分别用力F1和F2作用在A、B两物体上，结果A相对B发生滑动，此过程中，A、B间的一对滑动摩擦力均做负功，所以C对题组三功的计算9如图3所示，坐在雪橇上的人与雪橇的总质量为m，在与水平面成角的恒定拉力F作用下，沿水平地面向右移动了一段距离l.已知雪橇与地面间的动摩擦因数为，雪橇受到的()图3A支持力做功为mglB重力做功为mglC拉力做功为Flcos D滑动摩擦力做功为 mgl答案C10如图所示，力F大小相等，物体沿水平面运动的位移l也相同，下列哪种情况F做功最少()答案D解析四种情况下，F、l都相同，由公式WFlcos 可知，cos 越小，力F做的功越少，D中cos 最小，故选D.11如图4所示，质量为m的物体A静止在倾角为的斜面体B上，斜面体B的质量为M.现对该斜面体施加一个水平向左的推力F，使物体随斜面体一起沿水平方向向左匀速运动，当移动的距离为l时，斜面体B对物体A所做的功为()图4AFl Bmglsin cos Cmglsin D0答案D解析对物体A进行受力分析，其受到重力mg、支持力FN、静摩擦力Ff，如图所示，由于物体A做匀速运动，所以支持力FN与静摩擦力的合力即斜面体B对物体A的作用力竖直向上，而位移水平向左，所以斜面体B对物体A的作用力的方向与位移方向垂直，斜面体B对物体A所做的功为0，D正确12如图5所示，质量m50 kg的滑雪运动员从高度h30 m的坡顶由静止下滑，斜坡的倾角37，滑雪板与雪面之间的动摩擦因数0.1.则运动员滑至坡底的过程中：图5(1)滑雪运动员所受的重力对他做了多少功？(2)各力对运动员做的总功是多少？(g10 m/s2，sin