第一节 功(1)

物理必修2（粤教）,第四章机械能和能源第一节功,教学目标,教学目标及高考热点,(1)本章内容主要包括四个概念(功、功率、动能和势能)和三个规律(动能定理、机械能守恒定律、能量转化和守恒定律)(2)联系生活实际、联系体育及科技信息是高考命题的趋势，高考命题将会以此为背景，考查学生分析综合能力和解决实际问题的能力,高考热点,重点：功的概念，正、负功的概念难点：总功的计算方法,栏目链接,预习篇,1物体受到_的作用，并且在_上发生了一段_，就说该力对物体做了功2影响做功的因素：_和物体_是做功的两个不可缺少的因素3功的计算：当力与位移方向一致时，力对物体做的功为W_,力,力的方向,位移,力,在力的方向上通过的位移,Fs,栏目链接,当力与位移方向成夹角时，力对物体做的功W_即力对物体做的功等于_的乘积特例：当0时，W_；当90时，W_；当180时，W_讨论：当090时，W为_值，F对物体做正功,预习篇,Fscos,力、位移、以及两者间夹角的余弦值,Fs,0,Fs,正,栏目链接,当90时，W_，F对物体不做功当90180时，W为_值，F对物体做负功，也说克服该力做正功4功的单位：国际单位是_，符号是_1J等于_的力使物体在力的方向发生_的位移时所做的功即1J_,预习篇,0,负,焦耳,J,1N,1m,1Nm,栏目链接,5方向性：功是_量，只有_，没有_遵循代数运算法则6总功：物体所受几个力的总功，等于各力分别对物体所做功的_,预习篇,标,大小,方向,代数和,栏目链接,栏目链接,考点篇,考点1功的正确理解,1概念：物体受到力的作用，并在力的方向上发生了一段位移，就说这个力对物体做了功2影响做功的两个因素：力和物体在力的方向上的位移3公式：WFscos(为F与s的夹角)理解：(1)公式只适用于恒力做功，位移是指力的作用点通过的位移(2)必须明确“哪个力，对谁，在哪个过程做功”,栏目链接,考点篇,(3)功的大小只与F、s、这三个量有关与物体是否还受其他力、物体运动的速度、加速度等其他因素无关，也与物体运动的路径无关与物体的运动形式(无论是匀速或变速)无关，也与物体同时受到的其他力无关(4)力和位移都是矢量，两种思路处理：可以分解力也可以分解位移4功和能单位：焦耳(J)，1J1Nm；1kWh3.6106J5物理意义：表示力在空间上的积累效应，是能量转化的量度,栏目链接,考点篇,例1如图所示，下列过程中，有关力F做功多少的说法正确的是()a用水平推力F推质量为m的物体，在光滑水平面上前进s.b用水平推力F推质量为2m的物体，在粗糙水平面上前进s.c用与斜面平行推力F推质量为2m的物体，沿斜面向上前进s.,栏目链接,考点篇,Aa做功最多Bb做功最多Cc做功最多D做功一样多,因三种情况下，力F大小相同，并且沿力的方向位移大小也相同，所以做功相同,D,栏目链接,考点篇,栏目链接,小结：功的大小只与F、s、这三个量有关与物体是否还受其他力、物体运动的速度、加速度等其他因素无关，也与物体运动的路径无关；与物体的运动形式(无论是匀速或变速)无关，也与物体受到的其他力无关,变式训练,考点篇,1用恒力F使质量为M的物体沿竖直方向匀速上升h，恒力做功W1，再用该恒力作用于质量为m(mgtan，摩擦力沿斜面向下，摩擦力与位移夹角小于90，则做正功；当agtan，摩擦力沿斜面向上，摩擦力与位移夹角大于90，则做负功，故B错，C对由于物体向左加速，斜面对物体的作用力为如图所示的斜向上方向，故做正功，D错,栏目链接,考点3总功的求解,考点篇,1先求出合外力，再根据WFscos计算总功注意应是合外力与位移s间的夹角2分别求各个外力的功：W1F1scos1，W2F2scos2，再求各个外力做功的代数和,栏目链接,考点篇,例3如图所示，质量为m的物块静止在倾角为的斜面上，当斜面和物体一起沿水平面向左匀速运动位移s时，求物块所受重力、支持力、摩擦力做的功和合力做的功,栏目链接,考点篇,方法一物块受力分析如图所示，因为匀速运动，合力为零，所以，Nmgcos，fmgsin.重力与位移的夹角为90，做功为0.支持力与位移的夹角为90，做功为WNNscos(90)mgssincos.静摩擦力与位移的夹角为180，做功为Wffscos(180)mgssincos.合力做的功是各个力做功的代数和：WFWGWNWf0.,栏目链接,考点篇,方法二物块做匀速运动，所受的合外力为零，合力做功为零重力、支持力及摩擦力做功的计算同方法一,小结：(1)根据功的定义计算功时一定要明确受力，以及力、位移和夹角(2)总功一般用各力做功的代数和来求，因为功是标量，求代数和较简单当然，也可先求合力再求功，本题合力为零，合力做功也为零,栏目链接,变式训练,考点篇,3(双选)如图，质量为m的物块始终静止在倾角为的斜面上，当斜面()A向上匀速移动距离s，斜面对物块做功mgsB向左匀速移动距离s，斜面对物块做功mgssincosC向左以加速度a匀加速移动距离s，斜面对物块不做功，合力对m做的总功masD向上以加速度a匀加速移动距离s，斜面对物块做功m(ga)s,AD,栏目链接,考点篇,当斜面向上匀速运动时，合力为零，斜面对物体做的功数值上等于克服重力做的功，A对；当斜面向上做匀加速运动时，根据牛顿定律得F斜mgma，斜面对物体做的功W斜F斜sm(ga)s，D选项正确,栏目链接,考点4几种典型力做功的情况,考点篇,1作用力和反作用力的做功特点作用力与反作用力均可能：做正功、做负功、也可能不做功例如：A、B两个磁铁分别固定在两个小车上，置于光滑的水平面，同名磁极相对，作用力与反作用力为斥力当从静止同时释放两小车，均做正功；当以一定速度使A、B同名磁极靠近，则均做负功当固定一辆小车A，释放另一小车B，作用力对A不做功；以此类推，很多种做功组合,栏目链接,考点篇,2摩擦力的做功特点(1)静摩擦力可以做正功，可以做负功，还可以不做功(2)滑动摩擦力可以做正功，可以做负功，也可以不做功,栏目链接,考点篇,例如：如图所示，物体放在传送带上，且相对传送带静止，物体受到的静摩擦力沿斜面向上，当传送带顺时针转动时，静摩擦力做正功；当传送带逆时针转动时，静摩擦力做负功；当传送带静止时，静摩擦力不做功,栏目链接,考点篇,例4(双选)关于某些力的做功，下列说法中正确的是()A当作用力做正功时，反作用力一定做负功，其做功的代数和必为零B这两个力可能同时都做正功或同时都做负功，做功的代数和可以不为零C静摩擦力可能做正功，且一对相互作用的静摩擦力做功的代数和必为零D滑动摩擦力不可能做正功，且一对相互作用的滑动摩擦力做功的总和为零,栏目链接,考点篇,作用力与反作用力均可做正功、负功或不做功做功代数和可为正、负或零A错，B对摩擦力可做正功、负功或不做功，但一对相互作用的静摩擦力做的功总是互为相反数，故代数和为零；而一对相互作用的滑动摩擦力做功的代数和始终为负C对，D错,BC,栏目链接,考点篇,小结：(1)一对静摩擦力做功的代数和为零，而一对滑动摩擦力做功不为零(2)滑动摩擦力、空气阻力做功与路径有关，而重力做功只与始末位置的位移有关，与过程无关(3)一对作用力和反作用力是作用在两个不同的物体上，两个物体的位移之间无直接关系，所以，它们做功的数值及正负都无必然的联系,栏目链接,考点篇,4(双选)把物体从地面竖直向上抛出去，该物体上升的最大高度是h，若物体的质量为m，所受的空气阻力大