11机械功学案1

1、1.1机械功学案1【学习目标】1、 理解功的概念，知道力和物体在力的方向上发生位移是做功的两个不可缺少的因素；2、理解正功、负功的概念，知道在什么情况下力做正功或负功；3、知道合外力所做的总功等于各个力所做的功的代数和。【学习重点】1、物体在力的方向上的位移与物体运动方向的位移；2、使学生掌握功的计算式。【知识要点】1. 功的定义式阡Fscosa,它是计算功的基本公式，仅适用于恒力做功的计算，式中s是指以地面为参考系的位移，a是力F与位移s的夹角。当a=?r/2时，W=Q这时F与s垂直，力尸不做功；当a<7tH时，W>0力尸做正功，F起动力作用；当澎2<ajr时，W<0

2、力F做负功，E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。竖直向上抛岀的球，在上升过程中，重力对球做了 -6J的功，也可以说成物体克服重力做功6J。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s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片Fscosa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【典

3、型例题】例1如图所示，水平面上有一倾角为<9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 Z,求物体所受各力做的功各是多少?解析先作岀不意图，再对斜面上的物体受力分析重力mg,弹力N=mgcosB静摩擦力f=mgsmQ它们都是恒力。Wg = mgL cos = 0 , Wn = NL cos(- 6) = mgLsmOcosdW = fL cos（ 一 6） = -mgL sin 6 cos 0拓展这三个力对物体做的总功W+VN+WrO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例2如图所示，小物体所位于光滑的斜面ML

4、,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，夕：C. 不垂直于接触面，做功为零I ;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，为此有必要定性画岀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

5、选为B。拓展公式 W=F-scosa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3s内拉力做的功.解析设挂住物体

6、的绳子中的拉力为大小句，贝U F-mg=ma- 物体在开始运动后三秒内上升的位移为s=at 1/2 -拉力的功为 W=FscosQ( §)代入数据得陀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 单机械，拉力 E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。【反思】【达标训练】1、关于功的概念，以下说法正确的是（）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

7、余弦三的乘积。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（）A. 2.0x104JB. 1.0x10 4 JC. 1.7X1O4JD. 以上均不对3、运动员用2000N的力把质量为0.5kg的球踢岀50m,则运动员对球所做的功是（）A. 200JB. 10000JC. 25JD. 无法确定4、 关于功的正负，下列叙述中正确的是（）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90。D. 正功表示做功的力为动力，负功

8、表示做功的力为阻力5、以初速度竖直向上抛岀一个质量为，的小球，上升最大高度是如果空气阻力f的大小恒定，则从抛岀到落回岀发点的整个过程中，空气阻力对小球做的功为（）A. 0B- -fliC. -2mghD. -2fli6、如图，小球在大小不变的拉力F的作用下，在水平槽内做圆周运动。如果圆半径为R,拉力尸的方向恒与小球瞬时速度方向一致，则在小球运动一周过程中，拉力F所做的功为。F7、某人利用如图所示的装置，用100N的恒力尸作用于不计质量的细绳的一端，将物体从水平面上的/点移到3点。已知cti=30 ° ct2=37。，A=1.5m, sin37°= 0.8，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?达标训练参考答案】1、D