67学年高中物理人教版必修2导学案第七章第12讲追寻守恒量-能量功Word版含解析完美版

第1讲找寻守恒量——能量第2讲功[目标定位]1.知道能量守恒是自然界的重要规律，初步领悟和认识能量转变，功与能量变化的关系.2.知道功的观点及做功的两个必需要素，知道

W＝

Flcos

α的使用条件，会用它进行有关计算.3.理解正功、负功的含义，会求多个力的总功．一、找寻守恒量1．伽利略斜面实验研究让静止的小球沿一个斜面滚下，小球将滚上另一个对接斜面，没有摩擦时，

hA______hB，如图1所示．小球运动中

______的量叫能量．图12．能量观点动能：物体因为______而拥有的能量．势能：互相作用的物体依靠其______而拥有的能量．能的转变：在伽利略的理想斜面实验中，小球的____和______可互相转变．二、功1．观点：一个物体遇到力的作用，并在____________发生了一段位移，这个力就对物体做了功．2．做功的两个要素(1)力；(2)物体在__________上发生的位移．3．公式W＝__________________.此中F、l、α分别为________、____________和________方向的夹角，此中当力F与位移l同向时，W＝Fl.4．单位：国际单位制中，功的单位是______，简称____，符号是______．想想物理学中的“做功”与平时生活中的“做工”相同吗？在水平川面上转动的小球，重力能否做功？三、正功和负功由W＝Flcosα可知：π(1)当α＝2时，W＝______，力对物体不做功，力既不是阻力也不是动力．π(2)当0≤α<2时，W_____0，力对物体做_____功，做功的力是_____(填“动”或“阻”)力．π当2<α≤π时，W______0，力对物体做______功，或说成物体______这个力做功，做功的力是______(填“动”或“阻”

)力．想想

功有正负之分，功是矢量吗？正负的意义是什么？如

F1做功

10J，F2做功－15J，力F1和

F2哪个做功多？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等于：各个分力分别对物体所做功的__________．几个力的______对物体所做的功.一、对功的理解1．力对物体能否做功，决定于两个要素：(1)做功的力；(2)物体在力的方向上的位移．而与其他要素，诸如物体运动的快慢、运动的性质、接触面能否圆滑、物体质量的大小等均没关．2．功是一个过程量，描绘的是力在物体沿力的方向发生位移的过程中的累积效应．例1以下对于做功的说法正确的选项是()．凡是受力作用的物体，必定有力对物体做功．凡是发生了位移的物体，必定有力对物体做功C．只需物体受力的同时又有位移发生，则必定有力对物体做功．只需物体受力，又在力的方向上发生了位移，则必定有力对物体做功二、功的计算1．对W＝Flcosα的理解W＝Flcosα仅合用于计算恒力的功．(2)F表示力的大小，l表示力的作用点相对于地面的位移的大小(l也经常说是物体相对于地面的位移大小)，α表示力和位移方向间的夹角．公式能够表达为W＝F·lcosα，意义是功等于沿力F方向的分位移与力的乘积；公式也能够表达为W＝Fcosα·l，意义是功等于位移与沿位移方向的分力的乘积．2．几个力的总功的求法(1)先由W＝Flcosα计算各个力对物体所做的功W1、W2、W3、而后求全部力做功的代数和，即W合＝W1＋W2＋W3＋(2)先由力的合成或依据牛顿第二定律求出协力F合，而后由W合＝F合lcosα计算总功，此时α为F合的方向与

l的方向间的夹角．例2

如图

2所示，质量为

m＝2kg的物体静止在水平川面上，

遇到与水平川面夹角为

θ＝37°、大小

F＝10N的拉力作用，物体挪动了

l＝2m，物体与地面间的动摩擦因数

μ＝0.3，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，g取

10m/s2.求：图2拉力F所做的功W1；(2)摩擦力Ff所做的功W2；重力G所做的功W3；(4)弹力FN所做的功W4；协力F合所做的功W.三、对功的正负的理解及判断1．功是标量，功的正、负既不表示方向，也不表示功的大小，只表示是动力做功仍是阻力做功．2．功的正负判断(1)依据力和位移的夹角判断．比如

(如图

3所示)，物体

a由固定斜面顶端静止滑下，

遇到的重力G对物体

a做正功，因为重力

G与位移

l之间的夹角小于

90°.图3依据运动物体的速度方向和受力方向的夹角判断．比如，人造地球卫星在椭圆轨道上运转，由如图4所示的a点运动到b点的过程，万有引力做负功，因为万有引力的方向和速度方向的夹角大于90°.图4例3一人乘电梯从1楼到20楼，在此过程中经历了先加快，后匀速，再减速的运动过程，则电梯对人的支持力的做功状况是()．加快时做正功，匀速时不做功，减速时做负功．加快时做正功，匀速和减速时做负功C．加快和匀速时做正功，减速时做负功D．一直做正功例4如图5所示，物体在力的作用下在水平面上发生一段位移l，试分别计算这四种状况下力F对物体所做的功．设在这四种状况下力F和位移l的大小都相同：F＝10N，l＝1m，角θ的大小如下图，分别说明每种状况下力

F做功的正负，并求出功．图5对功的理解1．以下四幅图片所描绘的情形中，人对物体做功的是()正功、负功的判断2．质量为m的物体放在粗拙的水平面上，遇到水平力F的作用，以下表达中正确的选项是()A．假如物体做匀加快直线运动，则力F必定做正功B．假如物体做匀加快直线运动，则力F可能做负功C．假如物体做匀减速直线运动，则力F可能做正功D．假如物体做匀减速直线运动，则力F可能做负功功的计算3．用水平恒力F作用于质量为m的物体，使之在圆滑的水平面上沿力的方向挪动距离l，恒力F做功为W1；再用该恒力作用在质量为2m的物体上，使之在粗拙的水平面上挪动相同的距离l，恒力F做功为W2，则两次恒力做功的关系是()A．W1>W2B．W1<W2C．W1＝W2D．没法判断4.如图6所示，利用斜面从货车上卸货，每包货物的质量m＝20kg，斜面倾角α＝37°，斜面的长度l＝0.5m，货物与斜面间的动摩擦因数μ＝0.2，求货物从斜面顶端滑究竟端的过程中受到的各个力所做的功以及合外力做的功．(取g＝10m/s2，sin37＝°0.6，cos37°＝0.8)图6答案精析第七章机械能守恒定律第1讲找寻守恒量——能量第2讲功预习导学一、1.＝守恒2．(1)运动地点势能动能二、1.力的方向上2．(2)力的方向3．Flcosα力的大小位移的大小力与位移4．焦耳焦J想想物理学中的“做功”一定知足做功的两个必需要素．平时生活中的“做工”泛指一切耗费脑力和体力的过程．因此有“做工”不必定“做功”，“做功”必定“做工”．在水平川面上转动的小球，位移方向垂直于重力方向，重力不做功．三、(1)0(2)>正动(3)<负战胜阻想想功是标量，功的正负既不表示方向，也不表示大小，只表示做功的力是阻力仍是动力，F1做的功小于

F2做的功，

F2做功多．四、(1)代数和

(2)协力讲堂讲义例

1

D

[力和在力的方向上的位移是做功的两个不行缺乏的要素，故只有选项

D正确．]例

2

(1)16J

(2)－8.4J

(3)0

(4)0

(5)7.6J分析

(1)对物体进行受力剖析，如下图．W1＝Flcosθ＝10×2×0.8J＝16J(2)FN＝G－Fsinθ＝20N－10×0.6N＝14NF＝μF＝0.3×14N＝4.2NfNW2＝Fflcos180＝°－4.2×2J＝－8.4JW3＝Glcos90°＝0W4＝FNlcos90＝°0W＝W1＋W2＋W3＋W4＝7.6J也可由协力争总功F合＝Fcosθ－Ff＝10×0.8N－4.2N＝3.8NF合与l方向相同，因此W＝F合l＝3.8×2J＝7.6J例3D[在加快、匀速、减速的过程中，支持力与人的位移方向一直相同，因此支持力一直对人做正功，故D正确．]例4看法析分析

甲图中力

F做正功，W＝Flcos(180

－°θ)＝Flcos30

＝°5

3J.乙图中力

F做负功，

W＝Flcos(180

°－30°)＝Flcos150°＝－53J.丙图中力F做正功，W＝Flcos30°＝53J.丁图中力F做正功，W＝Fl＝10J对点练习1．AD[A项中人对物体做正功；B项中力和位移垂直，不做功；C项中重物位移为零，不做功；D项中人对拖把做正功．故A、D正确．]2．ACD[物体在粗拙的水平面上运动必定要遇到摩擦阻力，当物体在力F作用下做匀加快直线运动时，力F与位移的夹角为0°，力对物体必定做正功；当物体在力F作用下做匀减速直线运动时，力F与位移的夹角能够为0°也能够为180°，故力对物体能够做正功，也能够做负功．]3．C[物体沿力的方向运动，恒力做功就是指力F做的功，依据W＝Flcosα，两次做功中的F、l、α均相同，因此两次F做功相同，即W1＝W2.]4．重力做的功60J支持力做的功0摩擦力做的功－16J协力做的功44J分析斜面上的货物遇到重力G、斜面支持力FN和摩擦力Ff共三个力的作用．货物位移的方向沿斜面向下，能够用正交分解法，将货物所受的重力分解到与斜面平行的方向和与斜面垂直的方向．能够看出，三个力中重力和摩擦力对货物做功，而斜面支持力对货物没有做功．其中重力G对货物做的功W1＝mglsin37＝°20×10×0.