1 1机械功 导学案-高中物理鲁科版（2019）必修第二册

第1节《机械功》班级：姓名：得分：【学习目标】1、理解功的概念，知道做功的两个因素2、明确功是标量，知道W=Fscosα的适用范围，会用功的公式进行计算3、理解正功、负功的概念，会求总功。【课前自主预习】一、机械功的含义1．机械功如果一个物体受到，并且在力的方向上发生了，物理学中就说这个力对物体做了功。把与的乘积叫做机械功，简称用符号表示，定义式。2．做功的两个必不可少的因素和物体在力的方向上发生的。3．功大小的计算式力对物体做功的大小等于力的大小、位移的大小、力与位移夹角的这三者的乘积，其表达式为W＝。4．功的单位在国际单位制中，功的单位是焦耳，简称焦，符号是。1J等于的力使物体在力的方向上发生的位移时所做的功。[关键一点]W＝Fscosα只适用于恒力对物体做功，对变力做功不适用。二、机械功的计算1．功的矢标性功是，只有大小，没有，但有之分。功的正负(1)正功：当力与位移方向的夹角为≤α＜时，W>0，力对物体做正功。表明力是动力，做功的效果会促进物体的运动(2)负功：当力与位移方向的夹角为＜α≤时，W＜0，力对物体做负功，也可以说成是物体这个力做了功。表明力是阻力，做功的效果会阻碍物体的运动(3)不做功：当力与位移方向的夹角α＝时，力对物体不做功。[关键一点]功的正负既不表示方向，也不表示大小，“＋”含义为力对物体做正功(动力做功)，“－”含义为力对物体做负功(阻力做功)。3．总功的计算(1)方法一：多个力对物体所做的总功，等于分别对物体所做的功的，W总＝。(2)方法二：也可以先求合力F合，则W总＝，其中α为合力F合与位移s之间的夹角。【课堂合作探究】探究一：下列那种情况力对物体是否做了功？一同学用大小为300N的推力推大石头没有被推动.推力对物体是否做了功？重为500N的小车在光滑水平面匀速运动100m，重力和支持力是否做了功？装卸车把货物水平移动一段距离.升力(支持力)对物体是否做了功？小象用大小为500N的水平拉力将拉小车拉动100m的距离.拉力对物体是否做了功？装卸车把重为2000N的货物匀速抬高2m.升力对物体是否做了功？⑥大象用大小为400N的拉力将拉小车拉动100m的距离。已知绳子与水平面夹角为370。【方法总结】对有功无功的判断方法：功的计算公式理解:例题1：大象用大小为400N的拉力将拉小车拉动100m的距离。已知绳子与水平面夹角为θ=370。求：拉力做了多少功？例2例2：物体在水平光滑桌面上向右做匀速直线运动.某时刻开始，受力如图，大小为50N的拉力作用下，减速运动了5m。问拉力做多少功？例2例3、物体在水平光滑桌面上向右做匀速直线运动.某时刻开始，受力如图，大小为50N的拉力作用下，减速运动了5m。问拉力做多少功？例3例3探究二：例4：如图所示，坐在雪橇上的人与雪橇的总质量为m,在与水平面成θ角的恒定拉力F作用下，沿水平地面匀速向右移动了一段距离l.1、求雪橇所受的重力、支持力做的功？例42、拉力F做功？地面对雪橇的摩擦力做功？例43、求各个力做功的代数和？4、求合力做得功？例5、如图，一个质量为m木块，放在倾角为α的斜面上，当斜面与木块保持相对静止，沿水平方向向左匀速移动距离X的过程中，（1）作用在木块上的各个力是否做功？（2）分别做什么功？做了多少功？例5（3）各个力做功的代数和？例5（4）合力做功多少？【方法总结】正负功的含义：合力做功的求解：【能力提升】重力、支持力、摩擦力、一对作用力与反作用力做功的特点分析变力做功的计算方法【当堂检测】（每题6分）1．人推着一辆自行车在水平道路上前进，自行车受到的力中做正功的是（）A．重力B．摩擦力C．支持力D．人的推力2．一个力对物体做了负功，则说明()A．这个力一定阻碍物体的运动B．这个力不一定阻碍物体的运动图1C．这个力与物体运动方向一定在一条直线上D．这个力与物体运动方向的夹角α<90°图13.如图1所示，拖着旧橡胶轮胎跑是身体耐力训练的一种有效方法。如果某受训者拖着轮胎在水平直道上跑了100m，那么下列说法正确的是()A．轮胎受到地面的摩擦力做了负功 B．轮胎受到的重力做了正功C．轮胎受到的拉力不做功D．轮胎受到地面的支持力做了正功4．如图3所示，用同样的力F拉同一物体，在甲(光滑水平面)、乙(粗糙水平面)、丙(光滑斜面)、丁(粗糙斜面)上通过同样的距离，则拉力F的做功情况是()图3A．甲中做功最少 B．丁中做功最多C．做功一样多 D．无法比较5．放在水平面上的一只木箱重400N，木箱与地面间滑动摩擦因数μ＝０.２，在水平推力作用下匀速移动10m，则推力对木箱做功________J，物体克服摩擦力做功________J，地面对木箱的支持力做功________J，摩擦力对木箱做功________J．【课后达标训练】（每题6分）1．有一根轻绳系一个物体，在悬点O以加速度a向下做匀减速运动时，作用在物体上的各力做功的情况是()A．重力做正功，拉力做负功，合外力做负功B．重力做正功，拉力做负功，合外力做正功C．重力做正功，拉力做正功，合外力做正功D．重力做负功，拉力做负功，合外力做正功2．以一定的初速度竖直向上抛出一个质量为m的小球，小球上升的最大高度为h．空气阻力大小为f，则从抛出点到返回至原出发点的过程中，下列说法正确的是()A．空气阻力对小球做的功为零，重力对小球做的功也为零B．空气阻力对小球做的功为零，重力对小球做的功为2mghC．空气阻力对小球做的功为－2fh，重力对小球做的功为零D．空气阻力对小球做的功为fh，重力对小球做的功为mgh3．如图所示，质量分别为M和m的两物块(均可视为质点，且M>m)分别在同样大小的恒力作用下，沿水平面由静止开始做直线运动，两力与水平面的夹角相同，两物块经过的位移相同．设此过程中F1对M做的功为W1，F2对m做的功为W2，则()A．无论水平面光滑与否，都有W1＝W2B．若水平面光滑，则W1>W2C．若水平面粗糙，则W1>W2D．若水平面粗糙，则W1<W24．起重机以1m/s2的加速度将质量为1000kg的货物由静止开始匀加速向上提升，若g取10m/s2，则在1s内起重机对货物所做的功是()A．500JB．