2019年高中物理第七章第1、2节追寻守恒量——能量功讲义（含解析）新人教版

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1、追寻守恒量——能量功一、追寻守恒量┄┄┄┄┄┄┄┄①1．伽利略的实验探究如图所示：过程让小球从斜面A滚落，它会继续滚上斜面B现象无论斜面B比斜面A陡些或缓些，小球的速度最后总会在斜面上的某点变为0，这点距斜面底端的竖直高度与它出发时的高度相同结论这一事实说明某个量是守恒的，在物理学中我们把这个量叫做能量或能2.势能：相互作用的物体凭借其位置而具有的能量。3．动能：物体由于运动而具有的能量。4．势能和动能的转化：从伽利略的斜面实验可以看出，势能和动能可以相互转化。小球从斜面上某一高度滚落至斜面底端的过程中势能转化为动能；小球从斜面

2、底端沿斜面升高时，动能又转化为势能，若忽略空气阻力和摩擦，在动能与势能转化过程中能量是守恒的。[说明]伽利略的理想斜面实验虽然是想象中的实验，但它是建立在可靠的事实基础之上的。这类理想实验以可靠的事实为基础，经过抽象思维，抓住主要因素，忽略次要因素，从而更深刻地揭示了自然规律。采用理想实验说明问题是物理学的一种常用方法，理想实验在物理学的发展中起着重要的作用。①[选一选]在伽利略的斜面实验中，小球停下来的高度为h1，与它出发时的高度h2相同，这一事实说明“某个量是守恒的”，下面说法中正确的是(　　)A．小球在运动的过程中速度是守

3、恒的B．小球在运动的过程中高度是守恒的C．小球在运动的过程中动能是守恒的D．小球在运动的过程中能量是守恒的解析：选D　伽利略的斜面实验中，小球的速度、高度、动能都随时间变化，而能量恒定不变，故D正确。二、功、功的正负┄┄┄┄┄┄┄┄②1.功的概念：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．做功的两个必备条件(1)物体受力的作用。(2)物体在力的方向上发生位移。3．公式(1)力F与位移l同向时，W＝Fl。(2)力F与位移l夹角为α时，W＝Flcosα。其中F、l、α分别为力的大小、位移的大小和力与位

4、移方向的夹角。4．正功和负功由公式W＝Flcosα可知，力对物体做正功还是做负功，由F的方向与位移l的方向间的夹角α决定，具体情况见下表：夹角αcosα功W说明0≤α0W>0力F对物体做正功α＝cosα＝0W＝0力F对物体不做功<α≤πcosα<0W<0力F对物体做负功[注意](1)各物理量的单位：F的单位是牛顿，l的单位是米，W的单位是牛·米，即焦耳，简称焦，符号J。(2)一个力对物体做负功，可以说成物体克服这个力做了功(正值)，如摩擦力对冰壶做了－2J的功，可以说成冰壶克服摩擦力做了2J的功。(3)功是标量，没有

5、方向，但有正、负之分。而“正负”也不表示功的大小，只表示做功的性质。②[判一判]1．公式W＝Fl中的l是物体运动的路程(×)2．物体受到某力的作用，并且在该力的方向上发生了一段位移，该力一定做功(√)3．力F1做的功为10J，力F2做的功为－15J，力F1比F2做的功多(×)4．正功与负功方向相反(×)1.功的概念(1)做功的两个必不可少的因素理解功的概念，首先要知道做功的两个不可缺少的因素：力和物体在力的方向上发生的位移。力对物体是否做了功只与这两个因素有关，与其他因素诸如物体运动的快慢、运动的性质、物体质量、物体是否受其他力

6、等均无关。(2)功是过程量，总是与一个具体的过程相对应，同时功与具体的某个力或某几个力相对应，通常我们说某个力或某几个力所做的功。2．对功的公式的两点提醒(1)公式中的F是恒力，即公式W＝Flcosα并不是普遍适用的，它只适用于大小和方向均不变的恒力做功。如果F是变力，W＝Flcosα就不适用了。(2)F与l必须具备同时性，即l必须是力F作用过程中物体的位移。如果力消失后物体继续运动，力所做的功就只跟力作用的那段位移有关，跟其余的位移无关。3.正功、负功的物理意义功的正负由力和位移之间的夹角决定，所以功的正负不表示方向，而只能说

7、明做功的力对物体来说是动力还是阻力。力与位移之间的夹角为钝角时力做负功。[典型例题]例1.[多选](2016·长沙高一检测)如图所示，B物体在拉力F的作用下向左运动，在运动过程中，A、B之间有相互作用的摩擦力(B与地面之间无摩擦力)，则对摩擦力做功的情况，下列说法中正确的是(　　)A．A、B都克服摩擦力做功B．摩擦力对A不做功C．摩擦力对B做负功D．摩擦力对A、B都不做功[解析]　对A、B水平方向受力分析如图所示，物体A在Ff2作用下没有位移，B正确，A错误；对物体B，Ff1与位移夹角为180°，摩擦力对B做负功，C正确，D错误

8、。[答案]　BC[点评]　判断正功和负功的方法(1)看力F的方向和位移l的方向的夹角α——常用于恒力做功。(2)看力F的方向和速度v的方向的夹角α——常用于曲线运动中。在以上两种情况中，当α为锐角时力做正功，直角时不做功，钝角时做负功。[即时巩固]1．质量为m的