2019_2020学年新教材高中物理第1章功和机械能第1节机械功学案鲁科版必修第二册.doc

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1、第1节 机械功学习目标核心素养形成脉络1.理解功的概念及其物理意义.2.知道正功、负功的概念,能利用功的一般公式进行计算.3.理解总功的概念,会计算外力对物体所做的总功.[学生用书P1]一、机械功的含义1.机械功的定义:如果作用于某物体的恒力大小为F,该物体沿力的方向运动的位移大小为s,则F与s的乘积称为机械功,简称功.2.恒力做功的公式:W=Fscos_α,其中F、s、α分别为力的大小、位移的大小、力与位移方向的夹角.3.单位:在国际单位制中,功的单位是焦耳,符号是J.二、机械功的计算1.正功和负功(1)当α=0°时,cosα=

2、1,W=Fs.(2)当α=90°时,cosα=0,W=0,表示力F与物体位移的方向垂直时,对物体不做功.(3)当0°≤α<90°时,cosα>0,W=Fscosα>0,表示力F对物体做正功.(4)当90°<α≤180°时,cosα<0,W=Fscosα<0,表示力F对物体做负功,也可说物体克服这个力做了功.(5)当α=180°时,cosα=-1,W=-Fs,表示作用力与物体位移方向相反.2.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:(1)各个分力分别对物体所做功的代数和,即W总=W1+W

3、2+W3+…(2)几个力的合力对物体所做的功,即W总=F合scosα.思维辨析(1)物体做自由落体运动时,重力对物体一定做功.(  )15(2)汽车沿斜坡向上加速行驶时,牵引力对汽车一定做功.(  )(3)力F1做功10J,力F2做功-20J,则F1比F2做功多.(  )(4)作用在同一物体上的两个力,一个做正功一个做负功,则二力一定反向.(  )(5)功有正负,说明功是矢量,因此总功是所有外力做功的矢量和.(  )提示:(1)√ (2)√ (3)× (4)× (5)×基础理解(1)如图所示的四幅图是小新提包回家的情景,小新对包的

4、拉力没有做功的是(  )(2)如图所示,静止在光滑水平面上的物体,在与水平方向成60°角斜向上的力F作用下沿光滑水平面运动了10m,已知F=10N,则拉力F所做的功是多少?提示:(1)选B.根据功的概念及影响做功的两个因素可知,只有同时满足有作用力及在力的方向上有位移两个条件时,力对物体才做功,A、C、D中拉力做功,B中拉力没有做功,B符合题意.(2)50J 对机械功的理解[学生用书P2]问题导引如图所示,马拉着小车(包括人)沿水平面匀速前进了一段距离.(1)小车(包括人)受到几个力作用?每个力对小车做功吗?是正功还是负功?(2)

5、马对小车做的功是否等于马的拉力F(设F与水平方向的夹角为α)和小车的位移s15的乘积?(3)拉力F一般分解为哪两个分力?F做的功与哪个分力做的功相同?[要点提示] (1)小车(包括人)受4个力作用:重力、支持力、拉力、摩擦力,其中拉力做正功,摩擦力做负功,重力和支持力不做功.(2)不等于.因为W=Fscosα.(3)拉力可以分解为沿水平方向和竖直方向的两个分力.F做的功与水平方向分力做的功相同.【核心深化】1.对公式W=Fscosα的理解(1)某一恒力F对物体做的功,只与F、s、α有关,与物体的运动状态及物体是否还受其他作用力等因

6、素无关.(2)功是标量,没有方向,但是有正负.(3)公式W=Fscosα适用于计算恒力做功,若是变力,此公式不再适用.2.功的正负的判断判断一个力对物体是否做功,做正功还是负功,常用的方法有以下两种:(1)根据力F与位移s的夹角α进行判断0≤α<时,力对物体做正功;α=时,力对物体不做功;<α≤π时,力对物体做负功.此方法一般用于研究物体做直线运动的情况.(2)根据力F与速度v的夹角α进行判断0≤α<时,力对物体做正功;α=时,力对物体不做功;<α≤π时,力对物体做负功.此方法一般用于研究物体做曲线运动的情况.关键能力1 是否做功

7、的判断 (2019·山西朔州期中)如图所示,人站在电动扶梯的水平台阶上,假若人与扶梯一起匀加速向上运动,在这个过程中人脚所受的静摩擦力(  )A.等于零,对人不做功B.水平向左,对人不做功C.水平向右,对人做正功D.沿斜面向上,对人做正功[解析] 人与扶梯一起匀加速向上运动,人的脚所受的静摩擦力水平向右,与位移方向成锐角,静摩擦力做正功,故C正确.15[答案] C关键能力2 功的正负的判断 (2019·黑龙江东南联合体期末)如图所示,重物P放在粗糙的水平板OM上,当水平板绕O端缓慢抬高,在重物P没有滑动之前,下列说法中正确的是( 

8、 )A.P受到的支持力做正功B.P受到的支持力不做功C.P受到的摩擦力做负功D.P受到的摩擦力做正功[解析] 当水平板绕O端缓慢抬高,在重物P没有滑动之前,支持力垂直板向上,支持力与速度方向相同,故支持力做正功,故A正确,B错误;当水平板绕O端缓慢

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