魯科物理必修2 第1章第1節(jié)《機(jī)械功》

《魯科物理必修2 第1章第1節(jié)《機(jī)械功》》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《魯科物理必修2 第1章第1節(jié)《機(jī)械功》（36頁珍藏版）》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

歡迎進(jìn)入物理課堂 第1節(jié)機(jī)械功 核心要點(diǎn)突破 課堂互動講練 知能優(yōu)化訓(xùn)練 第1節(jié) 課前自主學(xué)案 課標(biāo)定位 課標(biāo)定位 學(xué)習(xí)目標(biāo) 1 理解功的概念 能利用功的一般公式進(jìn)行功的計(jì)算 2 理解正功和負(fù)功及其物理意義 3 理解總功的概念 能計(jì)算多個外力對物體所做的總功 4 體會科學(xué)研究方法對人類認(rèn)識自然的重要作用 能解決一些與生產(chǎn)和生活相關(guān)的做功的實(shí)際問題 重點(diǎn)難點(diǎn) 理解功的概念及功的正 負(fù) 課前自主學(xué)案 一 機(jī)械功的含義1 含義 作用于物體的恒力大小為 該物體沿力的方向運(yùn)動 經(jīng)過 則F和s的乘積叫做機(jī)械功 簡稱功 2 做功的兩個不可缺少的因素是 和物體在力的方向上發(fā)生的 3 功的一般計(jì)算公式W 計(jì)算公式的適用條件 只適用于求 所做的功 不能直接用于求 所做的功 4 功的單位 符號J 1J 1N 1m 1N m F 位移s 力 位移 Fscos 恒力 變力 焦耳 思考感悟物體只要受到力的作用并發(fā)生一段位移 力就一定做功嗎 提示 不一定 如提一桶水在水平路面上勻速行走 二 機(jī)械功的計(jì)算1 正功和負(fù)功 1 當(dāng) 時(shí) W 0 力對物體做 功 力是物體運(yùn)動的 力 2 當(dāng) 時(shí) W 0 力對物體不做功 力對物體既不起動力作用 也不起阻力作用 3 當(dāng) 時(shí) W 0 力對物體做 功 或者說物體 做了功 力是物體運(yùn)動的 力 0 90 正 動 90 90 180 負(fù) 克服力 阻 2 功是 量 功的正負(fù)不表示 正功表示的是動力對物體做功 負(fù)功表示的是阻力對物體做功 一個力對物體做負(fù)功 往往說成物體克服力做功 取絕對值 這兩種說法意義等同 3 外力做的總功的計(jì)算 一個物體同時(shí)受到幾個力的作用發(fā)生位移時(shí) 這幾個力做的總功等于各個力分別對物體做功的 和 即W總 W1 W2 W3 W4 在計(jì)算幾個力的總功時(shí) 也可先求 再應(yīng)用功的公式求解 即W總 F合scos 標(biāo) 大小 代數(shù) 合外力 核心要點(diǎn)突破 一 功的計(jì)算1 功的公式W Fscos 1 式中F是恒力 此公式只適用于恒力功的計(jì)算 2 s是物體在力F作用下發(fā)生的位移 即力的作用點(diǎn)對地的位移 3 是力F的方向與位移s方向的夾角 2 恒力做功的計(jì)算式可作以下三種理解 特別提醒 1 一個恒力對物體做的功與其他力的存在與否無關(guān) 與物體的質(zhì)量 速度無關(guān) 僅由F s及 三量確定 2 功是過程量 計(jì)算功時(shí)要明確是哪一個力在哪一個過程的功及此過程中這個力是否是恒力 即時(shí)應(yīng)用 即時(shí)突破 小試牛刀 1 2011年惠安高一檢測 如圖1 1 1所示 用同樣的力F拉同一物體 在甲 光滑水平面 乙 粗糙水平面 丙 光滑斜面 丁 粗糙斜面 上通過同樣的距離 則拉力F的做功情況是 A 甲中做功最少B 丁中做功最多C 做功一樣多D 無法比較圖1 1 1 解析 選C 同樣的力F使物體在力的方向上通過同樣的距離 由W Fs知拉力F做功一樣多 C正確 二 對正功和負(fù)功的理解1 功的正負(fù)的理解功是一個標(biāo)量 只有大小沒有方向 功的正負(fù)不代表方向 也不表示大小 只說明是動力做功還是阻力做功 或?qū)е孪鄳?yīng)能量增加或減少 2 功的正 負(fù)的判斷 特別提醒 1 在判定一個力做功的正負(fù)時(shí)要注意 若是恒力 看力與位移夾角的大小 若是變力而且物體做曲線運(yùn)動時(shí) 看力F與瞬時(shí)速度的夾角 夾角是銳角做正功 鈍角做負(fù)功 2 一個力對物體做負(fù)功 也可以說物體克服這個力做了正功 即時(shí)應(yīng)用 即時(shí)突破 小試牛刀 2 2011年鄭州高一檢測 如圖1 1 2所示 劈a放在光滑的水平面上 斜面光滑 把b物體放在斜面a的頂端 由靜止下滑 關(guān)于在下滑過程中a對b的彈力對b做的功W1 b對a的彈力對a做的功W2 下列說法正確的是 A W1 0 W2 0B W1 0 W2 0C W1 0 W2 0D W1 0 W2 0圖1 1 2 解析 選D a b之間的彈力方向如圖 F1 F2均與接觸面垂直 但a對b的彈力F1與b物體的運(yùn)動方向間的夾角大于90 a對b的彈力對b做負(fù)功 b對a的彈力F2與a的運(yùn)動方向夾角小于90 b對a的彈力對a做正功 D正確 三 對摩擦力做功的理解1 外力對物做功的正負(fù) 取決于力F和位移s的夾角 與力F是什么性質(zhì)的力無關(guān) 摩擦力的方向與位移的方向可成任意的夾角 故摩擦力可對物體不做功 也可做正功或做負(fù)功 圖1 1 3 如圖1 1 3 水泥隨傳送帶一起勻速向下運(yùn)動時(shí) 位移方向沿斜面向下 所受靜摩擦力方向沿斜面向上 靜摩擦力對物體做負(fù)功 水泥隨傳送帶一起向上運(yùn)動時(shí) 水泥所受靜摩擦力與物體位移方向一致 靜摩擦力對物體做正功 水泥和傳送帶靜止時(shí) 靜摩擦力對物體不做功 2 功的正負(fù) 說明做功的力是動力 還是阻力 摩擦力可以對物體做正功 說明摩擦力可以是動力 摩擦力可以對物體做負(fù)功 說明摩擦力可以是阻力 即時(shí)應(yīng)用 即時(shí)突破 小試牛刀 3 如圖1 1 4所示 A B兩物體靜止地疊放在一起 AB之間接觸面不光滑 用一水平力F將B迅速抽出的過程中 下列說法正確的是 A A對B的摩擦力對B做正功B A對B的摩擦力對B不做功C B對A的摩擦力對A做正功D B對A的摩擦力對A做負(fù)功圖1 1 4 解析 選C 在B抽出的過程 A對B的摩擦力向左 而B向右運(yùn)動 故A對B的摩擦力對B做負(fù)功 A B選項(xiàng)錯誤 B對A的摩擦力向右 A向右運(yùn)動 故B對A的摩擦力對A做正功 C選項(xiàng)正確 D選項(xiàng)錯誤 課堂互動講練 如圖1 1 5所示 質(zhì)量為m的物體靜止在傾角為 的斜面上 物體與斜面的動摩擦因數(shù)為 現(xiàn)使斜面水平向左勻速移動l 試求 1 摩擦力對物體做的功 物體與斜面相對靜止 2 斜面的彈力對物體做的功 3 斜面對物體做的功是多少 各力對物體所做的總功是多少 圖1 1 5 思路點(diǎn)撥 明確做功的力的大小 方向 明確位移的大小 方向 確定力和位移的夾角 代入公式W Fscos 求解 精講精析 物體受力情況如圖1 1 6所示 物體受重力mg 靜摩擦力f和支持力N的作用 這些力均是恒力 物體對地面勻速向左運(yùn)動的位移為l 故可用W Fscos 計(jì)算各力做的功 由平衡條件得f mgsin N mgcos 1 Wf f lcos 180 mglsin cos 2 WN N lcos 90 mglsin cos 圖1 1 6 3 法一 斜面對物體做的功為斜面對物體施加的各力做功的代數(shù)和 W斜 Wf WN mglsin cos mglsin cos 0 各力對物體所做的總功等于各力做功的代數(shù)和 W總 Wf WN WG 0 法二 由于物體處于平衡狀態(tài) 故物體受斜面的作用力F與重力mg等大 反向 即F方向豎直向上 大小等于mg 故斜面對物體做的功為 W斜 F lcos90 0 同理 物體受合外力F合 0 則各個力對物體做的總功等于合外力F合對物體做的功 則 W合 F合l 0 答案 1 mglsin cos 2 mglsin cos 3 00 方法總結(jié) 1 在W Fscos 中 s是在力F作用下相對于地的位移 F是恒力 2 總功等于合外力做的功 也等于各個力分別做功的代數(shù)和 變式訓(xùn)練在加速運(yùn)動的車廂中 一個人用力向前推車廂 如圖1 1 7所示 人相對車廂未移動 則下列說法中不正確的是 A 人對車不做功B 人對車做負(fù)功C 推力對車做正功D 車對人做正功 圖1 1 7 解析 選A 如圖所示 對人在水平方向上受力分析 人所受靜摩擦力f與水平彈力F方向相反 由于人也做加速運(yùn)動 故有f F 據(jù)題意知 Wf 0 WF 0 兩個力作用的位移相同 故車對人做的功W車對人 0 D選項(xiàng)正確 人在水平方向受力圖車廂在水平方向受力圖如圖所示 對車在水平方向上受力分析 人對車有兩個方向相反的力 分別為f 和F 據(jù)功的公式W Fscos 知W f 0 W F 0 而F f 故人對車做負(fù)功 推力對車做正功 B C選項(xiàng)正確 在光滑水平地面上有質(zhì)量為M的長木板A 如圖1 1 8所示 木板上放有一個質(zhì)量為m的物體B A B之間的動摩擦因數(shù)為 今在物體B上加一水平恒力F B和A發(fā)生相對滑動 經(jīng)過時(shí)間t 求 1 摩擦力對A所做的功 2 摩擦力對B所做的功 3 若長木板A固定 求摩擦力對A所做的功 圖1 1 8 思路點(diǎn)撥 根據(jù)物體的運(yùn)動規(guī)律 求出物體A B對地的位移 利用公式W F scos 計(jì)算 答案 見自主解答 方法總結(jié) 1 摩擦力可以做正功 也可以做負(fù)功 還可以不做功 2 作用力 反作用力雖然等大反向 但由于相互作用的兩個物體的位移不一定相等 所以作用力 反作用力所做的功的絕對值不一定相等 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全