高中物理 1.1 机械功学案 鲁科版必修2

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1、1.1《机械功》学案【学习目标】1、理解功的概念，知道力和物体在力的方向上发生位移是做功的两个不可缺少的因素；2、理解正功、负功的概念，知道在什么情况下力做正功或负功；3、知道合外力所做的总功等于各个力所做的功的代数和。【学习重点】1、物体在力的方向上的位移与物体运动方向的位移；2、使学生掌握功的计算式。【知识要点】1．功的定义式W=Fscosα，它是计算功的基本公式，仅适用于恒力做功的计算，式中s是指以地面为参考系的位移，α是力F与位移s的夹角。当α=π/2时，W=0，这时F与s垂直，力F不做功；当α＜π/2时，W＞0，力F做正功，F起动力作用；当π/2＜α≤π时，W＜0，力F做负功，F起阻

2、力作用。2．一个力对物体做负功，也可以说成物体克服这个力做功。竖直向上抛出的球，在上升过程中，重力对球做了-6J的功，也可以说成物体克服重力做功6J。3．功是标量，没有方向，但有正负。当物体在几个力作用下发生一段位移s时，这几个力对物体所做的总功，等于代数和，也等于__________所做的功。θθmgNfFmgNfL4．如果一个物体在变力作用下运动，可以用微元法来计算变力所做的功。先把轨迹分成___________小段，每小段都足够小，可认为是直线，而且物体通过每小段的_______足够短，在这样短的时间里，力的变化________，可以认为是恒定的。对每小段可以用公式W=Fscosα计算，

3、最后把物体通过各个小段所做的功加在一起，就是变力在整个过程中所做的功。【典型例题】例1如图所示，水平面上有一倾角为θ的斜面，质量为m的物体静止在斜面上，现用水平力F推动斜面，使物体和斜面一起匀速向前移动距离L，求物体所受各力做的功各是多少？解析先作出示意图，再对斜面上的物体受力分析：重力mg，弹力N=mgcosθ，静摩擦力f=mgsinθ，它们都是恒力。，拓展这三个力对物体做的总功WG+WN+Wf=0，也可以先求三个力的合力，再求总功，匀速运动时，F合=0，所以W总=0例2如图所示，小物体m位于光滑的斜面M上，斜面位于光滑的水平地面上，从地面上看，在小物体沿斜面下滑的过程中，斜面对小物体的作用

4、力（）NA．垂直于接触面，做功为零B．垂直于接触面，做功不为零C．不垂直于接触面，做功为零D．不垂直于接触面，做功不为零解析由于斜面光滑，所以斜面对物体只有支持力作用，支持力属于弹力，其方向总是垂直于接触面指向被支持的物体，所以此时斜面对小物体的作用力应垂直于接触面；讨论斜面对小物体的作用力是否做功，关键是看小物体是否在此力的方向上发生位移，为此有必要定性画出经过一段时间后小物体发生的对地位移，由于斜面放在光滑的地面上，小物体在斜面上下滑时，斜面将后退，由图可知，此力对小物体是做功的，本正确选为B。拓展公式W=F·scosα中“位移”是指对地位移。斜面是静止时，小物体的对地位移方向平行于斜面，

5、垂直于支持力，所以支持力不做功。题中指明“斜面位于光滑的水平面上”，隐含条件是：“当小物体在斜面上下滑时，斜面将后退”，小物体参与两种运动，一是相对于斜面的滑动，二是跟随斜面向右的运动，使得小物体的对地位移与支持力的方向不垂直。斜面在运动，这一因素并不影响斜面的支持力始终与斜面垂直，但影响支持力是否做功。例3动滑轮是一种简单机械，如图所示，滑轮和绳子的质量不计，用力开始提升原来静止的质量为10kg的物体，以2m/s2的加速度匀加速上升，求开始运动后3s内拉力做的功.解析设挂住物体的绳子中的拉力为大小F1，则F1-mg=ma┄┄①物体在开始运动后三秒内上升的位移为s=at2/2┄┄②拉力的功为W

6、=Fscos0°┄┄③代入数据得W=1080J┄┄④拓展利用简单机械来做功时，可以抓住简单机械省力但不能省功的特点。动滑轮是一种简单机械，拉力F做的功等于挂住物体的绳子对物体做的功，就可以解决本题所要求的问题。【反思】收获疑问【达标训练】1、关于功的概念，以下说法正确的是（）A．力是矢量，位移是矢量，所以功也是矢量；B．功有正、负之分，所以功也有方向性；C．若某一个力对物体不做功，说明该物体一定没有位移；D．一个力对物体做的功等于这个力的大小、物体位移大小及力和位移间夹角的余弦三者的乘积。2、用400N的力在水平地面上拉车行走50m，拉力与车前进的方向成30°角。那么，拉力对车做的功是（）A．

7、2.0×104JB．1.0×104JC．1.7×104JD．以上均不对3、运动员用2000N的力把质量为0.5kg的球踢出50m，则运动员对球所做的功是（）A．200JB．10000JC．25JD．无法确定4、关于功的正负，下列叙述中正确的是（）A．正功表示功的方向与物体运动方向相同，负功为相反B．正功表示功大于零，负功表示功小于零C．正功表示力和位移两者之间夹角小于90°，负功表示力和位移两者之