高中物理 1.1 机械功学案8 鲁科版必修2

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1、机械功学案【知能准备】1．一个物体受到力的作用，并在力的方向上发生了__________，这个力就对物体做了功（work）。_________是做功的两个不可缺少的因素。2．功的计算公式W=_____________，即力对物体做的功，等于__________、____________、___________这三者之____________，功是一个______量，只有________，没有_________。国际单位是________（joule），符号是________。3．当力F方向与位移l方向垂直时，力F__________；当力F方向与位移l方向夹角为锐角时，力

2、F做_______；当力F方向与位移l方向夹角为钝角时，力F做_______。4．求合外力做功可以先求合力，再用公式W合=_____________，也可以先求各个分力做的功，再用公式W合=_____________。【同步导学】1．功的计算(1)恒力的功，直接利用W=Flcosα来计算，其中F应是恒力，l是力的作用点的位移，α是F和l方向之间的夹角，Fcosα是F在l方向上的分力，lcosα是l在F方向上的分位移。2-2-1例1如图2-2-1所示，木块A放在木块B的左上端，用恒力F将A拉至B的右端．第一次将B固定在地面上，F做的功为W1；第二次让B可以在光滑的地面上自由

3、滑动，F做的功为W2．比较两次做功，应有()A． B．　C． D．无法比较．分析：根据功的定义，力F做的功只与力的大小及力的方向上发生的位移大小的乘积有关，位移的大小与参考系的选择有关，在没有指定参考系时，一般是以地球为参考系，A物相对于B的位移在两种情况下是一样的，但在第一种情况中，B相对于地面是静止的，故第二次A对地的位移大于第一次A对地的位移，即第二次做功多一些．解：正确选项为A．点评：功的计算公式中的位移l一般均是以地球为参考系(2)合外力的功：一是先求合外力，再求总功；二是分别求各个力的功，再求各个力对物体做功的代数和，即：W合=W1+W2+W3+……2-2-2

4、例2如图2-2-2所示，一个质量为m的木块，放在倾角为α的斜面体上，当斜面与木块保持相对静止沿水平方向向右匀速移动距离s的过程中，作用在木块上的各个力分别做功多少？合力的功是多少？ 分析：木块发生水平位移的过程中，作用在木块上共有三个力，重力mg，支持力，静摩擦力，根据木块的平衡条件，由这三个力的大小，物体的位移及力与位移的夹角．即可由功的计算公式算出它们的功．解答：沿斜面建立直角坐标将重力正交分解，由于物体相对斜面静止而在水平面上做匀速运动，根据力的平衡条件可得斜面对木块的支持力；　斜面对木块的静摩擦力支持力与位移s间的夹角为，则支持力做的功为摩擦力与位移s的夹角为α，

5、则摩擦力做功为　　　重力与位移的夹角为90°，则重力做的功为　　　合力做的功等于各个力做功的代数和，即点评：可以看出，斜面对物体的弹力有的不做功、有的做功（如在本题中），关键在于物体在这个弹力的方向上是否有位移．不能简单的说斜面的弹力对物体不做功。本题合力做的功也可以先计算出合力，再求出合力的功。θ2-2-3θNFNG2．判断力是否做功及其正负的方法：(1)看力F与l夹角α——常用于恒力做功的情形。例3如图2-2-3所示，小物体位于光滑的斜面上，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力（）A、垂直于接触面，做功为零；B、垂直于

6、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：由于斜面是光滑的，斜面对物体的作用力只有支持力N，方向一定垂直于斜面。若斜面固定不动，物体沿斜面运动时，支持力N与物体位移方向垂直，不做功，但当斜面不固定时，物体沿斜面下滑的同时，在N的反作用力作用下，斜面要向后退，如图2-2-3所示，物体参与了两个分运动：沿斜面的下滑；随斜面的后移，物体的合位移l与支持力N的夹角α大于90°，故支持力N对物体做负功，做功不为零。选项D正确。(2)看力F与v方向夹角α——常用于曲线运动情形。若α为锐角做正功，若α为直角则不做功，若α为钝角则做负功。例4

7、下面列举的哪几种情况下所做的功是零（）A．卫星做匀速圆周运动，地球引力对卫星做的功B．平抛运动中，重力对物体做的功C．举重运动员，扛着杠铃在头上的上方停留10s，运动员对杠铃做的功D．木块在粗糙水平面上滑动，支持力对木块做的功解析：引力作为卫星做圆周运动的向心力，向心力与卫星运动速度方向垂直，所以，这个力不做功。杠铃在此时间内位移为零。木块的支持力与位移方向垂直，所以，支持力不做功。故A、C、D是正确的。3．分析摩擦力做功不论是静摩擦力，还是滑动摩擦力既可以对物体做正功，也可以对物体做负功，还可能不对物体做功。力做功是要看哪个