2016-2017学年高中物理沪科版必修二 16-17版 第3章-3.2　研究功与功率(01)

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1、3.2　研究功与功率学习目标知识脉络1.理解功的概念，并会运用功的公式进行计算．(重点)2．理解正功与负功的含义．(难点)3．理解功率的概念，F与v的关系，并会处理相关问题．(重点)4．通过对汽车功率的研究，体验物理中学以致用的乐趣.功1．功的计算(1)力和物体位移方向一致时：W＝Fs.(2)力与物体位移方向的夹角为α时：W＝Fscosα，即力对物体所做的功等于力的大小、位移的大小以及力和位移夹角的余弦这三者的乘积．(3)功的单位：焦耳，符号J,1J＝1N·m.(4)功是标量：只有大小，没有方向．2．正功和

2、负功由功的公式W＝Fscosα可知夹角α的范围做功情况物理意义α＝cosα＝0，W＝0，即力F对物体不做功力不是阻力也不是动力0≤α0，W>0，即力F对物体做正功力是动力<α≤πcosα<0，W<0，即力F对物体做负功或者说物体克服力F做功力是阻力1．功有大小也有正负，因而功是矢量．(×)2．作用在物体上的力越大，力对物体做功越多．(×)3．摩擦力总是阻碍相对运动或相对运动趋势，因而总是做负功．(×)1．某同学提着一桶100N的水，沿水平地面匀速运动了20m，她对水桶的拉力做的功是多少？【提示】

3、　该同学沿水平方向运动，竖直方向上没有位移，故她对水桶的拉力不做功．2．两个力F1，F2做的功分别为10J和－15J，这两个力哪个做功较多？【提示】　功是标量，它的正负不表示大小，所给两力中F2做功较多．如图321所示，人拉着小车沿水平面匀速前进了一段距离．图321探讨1：人对小车做的功是否等于拉力和位移的乘积？【提示】　不等于．因为W＝F·lcosα.探讨2：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？【提示】　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．

4、1．功的公式W＝Fscosα(1)式中F是恒力，此公式只适用于恒力做功的计算．(2)s是物体在力F作用下发生的位移，即力的作用点对地的位移．(3)α是力F的方向与位移s方向的夹角．2．恒力做功的计算式可作以下三种理解力与位移以及它们间夹角的余弦的乘积(W＝F·s·cosα)力与在其方向上的分位移的乘积(W＝F·scosα)力在位移方向上的分力与位移的乘积(W＝Fcosα·s)3.合外力做功的两种计算方法(1)先求物体所受的合外力，再根据公式W合＝F合scosα求合外力的功．(2)先根据W＝Fscosα求每个

5、分力做的功W1，W2，…Wn，再根据W合＝W1＋W2＋…＋Wn，求合力的功．4．正、负功的含义正功负功条件0≤α＜＜α≤π物理意义表明力是动力，做功的效果会促进物体的运动表明力是阻力，做功的效果会阻碍物体的运动说明①功的正、负既不表示大小也不表示方向，只表示是动力做功还是阻力做功②一个力对物体做负功，往往说成物体克服这个力做了功(取绝对值)，即力F做负功Fs等效于物体克服力F做功Fs5．功的正负判断方法(1)根据力和位移的方向的夹角判断，常用于恒力做功的判断．(2)根据力和瞬时速度方向的夹角判断，夹角是锐角

6、做正功，是钝角做负功，是直角不做功．6．几个力的总功的求法由合力与分力的等效替代关系知，合力与分力做功也是可以等效替代的，因此计算总功的方法有两种：(1)先求物体所受的合力，再根据公式W合＝F合lcosα求合力的功．(2)先根据W＝Flcosα，求每个分力做的功W1、W2…Wn，再根据W合＝W1＋W2＋…＋Wn，求合力的功．即合力做的功等于各个力做功的代数和．1．如图322所示，下列过程中人对物体做了功的是(　　)图322A．小华用力推石头，但没有推动B．小明举起杠铃后，在空中停留3秒的过程中C．小红提着书

7、包，随电梯一起匀速上升的过程中D．小陈将冰壶推出后，冰壶在水平冰面上滑行了5米的过程中【解析】　A、B选项所述情景中，位移都为零，D中冰壶滑行时，不受人的推力，故人对物体不做功，只有C选项所述情景，人对物体做功．【答案】　C2．(2016·烟台高一检测)如图323所示，在平行于斜面向上的F＝50N的拉力作用下，使质量为m＝2kg的物体沿着长为L＝2m，倾角为α＝30°的斜面从底端向上滑到顶端，物体与斜面间的动摩擦因数为μ＝0.2，分别求作用在物体上的各力对物体所做的功(g取10m/s2)．图323【解析】　

8、(1)拉力F对物体所做的功为WF＝FLcos0°＝50×2×1J＝100J拉力F对物体做正功．(2)重力mg对物体所做的功为WG＝mgLcos(90°＋α)＝－mgLsinα＝－2×10×2×J＝－20J“负号”表示物体克服重力做功．(3)摩擦力f对物体做的功为Wf＝f·Lcos180°＝－μmgLcosα＝－0.2×2×10×2×J＝－4J“负号”表示物体克服摩擦力做功，或说摩擦力是阻力．(4)支持力N对物体做