高中物理人教版 (新课标)必修22.功学案及答案
展开第2节 功 一、知识与技能 (1)理解功的概念和做功两个要素。 (2)会利用公式进行有关运算. (3)理解正、负功的含义,能解释相关现象. (4)W=Flcosa要灵活运用. 二、教学过程: 1、初中我们学过做功的两个因素:一是______________,二是__________________。 扩展:高中我们已学习了位移,所以做功的两个要素我们可以认为是:①_____________;②_______________________________。 2、推导功的表达式 ⑴如果力的方向与物体的运动方向一致,该怎样计算功呢? 问题一:物体m在水平力F的作用下水平向前行驶的位移为s,如图甲所示,求力F对物体所做的功。 ⑵如果力的方向与物体的运动方向成某一角度,该怎样计算功呢? 问题二:物体m在与水平方向成α角的力F的作用下,沿水平方向向前行驶的距离为s,如图乙所示,求力F对物体所做的功。 结论:力F对物体所做的功等于力的大小、位移的大小、力和位移夹角的余弦这三者的乘积。即: W=Fscosα W表示_______________,F表示_________________,s表示_________________,α____________________。 功的公式还可理解成在位移方向的分力与位移的乘积,或力与位移在力的方向的分量的乘积。 在SI制中,功的单位为____。1J=1N·m 在用功的公式计算时,各量要求统一采用国际单位制。 3、对正功和负功的学习 阅读课文的正功和负功一段 总结:①当α=π/2时,cosα=0,W=0。力F和位移s的方向垂直时,力F不做功; ②当α<π/2时,cosα>0,W>0。这表示力F对物体做正功; ③当π/2<α≤π时,cosα<0,W<0。这表示力F对物体做负功。 那么力对物体做正功或负功时有什么物理意义呢?结合生活实际,举例说明。 总结: ①功的正负表示是动力对物体做功还是阻力对物体做功 功的正负由力和位移之间的夹角决定,所以功的正负决不表示方向,而只能说明做功的力对物体来说是动力还是阻力。当力对物体做正功时,该力就对物体的运动起推动作用;当力对物体做负功时,该力就对物体运动起阻碍作用。 ②功的正负是借以区别谁对谁做功的标志 功是标量,只有量值,没有方向。功的正、负并不表示功的方向,而且也不是数量上的正与负。我们既不能说“正功与负功的方向相反”,也不能说“正功大于负功”,它们仅表示相反的做功效果。正功和负功是同一物理过程从不同角度的反映。同一个做功过程,既可以从做正功的一方来表述也可以从做负功的一方来表述。 一个力对物体做负功,往往说成物体克服这个力做功。打个比喻,甲借了乙10元钱,那么从甲的角度表述,是甲借了钱;从乙的角度表述,乙将钱借给了别人。例如:一个力对物体做了-6J的功,可以说成物体克服这个力做了6J的功 4、几个力做功的计算 例题:如图所示,一个物体在拉力F1的作用下,水平向右移动位移为s,求各个力对物体做的功是多少?各个力对物体所做功的代数和如何? 物体所受的合力是多少?合力所做的功是多少? 总结:当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功可以用下述方法求解 (1)求出______________________,则总功等于各个力所做功的代数和; (2)求出______________________,则总功等于合力所做的功。 练习:一个质量m=2kg的物体,受到与水平方向成37°角斜向上方的拉力F1=10N,在水平地面上移动的距离s=2m。物体与地面间的滑动摩擦力F2=4.2N。求外力对物体所做的总功。 三.巩固练习 1、水流从高处落下,对水轮机做3×108J 的功,对这句话的正确理解是( ) A.水流在对水轮机做功前,具有3×108J的能量 B.水流在对水轮机做功时,具有 3×108J的能量 C.水流在对水轮机做功后,具有 3×108J的能量 D.水流在对水轮机做功的过程中,能量减少3×108J 2、以一定的初速度竖直向上抛出一小球,小球上升的最大高度为h,空气阻力的大小恒为f,则从抛出至落回到原出发点的过程中,空气阻力对小球做的功为 ( ) A.零 B. C. D. 3、起重机将质量为100 kg的重物竖直向上移动了2m,下列三种情况下,做功的力各有哪几个?每个力做了多少功?是正功还是负功?(不计阻力,g=10m/s2) (1)匀加速提高,加速度a1=0.2m/s2; (2)匀速提高; (3)匀减速下降,加速度大小a2=0.2m/s2. A B α β F H 4、如图在光滑的水平面上,物块在恒力F=100 N的作用下从A点运动到B点,不计滑轮的大小,不计绳与滑轮的质量及绳、滑轮间的摩擦,H=2.4m,α=37°, β=53°,求拉力F做的功。 参考答案 1.D 2.C 3.(1)重力做负功,大小-2000J;拉力做正功,大小2040J (2)重力做负功,大小-2000J;拉力做正功,大小2000J (3)重力做正功,大小-2000J;拉力做负功,大小1960J 4.100J
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