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《2017_2018學(xué)年高中物理第3章動(dòng)能的變化與機(jī)械功3.2.1研究功與功率一教學(xué)案滬科版必修.doc》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫(kù)。
1、3.2.1 研究功與功率(一)[學(xué)習(xí)目標(biāo)] 1.理解功的概念，知道做功的兩個(gè)因素.2.明確功是標(biāo)量，會(huì)用功的公式進(jìn)行計(jì)算.3.理解正功、負(fù)功的含義.4.會(huì)計(jì)算變力的功，會(huì)計(jì)算多個(gè)力的總功.一、功1.功的定義：一個(gè)物體受到力的作用，并在力的方向上發(fā)生了一段位移，這個(gè)力就對(duì)物體做了功.2.功的公式：W＝Fscosα，其中F、s、α分別為力的大小、位移的大小、力與位移方向的夾角.3.單位：國(guó)際單位制中，功的單位是焦耳，符號(hào)是J.二、正功和負(fù)功1.力對(duì)物體做正功和負(fù)功的條件由W＝Fscosα可知(1)當(dāng)0≤α<時(shí)
2、，W>0，力對(duì)物體做正功；(2)當(dāng)<α≤π時(shí)，W<0，力對(duì)物體做負(fù)功，或稱物體克服這個(gè)力做功；(3)當(dāng)α＝時(shí)，W＝0，力對(duì)物體不做功.2.總功的計(jì)算幾個(gè)力對(duì)一個(gè)物體做功的代數(shù)和，等于這幾個(gè)力的合力對(duì)這個(gè)物體所做的功.[即學(xué)即用]131.判斷下列說法的正誤.(1)公式W＝Fscosα中的s是物體運(yùn)動(dòng)的路程.(×)(2)物體只要受力且運(yùn)動(dòng)，該力就一定做功.(×)(3)功有正負(fù)之分，所以功是矢量.(×)(4)一個(gè)力對(duì)物體做了負(fù)功，則說明這個(gè)力一定阻礙物體的運(yùn)動(dòng).(√)2.如圖1所示，靜止在光滑水平面上的物體，在
3、與水平方向成60°角斜向上的力F作用下運(yùn)動(dòng)10m，已知F＝10N，則拉力F所做的功是J.圖1答案 50一、對(duì)功的理解[導(dǎo)學(xué)探究]1.觀察圖2，分析圖中的哪個(gè)人對(duì)物體做了功？圖2答案 小川拉重物上升的過程，小川對(duì)重物做了功，其他三人都沒有做功.2.如圖3所示，物體在與水平方向夾角為α的力F的作用下前進(jìn)了s，則力F對(duì)物體做的功如何表示？圖3答案 如圖把力F沿水平方向和豎直方向進(jìn)行正交分解，物體在豎直方向上沒有發(fā)生位移，豎直方向的分力沒有對(duì)物體做功，水平方向的分力Fcosα所做的功為Fscosα，所以力F對(duì)物體
4、所做的功為Fscosα.[知識(shí)深化] 對(duì)公式W＝Fscosα的理解1.力F對(duì)物體做的功，只與s、α13有關(guān)，與物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)及物體是否還受其他作用力等因素?zé)o關(guān).2.計(jì)算力F的功時(shí)要特別注意，F(xiàn)與s必須具有同時(shí)性，即s必須是力F作用過程中物體發(fā)生的位移.3.功是標(biāo)量，沒有方向，但是有正負(fù).4.公式W＝Fscosα適用于計(jì)算恒力做功，若是變力，此公式不再適用.例1 如圖4所示，坐在雪橇上的人與雪橇的總質(zhì)量為m，在與水平面成θ角的恒定拉力F作用下，沿水平地面向右移動(dòng)了一段距離l.已知雪橇與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ
5、，則雪橇受到的( )圖4A.支持力做功為mglB.重力做功為mglC.拉力做功為FlcosθD.滑動(dòng)摩擦力做功為－μmgl答案 C解析 支持力和重力與位移垂直，不做功，A、B錯(cuò)誤；拉力和摩擦力做功分別為W1＝Flcosθ，W2＝－μ(mg－Fsinθ)l，C正確，D錯(cuò)誤.二、正負(fù)功的判斷[導(dǎo)學(xué)探究]某物體在力F作用下水平向右運(yùn)動(dòng)的位移為s，拉力的方向分別如圖5甲、乙所示，分別求兩種情況下拉力對(duì)物體做的功. 圖5答案 Fs?。璅s[知識(shí)深化]1.正、負(fù)功的意義功是標(biāo)量，只有正、負(fù)，沒有方向，功的正負(fù)不表示
6、大小，只表示能量轉(zhuǎn)移或轉(zhuǎn)化的方向，即：動(dòng)力對(duì)物體做正功，使物體獲得能量，阻力對(duì)物體做負(fù)功，使物體失去能量.2.判斷力是否做功及做功正負(fù)的方法(1)根據(jù)力F的方向與位移s的方向間的夾角α——常用于恒力做功的情形.(2)根據(jù)力F的方向與速度v的方向間的夾角α——常用于曲線運(yùn)動(dòng)的情形.若α為銳角則做正功，若α為直角則不做功，若α為鈍角則做負(fù)功.13例2 (多選)質(zhì)量為m的物體，靜止在傾角為θ的斜面上，斜面沿水平方向向右勻速移動(dòng)了距離s，如圖6所示.物體相對(duì)斜面靜止，則下列說法正確的是( )圖6A.重力對(duì)物體m
7、做正功B.合力對(duì)物體m做功為零C.摩擦力對(duì)物體m做負(fù)功D.支持力對(duì)物體m做正功答案 BCD解析 物體的受力和位移如圖所示.支持力N與位移s的夾角α<90°，故支持力做正功，D選項(xiàng)正確；重力與位移垂直，故重力不做功，A選項(xiàng)錯(cuò)誤；摩擦力f與位移s的夾角大于90°，故摩擦力做負(fù)功，C選項(xiàng)正確；物體做勻速運(yùn)動(dòng)，所受合力為零，合力不做功，故B選項(xiàng)正確.三、總功的求解思路例3 如圖7所示，一個(gè)質(zhì)量為m＝2kg的物體，受到與水平方向成37°角斜向上方的力F＝10N作用，在水平地面上從靜止開始向右移動(dòng)的距離為s＝2m，已
8、知物體和地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.3，g取10m/s2，求外力對(duì)物體所做的總功.(cos37°＝0.8，sin37°＝0.6)圖7答案 7.6J解析 物體受到的摩擦力為：f＝μN(yùn)＝μ(mg－Fsin37°)＝0.3×(2×10－10×0.6)N＝4.2N解法1：先求各力的功，再求總功.拉力F對(duì)物體所做的功為：W1＝Fscos37°＝10×2×0.8J＝16J摩擦力f對(duì)物體所做的功為：W2＝fscos180°＝－4.2×2J＝－8
