《功》学案


必修二第七章第一节《功》学案
学习目标 1、 理解功的概念,知道做功的两个因素
2 、明确功是标量,知道W=FLcosθ的适用范围,会用功的公式进行计算
3、 理解正功、负功的概念
4、 会求各种情况下力对物体所做的功
学习过程:
探究一:从哪些例子中你能知道力对物体做了功?开动脑筋给功下一个定义吧?

探究二:总结一下做功的两个必要因素是什么?

探究三:做功的公式:用F表示力的大小,用L表示位移的大小,用W表示功的大小
a、若力的方向和物体运动的方向一致时:
功的大小 W=


b、 若力F的方向与运动方向成某一角度时,
功的大小W又等于多少呢?

c、功是标量,在国际单位制中,功的单位是

探究四:功的正负(功的正负与什么有关)通过上边的学习,我们已明确了力F和位移s之间的夹角,并且知道了它的取值范围是0°≤α≤180°。在这个范围之内,cosα可能大于0,可能等于0,还有可能小于0,从而得到功W也可能大于0、等于0、小于0。请画出各种情况下力做功的示意图,并加以讨论。
认真阅读教材,思考问题。
1.当α=π/2时,cosα=___,W=____。力F和位移s的方向____时,力F__功;画图:
2.当α<π/2时,cosα____0,W_____0。这表示力F对物体做___功;
画图:
3.当π/2<α≤π时,cosα__0,W__0。这表示力F对物体做____功。
画图:
阅读课文,回答问题: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。
1.功的正负表示是__力对物体做功还是_____力对物体做功
2.功的正负由力和位移之间的____决定,所以功的正负决不表示方向。当力对物体做正功时,该力就对物体的运动起_____作用;当力对物体做负功时,该力就对物体运动起___作用。功是标量,只有___,没有___。正负仅表示做功的效果。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。
3.一个力对物体做负功,往往说成物体_____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。
探究五:合力的功
我们已经学习了一个力对物体所做功的求解方法,而物体所受到的力往往不只一个,那么,如何求解这几个力对物体所做的功呢?
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?

认真审题,解决问题:
_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
点拨: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)求出各个力所做的功,则总功等于各个力所做功的代数和;
(2)求出各个力的合力,则总功等于合力所做的功。
反思总结:认真总结概括本节内容,并把自己这节课的体会写下来
1.功的定义:_________________________
2.做功的两个要素__________________
3.功的公式:____________________
4.单位:_____________________
5.功有正、负之分
①当α=π/2时,_________________________________________
②当α<π/2时,_____________________________________________
③当π/2<α≤π时,__________________________________________

当堂检测
1小球位于光滑的斜面上,斜面位于光滑的水平地面上。从地面上看,在小球
沿斜面下滑的过程中,斜面对小球的作用力( )
A、垂直于接触面,做功为零
B、垂直于接触面,做负功
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

导思:判断力做的功的正负,关键是看力的方向和位移方向间的夹角,而位移必须以地面为参考系
2如图,某个力F=10N作用于半径为R=1m的转盘的边缘上,
力F的大小保持不变,但方向保持在任何时刻均与作用点的
切线一致,则转动一周这个力F做的总功为
A、0 J B、20πJ C、10 J D、10πJ
导思:化变力为恒力
3、如图,物体A在两个相互垂直的力F1 F2 作用下运动,在一段时间内, F1 对物体做功3J, F2对A做功4J,那么合力做功是
A、5J
B、7J
C、1J
D、F1 F2大小未知故无法确定
6.如图所示,利用动滑轮来吊起质量为20千克的物体,已知拉力F=140牛,滑轮与绳的质量以及摩擦均不计,则当物体由静止开始升高l米时,拉力F对物体所做的功为( )
A.40焦; B.80焦: C.140焦: D.280焦.
7.斜面长为s,高为h,一质量为m的木块恰能沿斜面匀速下滑,若将此木块从斜面底端拉到顶端,拉力做功不少于( )
A.mgh B.2mgh C.mgs D.2mgs
8.起重机把质量为1吨的货物由静止开始匀加速提升,加速度大小是1米/秒2,若g取10米/秒2,则在1秒内起重机对货物所做的功是( )
A.500焦; B.4500焦; C.5000焦; D.5500焦.
课后练习与提高
4、如图所示,滑轮和绳的质量及摩擦不计,用力F
开始提升原来静止的质量为m=10 kg的物体,以大
小为a=2m/s²的加速度匀加速上升,求头3s内力F
做的功(取g=10 m/s²)?
导思:注意功的概念中力和位移的含义

5、如图所示,利用斜面从货车上卸货,每包的质量M=20kg,
斜面倾斜角α=370,斜面的长度L=0.5m,货物与斜面间
的动摩擦因素μ=0.2,求货物从斜面顶端滑到底端的过程中
受到的各个力所做的功以及合外力做的功.

导思:①求功时要知道是求哪个力对哪个物体做的功;做功的两个不可缺少的要素是力和在力的方向上的位移,因而功是过程量,所以求功时要明确所研究的过程,进而确定这一过程中力和在力的方向上所发生的位移
②功是标量,所以求合力的功时可以先求出合力再求物体在合力作用下做的功;或者先求出每个力做的功,然后再求各力做功的代数和
[分析与解答]

6质量为M的长木板放在光滑的水平面上,
一个质量为m的滑块以某一初速度沿木
板表面从A滑至B点,在木板上前进了
L,而木板前进x,如右图,若滑块与木
板间的动摩擦因素为μ,求滑动摩擦力
对滑块、对木板做功各为多少?
导思:注意物体对地的位移和相对位移是两个不同的