高中物理人教版 (新课标)必修22.功学案及答案

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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=FscosαW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3×108J2、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.ABαβFH4、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