《新设计物理必修二粤教课件：主题二机械能及其守恒定律2.1》由会员分享，可在线阅读，更多相关《新设计物理必修二粤教课件：主题二机械能及其守恒定律2.1（26页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、探究 核心要点突破 完成 课前学习任务学科素养落实 2 1 功 探究 核心要点突破 完成 课前学习任务学科素养落实 学习目标核心提炼 1 知道功的概念及做功的两个必要因 素 1个概念 功的概念 1个公式 W Fscos 2个方法 正功 负负功的判断方法 多个力对对物体做的总总功计计算方法 2 知道W Fscos 的使用条件 会用它 进进行有关计计算 3 理解正功 负负功的含义义 会求多个力 对对物体做的总总功 探究 核心要点突破 完成 课前学习任务学科素养落实 一 功 观图助学 1 举重运动员把杠铃举高的过程中 运动员对杠铃做功吗 重力对杠铃做功吗 做 什么功 2 举重运动员举着杠铃不动 保持
2、3秒即成功 的过程中 运动员对杠铃做功吗 重 力对杠铃做功吗 做什么功 探究 核心要点突破 完成 课前学习任务学科素养落实 1 功的定义 力对对物体做的功等于力的大小 位移的大小以及力和位移夹夹角的 的乘积积 2 功的公式 W 其中F s 分别为别为 位移的大小 3 单位 国际单际单 位制中 功的单单位是 简简称 符号是 余弦 Fscos 力的大小 力与位移方向的夹夹角 焦耳焦J 探究 核心要点突破 完成 课前学习任务学科素养落实 理解概念 判断下列说法是否正确 1 公式W Fscos 中的s是物体运动的路程 2 物体只要受力且运动 该力就一定做功 3 在水平地面上滚动的小球 重力不做功 探究
3、 核心要点突破 完成 课前学习任务学科素养落实 二 正功和负功 观图助学 如图所示 工人推着一小车前进 若小车重1 000 N 水平力恒为300 N 阻力恒为 100 N 在水平推力和阻力作用下 小车水平位移为1 m 则 推动小车的过程中 推力和阻力各做多少功 推力和阻力做的总功能不能用平行四 边形定则来求 若不能应该怎么求 两力所做的总功为多少 探究 核心要点突破 完成 课前学习任务学科素养落实 1 力对物体做正功和负功的判断 由W Fscos 可知 2 总功的计算 几个力对对一个物体做功的代数和 等于这这几个力的 对这对这 个物体所做的功 正 负负克服 0 合力 探究 核心要点突破 完成
4、课前学习任务学科素养落实 理解概念 判断下列说法是否正确 1 摩擦力一定做负功 2 功有正负之分 所以功是矢量 3 一个力对物体做了负功 则说明这个力一定阻碍物体的运动 探究 核心要点突破 完成 课前学习任务学科素养落实 对功的理解 观察探究 1 观观察图图1 分析图图中的哪个人对对物体做了功 图图1 答案 小川拉着重物上升的过过程 小川对对重物做了功 其他三人都没有做功 探究 核心要点突破 完成 课前学习任务学科素养落实 2 如图图2所示 物体在与水平方向夹夹角为为 的力F的作用下前进进了s 则则力F对对物体做的 功如何表示 图图2 答案 如图图把力F沿水平方向和竖竖直方向进进行正交分解 物
5、体在 竖竖直方向上没有发发生位移 竖竖直方向的分力没有对对物体做功 水 平方向的分力Fcos 所做的功为为Fscos 所以力F对对物体所做的 功为为Fscos 探究 核心要点突破 完成 课前学习任务学科素养落实 探究归纳 对公式W Fscos 的理解 1 力F对对物体做的功 只与F s 有关 与物体的运动动状态态及物体是否还还受其他作 用力等因素无关 2 计计算力F做功时时要特别别注意 F与s必须须具有同时时性 即s必须须是力F作用过过程中物 体发发生的位移 3 功是标标量 没有方向 但是有正负负 4 公式W Fscos 适用于计计算恒力做功 若是变变力 此公式不再适用 探究 核心要点突破 完
6、成 课前学习任务学科素养落实 试题案例 例1 如图图3所示 坐在雪橇上的人与雪橇的总质总质 量为为m 在与水平面成 角的恒定拉力F作用下 沿水平地面向右 移动动了一段距离s 已知雪橇与地面间间的动动摩擦因数为为 则则雪橇受到的 A 支持力做功为为mgsB 重力做功为为mgs C 拉力做功为为Fscos D 滑动动摩擦力做功为为 mgs 解析 支持力和重力与位移垂直 不做功 A B错误错误 拉力和摩擦力做功分别为别为 W1 Fscos W2 mg Fsin s C正确 D错误错误 答案 C 图图3 探究 核心要点突破 完成 课前学习任务学科素养落实 计算恒力做功要注意 1 某力对物体做功只跟这个
7、力和物体的位移以及力与位移间的夹角有关 跟 物体是否还受其他力的作用无关 2 计算功时一定要明确在哪段过程中对哪个物体做的功 探究 核心要点突破 完成 课前学习任务学科素养落实 针对训练1 如图图4所示 质质量为为m 2 kg的物体静止在水平地面 上 受到与水平地面夹夹角为为 37 大小F 10 N的拉力作用 物体移动动了s 2 m 物体与地面间间的动动摩擦因数 0 3 sin 37 0 6 cos 37 0 8 g取10 m s2 求 1 拉力F所做的功W1 2 摩擦力f所做的功W2 3 重力G所做的功W3 4 弹弹力N所做的功W4 5 合力F合所做的功W 图图4 探究 核心要点突破 完成
8、课前学习任务学科素养落实 解析 1 对对物体进进行受力分析 如图图所示 W1 Fscos 10 2 0 8 J 16 J 2 N G Fsin 20 N 10 0 6 N 14 N f N 0 3 14 N 4 2 N W2 fscos 180 4 2 2 J 8 4 J 3 W3 Gscos 90 0 4 W4 Nscos 90 0 5 W W1 W2 W3 W4 7 6 J 也可由合力求总总功 F合 Fcos f 10 0 8 N 4 2 N 3 8 N F合与s方向相同 所以W F合s 3 8 2 J 7 6 J 答案 1 16 J 2 8 4 J 3 0 4 0 5 7 6 J 探究
9、核心要点突破 完成 课前学习任务学科素养落实 正负功的判断及总功的求解思路 观察探究 某物体在力F作用下水平向右运动动的位移为为s 拉力的方向分别别如图图5甲 乙所示 分别别求两种情况下拉力对对物体做的功 图5 探究 核心要点突破 完成 课前学习任务学科素养落实 探究归纳 1 正 负功的意义 功是标标量 只有正 负负 没有方向 功的正负负不表示大小 只表示能量转转移或转转 化的方向 即动动力对对物体做正功 使物体获获得能量 阻力对对物体做负负功 使物体 失去能量 2 判断力是否做功及做功正负的方法 1 根据力F的方向与位移s的方向间间的夹夹角 常用于恒力做功的情形 2 根据力F的方向与速度v的
10、方向间间的夹夹角 常用于曲线线运动动的情形 若 为锐为锐 角则则做正功 若 为为直角则则不做功 若 为钝为钝 角则则做负负功 探究 核心要点突破 完成 课前学习任务学科素养落实 3 几个力对物体做功的计算 当物体在多个力的共同作用下发发生一段位移时时 合力对对物体所做的功等于各分力 对对物体做功的代数和 故计计算合力的功有以下两种方法 1 先由W Fscos 计计算各个力对对物体所做的功W1 W2 W3 然后求所有力做 功的代数和 即W合 W1 W2 W3 2 先由力的合成或根据牛顿顿第二定律求出合力F合 然后由W合 F合scos 计计算总总 功 此时时 为为F合的方向与s的方向间间的夹夹角
11、注意 当在一个过过程中 几个力作用的位移不相同时时 只能用方法 1 探究 核心要点突破 完成 课前学习任务学科素养落实 试题案例 例2 2018 台山高一检测 多选 质质量为为m的物体 静止在倾倾角为为 的斜面上 斜面沿 水平方向向右匀速移动动了距离s 如图图6所示 物体相对对斜面静止 则则下列说说法正 确的是 图图6 A 重力对对物体m做正功B 合力对对物体m做功为为零 C 摩擦力对对物体m做负负功 D 支持力对对物体m做正功 探究 核心要点突破 完成 课前学习任务学科素养落实 解析 物体的受力和位移如图图所示 支持力N与位移s的夹夹角 90 故支持力做正 功 选项选项 D正确 重力与位移垂
12、直 故重力不做功 选项选项 A错误错误 摩擦力f与位移s 的夹夹角大于90 故摩擦力做负负功 选项选项 C正确 物体做匀速运动动 所受合力为为零 合力不做功 故选项选项 B正确 答案 BCD 探究 核心要点突破 完成 课前学习任务学科素养落实 针对训练2 如图图7所示 利用斜面从货车货车 上卸货货 每包货货物的 质质量m 20 kg 斜面倾倾角 37 斜面的长长度l 0 5 m 货货 物与斜面间间的动动摩擦因数 0 2 求货货物从斜面顶顶端滑到底 端的过过程中受到的各个力所做的功以及合力做的功 取g 10 m s2 sin 37 0 6 cos 37 0 8 图图7 解析 斜面上的货货物受到重
13、力G 斜面支持力N和摩擦力f共 三个力的作用 货货物位移的方向沿斜面向下 可以用正交分 解法 将货货物所受的重力分解到与斜面平行的方向和与斜面 垂直的方向 可以看出 三个力中重力和摩擦力对货对货 物做功 而斜面支持力对货对货 物没有做功 其中重力G对货对货 物做的 功 W1 mglsin 37 20 10 0 5 0 6 J 60 J 探究 核心要点突破 完成 课前学习任务学科素养落实 支持力N对货对货 物没有做功W2 0 摩擦力f对货对货 物做负负功 W3 mg cos 37 lcos 180 0 2 20 10 0 8 0 5 J 16 J 所以 合力做的总总功为为 W W1 W2 W3
14、60 0 16 J 44 J 若先计计算合力再求功 则则合力做的功 W F合l mgsin 37 mgcos 37 l 20 10 0 6 0 2 20 10 0 8 0 5 J 44 J 答案 重力做的功为为60 J 支持力做的功为为0 摩擦力做的功为为 16 J 合力做的 功为为44 J 探究 核心要点突破 完成 课前学习任务学科素养落实 变力做功的计算方法 方法以例说说法 微元法 图图象法 质质量为为m的木块块在水平面内做圆圆周运动动 运 动动一周克服摩擦力做功Wf f x1 f x2 f x3 f x1 x2 x3 f 2 R 一水平拉力F0拉着一物体在水平面上运动动的位 移为为x0 图线图线 与横轴轴所围围面积积表示拉力所做 的功 W F0 x0 探究 核心要点突破 完成 课前学习任务学科素养落实 针对练习 一物体所受的力F随位移x变变化的图图象如图图8所示 求在这这一过过程中 力F对对物体做的功为为 图图8 A 3 J B 6 J C 7 J D 8 J 探究 核心要点突破 完成 课前学习任务学科素养落实 答案 B
