1.1机械功 学案

1.1：机械功
【学习目标】
1．掌握功的概念，知道做功的两个因素
2．会用功的公式进行计算
3．会判断正功和负功，明确功是标量
重点：会用功的公式进行计算
难点：正功和负功的判断
【学习过程】
学习活动一、旧知回顾
问题1：初中是如何定义功的？
一个物体受到 作用，如果在力的方向上发生一段 ，这个力就对物体做了功。
问题2：做功的两个因素是什么？
做功的两个不可缺少的因素： 和力的方向上发生的 。
问题3：功是如何计算的？
问题4：功的单位是什么？
在国际单位制中，功的单位 ，简称 ，符号是 。
学以致用
例1：一个木桶的质量为50kg，某人用手匀速的将它提高了2米，而后沿水平面走了10米，到达目的地，问人在这个过程中人对桶做的功是多少？
学习活动二、新知探究1——功的公式
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，如图所示
问题1：力F的水平分力F1多大？F1做功多少？
问题2：力F的竖直分力F2多大？F2做功多少？
问题3：力F对物体所做的功多少？
(
总结：功的公式：
（
α
为
与
的夹角）
注意：公式中
F
与
S
只代入大小，不考虑方向
)
学以致用
例2：某同学用16N的力沿拖把柄方向斜向下推动拖把，如图所示，拖把柄与地面的夹角始终是37°，拖把前进了0.5m，则推力做的功是多大？
学习活动三、新知探究2——功的正负
应用功的公式进行以下推导：
当F和S方向同向时，即α = 0°时，cosα = ，W = ，F对物体做 功
当F和S夹角为锐角时，即0°＜α＜90°时，cosα = ，W = ，F对物体做 功
当F和S方向互相垂直时，即α = 90°时，cosα = ，W = ，F对物体 功
当F和S夹角为钝角时，即90°＜α＜180°时，cosα = ，W = ，F对物体做 功
当F和S方向反向时，即α = 180°时，cosα = ，W = ，F对物体做 功
(
总结：正功表示：
负功表示：
注意：功是
量，功的正负不表示
)
学以致用
例3：如图所示，质量m=2kg的物体，在斜向下的、与水平方向的夹角为θ=37°、大小为10N的力F作用下从静止开始运动，通过位移S=2m。已知物体与水平面间的动摩擦因数为μ=0.2，g=10m/s2，问：
① 力F对物体做功多少？是正功还是负功？
② 摩擦力对物体做功多少？是正功还是负功？
(
θ
F
)
学习活动四、新知探究3——求总功的方法
(
θ
m
)如图所示，一质量m=4.0kg的物体，由高h=2.0m，倾角θ=53°的固定斜面顶端滑到底端，物体与斜面间的动摩擦因数为μ=0.2，g=10m/s2
问题1：对物体进行受力分析，求各个力对物体做的功是多少？
问题2：各个力对物体所做功的代数和为多少？
问题3：物体所受的合力是多少？合力所做的功是多少？
(
总结：重力做功特点：
总结：求总功的方法
①
②
)
学以致用
例4：物体受到两个互相垂直的作用力而运动，已知力F1做功6J，物体克服力F2做
功8J，则力F1 、F2的合力对物体做功（ ）
A．14J B．10J C．2 J D．—2 J
【课堂练习】
1．关于功的概念，下列说法中正确的是（ ）
A．力对物体做功多，说明物体的位移一定大
B．力对物体做功少，说明物体的受力一定小
C．力对物体不做功，说明物体一定无位移
D．力对物体做的功等于力的大小、位移的大小及位移和力的夹角的余弦三者的乘积
2．水平地面上有一质量为2kg的石块，一个小孩用10N的力踢石块，使石块滑行了1m的距离，
则小孩对石块所做的功为（ ）
A．10J B．2 J C．12 J D．条件不足 无法确定
3．下列说法不正确的是（ ）
A．功是矢量，正、负表示方向
B．功是标量，正、负表示外力对物体做功，还是物体克服外力做功
C．力对物体作正功还是做负功，取决于力和位移的方向关系
D．力做功总是在某个过程中完成的，所以功是一个过程量
4．如图所示，两物体与水平面间的动摩擦因数不同，两物体的质量
也不同，但两物体所受力F及与水平方向夹角相同，发生的位
移也相同，则F1和F2对物体做的功W1和W2的关系是（ ）
A．W1 = W2 B．W1 ＞ W2
C．W1＜W2 D．无法确定
5．起重机吊钩下挂一质量为m的水泥袋，如果水泥袋以加速度a匀减速下降了距离h，则水泥袋
克服钢索拉力做的功为（ ）
mgh B．m（g－a）h C．m（g＋a）h D．m（a－g）h
6．如图所示，升降机以速度v向上做匀速运动，物体m相对
斜面静止，则物体所受各个力做功情况正确的是（ ）
A．静摩擦力对物体做负功
B．支持力对物体不做功
C．重力对物体不做功
D．物体m所受合外力对物体不做功
7.一个质量为m的排球被击出后竖直向上运动，到达最高点又落下来，若上升最大高度为h，所受空气阻力为f，请计算合力的功为多少？
8. 质量 m = 2 kg 的物体，受到与水平方向成 37° 角斜向右上方、大小为 10 N 的拉力 F 的作用，在水平地面向右移动的距离 s = 2 m，物体与地面间的滑动摩擦力 f = 4.2 N。取 sin37 = 0.6，cos37 = 0.8， 求在此过程中合外力对物体所做的功为多少？
9．如图所示，用F=40N的沿斜面的力将质量m=3kg的物体沿倾角为37°的斜面向上推移S=2m，木块和斜面间的动摩擦因数μ=0.1。在这一过程中，F做的功为多少？物体克服摩擦力做功为多少？克服重力做功为多少？
(
37°
F
)
参考答案：
例1 1000J
例2 6.4J
例3 16J 正功 -10.4J 负功
例4 D
课堂练习
D
D
A
A
B
D
-2fh
7.6J
2021-2022学年高一物理学案（鲁科版2019必修二）
80J 4.8J 36J1