7.2功

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名称 7.2功
格式 zip
文件大小 243.2KB
资源类型 教案
版本资源 人教版(新课程标准)
科目 物理
更新时间 2013-07-02 22:46:11

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文档简介

纳雍县第四中学2012-2013学年度第二学期物理必修二学案 物理教研组制
7.2 功
【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。
【课前预习】
1.功的概念: 对 的累积效应。(解释: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。)
2.做功的两个不可缺少的因素:_ __和力的方向上发生的_ __。
3.功的大小:力对物体做功的大小等于力的大小、位移的大小、力与位移夹角的__ 这三者的乘积,其表达式为 。
4.功的单位:在国际单位制中,功的单位是__ _,简称__ _,符号是_ __。1J等于__ _的力使物体在力的方向上发生 _的位移时所做的功。
5.功的量性:功是___量。(矢量、标量)
6.正功和负功:根据W=FLcosα可知:
(1)当α=___时,W=0,即当力和位移___时,力对物体不做功,这种情况,物体在力的方向上没有发生位移。
(2)当___≤α<___时,W>0。即当力和位移的夹角为___(锐﹑钝)角时,力F为___(动﹑阻)力对物体做___功;
(3)当___<α≤___时,W<0。即当力和位移的夹角为___(锐,钝)角时,力F为___(动,阻)力对物体做___功;又常说成物体___这个力做功(取绝对值)。
【新课进程】
一、功的概念:
回顾初中学过的与功的概念密切相关的如下两个问题:什么叫做功?谁对谁做功?
结论:
二、功的公式:
如图1:力F使滑块发生位移S这个过程中,F对滑块做了多少功如何计算?
如图2所示,这种情况下滑块沿F方向的位移是多少?F对滑块做了多少功如何计算?
1、功的公式:W=
2、在国际单位制中,功的单位是:
正功、负功
1.对功的计算公式W=FLcos α的可能值讨论:
(1)当0°≤α<90°时:
(2)当α=90°时:
(3)当90°<α≤180°时:
2、讨论功的物理意义,然后再说明正功、负功的物理意义。
①功是描述什么的物理量?
②这个累积作用过程到底累积什么?
结论:a、功是描述力 上累积作用的物理量。功是 转化的量度,功是 量。
b、正功和负功的意义:正功的意义是力对物体 向物体提供 ,即受力物体获得了能量。负功的意义是物体 做功,向外 能量(以消耗自身的能量为代价),即负功表示物体失去了 。
【问题探究】
1.恒力的功,直接利用W=FLcosα来计算
[例1]如图所示,物体在力作用下在水平面上发生一段位移L,试分别计算这四种情况下力F对物体所做的功。设在这四种情况下力F和位移L的大小都相同:F=10N,L=1m,角θ的大小如图所示。
甲:
乙:
丙:
丁:
2.合力做功(多个力对物体做功)
[例2]一个质量m = 150kg的雪橇,受到与水平方向成θ= 370 角斜向上的拉力F = 500N,在水平地面上移动的距离L = 5m。物体与地面间滑动摩擦力F阻 = 100N。求力对物体所做的总功。(COS37O=0.8)
方法一:
方法二:
变式训练: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.
解:
总结:
3.分析摩擦力做功
[例3]关于力对物体做功,如下说法正确的是( )
A.滑动摩擦力对物体一定做负功
B.静摩擦力对物体可能做正功
C.作用力的功与反作用力的功其代数和一定为零
D.合外力对物体不做功,物体一定处于平衡状态
[例4]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?
解:
总结:
4.求变力的功
a.力大小不变,方向改变。
[例5]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.则从抛出到落回到抛出点的过程中,求空气阻力对小球做的功?
解:
变式训练1: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
变式训练2:如图,人站在地上以恒力拉绳,使小车向左运动。小车在被从A拉到B的过程中,绳与水平面的夹角由β变为α。车的上表面与滑轮的竖直高度差为H。求拉力F对车做的功是多少?
解:
总结:
b.力的方向不变,大小均匀变化。
方法:
其它:
5.利用力-位移图象求功.
在F—x图象中图线与两坐标轴所围的“面积” 的代数和表示F做的功。“面积”有正负,在x轴上方的“面积”为正,在x轴下方的“面积” 为负
[例6]如图:求此变力在物体发生20m位移的过程中做的功。
解:
归纳比较:
【课后作业】(A层)
1.下列说法中正确的是( )
A.功是矢量,正、负表示方向
B.功是标量,正号表示外力对物体做功,负号表示物体克服外力做功
C.力对物体做正功还是做负功,取决于力和位移的方向关系
D.力做功总是在某过程中完成的,所以功是一个过程量
2.物体在两个相互垂直的力作用下运动,力F1对物体做功6J,物体克服力F2做功8J,则F1、F2的合力对物体做功为( )
A.14J B.10J C.2J D.-2J
3.质量为m的物体,在水平力F作用下,在粗糙的水平面上运动,哪些说法正确
A.如果物体做加速直线运动,F一定对物体做正功
B.如果物体做减速直线运动,F一定对物体做负功
C.如果物体做减速直线运动,F也可能对物体做正功
D.如果物体做匀速直线运动,F一定对物体做正功
4.如图1-1-8所示 ,物体在水平桌面上,当对它施加图A的拉力F,使它由静止发生位移s,与对它施加图B的推力F,使它由静止发生位移s,F与水平方向夹角均为α,则关于做功的下述说法中正确的是( )
A.图B中F做功多 B.A、B中F做功相同
C.图B中克服摩擦力做功多 D.A、B中克服摩擦力做功相同
【课外作业拓展】(B层)
1.静止在光滑水平面上质量为1kg的物体,受到图2-2-13所示水平变力的作用,则在这2s内力F共对物体做了多少功
2.质量为m的木箱放在倾角为α的斜面上,水平力F作用在木箱上,使它沿斜面匀速向上移动了s,如图1-1-9所示,试分析作用在木箱上有几个力,各力对木箱做功为多少 合力所做的功为多少
3.如图2-2-12所示,物体A的质量为2kg,置于光滑的水平面上,水平拉力2N,不计绳子与滑轮的摩擦和滑轮的质量,物体A获得的加速度a=________m/s2,在物体A移动0.4m的过程中,拉力F做功________J.
4.如图所示,某力F大小等于10 N保持不变,作用在半径R=1 m的转盘的边缘上,方向任何时刻均沿过作用点的切线方向,则在转盘转动一周的过程中,力F所做的功为(  )
A.0 J B.10 J
C.20πJ D.无法确定
5.如图2-2-所示,A、B两物体叠放在一起,用一不可伸长的水平细绳子把A系于左边的墙上,B在拉力F作用下向右匀速运动,在这过程中,A、B间的摩擦力的做功情况是( )
A、对A、B都做负功 B、对A不做功,对B做负功
C、对A做正功,对B做负功 D、对A、B都不做功
6.如图2-2-11所示,用50 N的力拉一个质量为10kg的物体在水平地面上前进,若物体前进了10m,求(1)拉力F做的功(2)重力G做的功(3)如果物体与水平面间动摩擦因数μ=0.1,物体克服阻力做功(sin370=0.6,cos370=0.8,g=10m/s2)
【教材补充】
关于相互作用力的功
作用力和反作用力的功没有一定关系,因为根据做功的两个因素,虽然作用力和反作用力大小相等,但这两个力作用在发生相互作用的两个物体上,这两个物体在相同时间内运动的情况是由这两个物体所受的合力、物体的质量以及物体的初始条件这三个因素共同决定的。所以两个物体在相互作用力方向上的位移也没有必然联系,因此作用力和反作用力所做功的数值也没有一定的联系。上述情况可用下面的实例来分析。
如图所示,光滑水平面上有两辆小车甲和乙,小车上各固定一条形磁铁,两车分别靠着固定挡板放置。如此时两车都处于静止状态时,虽然两车之间存在着相互作用,但这对作用力和反作用力不做功,因为力的作用点无位移;如将甲在左侧的挡板撤去,并给车以一定的水平初速度使其向右运动,在甲车靠近乙车的过程中,甲对乙的作用力不做功,而乙对甲的作用力做负功;当甲车返回向左运动时,甲对乙的作用力仍然不做功,而乙对甲的作用力做正功;如将乙车右侧的挡板也撤去,则在甲车靠近乙车过程中,甲对乙的作用力做正功,而乙对甲的作用力仍做负功;当甲车返回向左运动时,两个力均做正功;若将两车相向运动,则在其相向运动过程中,两个力均做负功。
综上所述,一对作用力和反作用力,可以两个力均不做功;可以一个力做功,另一个力不做功;也可以一个力做正功,另一个力做负功;也可以两个力均做正功或均做负功。
【学习反思】
我学到了什么:
我的困惑是:
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