7.2功學(xué)習(xí)目標(biāo) 知識與技能：1、理解功的概念，以及正功、負功的物理意義，能利用功的一般公式進行功的計算2、理解總功，分力做功與合力做功的求法3、理解功是能量轉(zhuǎn)化的量度，并能舉例說有過程與方法1、能從現(xiàn)實生活中發(fā)現(xiàn)與功有關(guān)的問題2、體會科學(xué)研究方法對人類認識自然的重要作用3、能運用功的概念解決一些與生產(chǎn)的生活相關(guān)的實際問題情感態(tài)度與價值觀有參與科技活動的熱情，有將功的知識應(yīng)用于生活和生產(chǎn)實際的意識，勇于控究與日常生活有關(guān)的物理學(xué)問題學(xué)習(xí)重點 理解功的概念及正、負功的意義學(xué)習(xí)難點 利用功的定義解決有關(guān)問題預(yù)習(xí)案一、知識回顧1、相互作用的物體憑借其 位置 而具有的能量叫做勢能。物體由于 運動 而具有的能量叫做動能。2、在伽利略的實驗中小球的 動能 和 勢能 可以相互轉(zhuǎn)化。二、新課預(yù)習(xí)1、功（1）功和能的關(guān)系：如果物體在力的作用下能量發(fā)生變化，那么這個力一定對物體做了 功 。（2）一個物體受到力的作用，并在 力的方向上 發(fā)生了一段位移，就說這個力對物體做了功。（3）做功的兩個不可缺少的因素：力和物體在 力的方向上 上發(fā)生的 一段位移 。（4）如果力的方向與位移的方向一致，功等于力的大小與位移大小的乘積，公式是 W= Fs 。如果力與位移之間成角時，可以把力分解為兩個力：與位移方向 在一條直線 上 的力，與位移方向 垂直 的力。設(shè)物體在在力下發(fā)生的位移的大小為，則力對物體所做的功= FL ，即力對物體所做的功，等于 力與在力的方向上發(fā)生的位移的乘積 。（5）功的單位是 焦耳 ，簡稱 焦 ，符號是 J ，功是標(biāo)量。2、正功與負功（1）根據(jù)功的計算公式可得下列幾種情況：當(dāng)時，W = 0。即力F的方向與位移方向垂直，力對物體 不做功 。當(dāng)時，W > 0。即力F的方向與位移方向夾角為銳角時，力對物體做 正 功。當(dāng)時，W < 0。即力F的方向與位移方向夾角為鈍角時，力對物體做負 功。3、總功：當(dāng)物體在幾個力共同作用下發(fā)生一段位移時，這幾個力對物體所做的總功，等于 各力所做功的代數(shù)和 ?？梢宰C明，它也就是 合力所做的功 。探究案探究一：功1、起重機提重物，拉力和高度的乘積，和機器消耗的能量有什關(guān)系？2、什么叫做功？力怎樣才算對物體做功？例1.甲、乙、丙三位同學(xué)分別提著同樣的一桶水，甲靜止不動；乙在水平面上勻速走動；丙提水上樓。三位同學(xué)對水桶的拉力都做功了嗎？變式1.運動員用200N的力踢球，把質(zhì)量為0.4kg的球踢出去50m遠，則運動員對球所做的功是（ D ） A. 100焦耳 B. 1000焦耳 C.105焦耳 D.無法確定小結(jié)：一個力F使物體沿 力的方向上 發(fā)生一段位移，則力F對物體做了功。F做功的要素是 力 、 力的方向上發(fā)生一段位移 。3、物體在水平面上，斜向上與水平方向成的力F沿水平方向移動了L，這個力對物體做了多少功？4、功的公式中，各個量的如何理解？例2.斜面體放在光滑水平面上，一個物體從光滑斜面頂上釋放下滑到斜面底端，則支持力對物體做功沒有？變式2.利用動滑輪提升重物，拉繩子的力F，物體上升L，則F力做了多少功？小結(jié)：功的計算公式是 W=FL 。F的意義 作用在物體上的力 ，L的意義 物體在力的方向上移動的距離 。探究二：功的正負1、一個力為F，物體位移為L，F(xiàn)與L夾分別為00，600，900，1200，1800，力分別做功多少？2、功的正負又有什么含義呢？小結(jié)：當(dāng)為銳角時，力做 正 功，當(dāng)為鈍角時，力做 負 功。 正功表示力與位移夾角小于900，負功表示力與位移夾角大于900。 總功等于各力做功的代數(shù)和。 例3.一個質(zhì)量為m=150kg的雪橇，受到與水平方向成角斜向上的拉力F=500N，在水平地面上移動的距離l=5m。雪橇與地面間的滑動摩擦力F阻=100N。求力對雪橇做的總功。能力訓(xùn)練案1.如圖所示，小球用細線拴住，在光滑的水平面上做圓周運動.圓的半徑為1 m，小球的質(zhì)量為0.1 kg，線的拉力為0.05 N,小球由A點運動到B點恰好是半個圓周，則在這段運動中，線的拉力做功是( )A.0B.0.1 J C.0.314 JD.無法確定2.一物體自高處做自由落體運動，下落的高度為h，下落的時間為t，關(guān)于重力對物體所做的功，下列說法中正確的是( )A.運動的前t/2比后t/2內(nèi)重力做的功多 B.運動的后t/2比前t/2內(nèi)重力做的功多C.運動的前t/2和后t/2內(nèi)重力做的功相等 D.運動的前t/2做的功是后t/2內(nèi)重力做的功的1/43.起重機吊鉤下掛一質(zhì)量為m的水泥袋，如果水泥袋以加速度a勻減速下降了距離h，則水泥袋克服鋼索拉力做的功為( )A.mghB.m(g-a)h C.m(ga)h D.m(a-g)h4.一人乘電梯從1樓到20樓，在此過程中經(jīng)歷了先加速，后勻速，再減速的運動過程，則電梯支持力對人做功的情況是( )A.加速時做正功，勻速時不做功，減速時做負功 B.加速時做正功，勻速和減速時做負功C.加速和勻速時做正功，減速時做負功 D.始終做正功5某人用300N的水平推力，把一個質(zhì)量為50kg的木箱沿水平路面勻速推動10m，后來又把它勻速舉高2m，這個人對木箱共做功多少？6起重機用恒力F使質(zhì)量為1000kg的貨物在1s內(nèi)由靜止上升了2m，則在這1s內(nèi)，(不計空氣阻力，g取10ms2)，求：(1)重力對貨物做了多少焦耳的功? (2)F對貨物做了多少焦耳的功? 過關(guān)檢測案1.關(guān)于能的概念，下列說法正確的是( )A.一個物體能夠做功，就說這個物體具有功B.一個物體已做過的功越多，說明這個物體具有的能量越多C.一個物體已做過的功越多，說明這個物體轉(zhuǎn)化的能量越多D.用細線懸掛著的小球，沒有做功，所以它沒有能2.關(guān)于功和能，下列說法正確的是( )A.功就是能，功可以轉(zhuǎn)化為能 B.做功越多，物體的能消失的越多C.能量轉(zhuǎn)化中，做的功越多，能量轉(zhuǎn)化越多 D.功是物體能量的量度3.把同一重物移至卡車上,如果沿粗糙斜面推動時做的功為W1,用不計質(zhì)量和摩擦的滑輪組做的功為W2,用人力直接搬上車做的功為W3,則( )A.W1=W2=W3 B.W1>W2>W3 C.W1<W2<W3 D.W1>W2=W34.盤山公路總是筑得盤旋曲折,因為( )A.盤山公路盤旋曲折會延長爬坡的距離,根據(jù)斜面的原理,斜面越長越省功B.盤山公路盤旋曲折顯得雄偉壯觀C.盤山公路盤旋曲折會延長爬坡長度,根據(jù)斜面的原理,高度一定,斜面越長越省力D.盤山公路盤旋曲折是為了減小坡度,增加車輛的穩(wěn)度5.一滑塊在水平地面上沿直線滑行，t0時其速度為1 m/s，從此刻開始在滑塊運動方向上再施加一水平作用力F，力F和滑塊的速率v隨時間的變化規(guī)律分別如圖甲和乙所示.設(shè)在第1秒內(nèi)、第2秒內(nèi)、第3秒內(nèi)力F對滑塊做的功分別為W1、W2、W3，則以下關(guān)系正確的是( )A.W1W2W3 B.W1W2W3 C.W1W3W2 D.W1W2W36.如圖所示，人通過動滑輪和定滑輪拉一質(zhì)量為10 kg的物體，使物體勻速升高0.5 m.(g取10 m/s2)(1)如不計滑輪重力和摩擦力，彈簧測力計的示數(shù)為多少？人對物體做的功為多少？(2)因滑輪的重力和摩擦力的影響，現(xiàn)在彈簧測力計的讀數(shù)為60 N，拉動過程中，人做的總功為多少？其中有用功和額外功分別為多少？答案能力訓(xùn)練案1.【解析】選A.小球在運動過程中，線上的拉力方向時刻在改變是變力，不能用功的公式求解；而拉力方向與速度方向時刻垂直，所以拉力不做功，故A正確.2.【解析】選B.自由落體運動是勻加速直線運動，顯然運動的后t/2時間內(nèi)的位移比前t/2時間內(nèi)的位移大，故A、C錯誤，B正確；根據(jù)公式知運動的前t/2的位移是時間t內(nèi)位移的1/4，運動的前t/2做的功是后t/2內(nèi)重力做的功的1/3，D錯誤.3.【解析】選C.設(shè)鋼索的拉力為F，由牛頓第二定律，F(xiàn)-mg=ma，得F=m(g+a)，方向向上，故水泥袋克服鋼索拉力做的功為W=Fh=m(g+a)h,C正確.4.【解析】選D.無論在加速過程，勻速過程還是減速過程，支持力都向上，與位移方向相同，故三個過程均做正功，D選項正確.5.4000J 6. W1=-20000J W2=28000J過關(guān)檢測案1.【解析】選C.功度量的是物體轉(zhuǎn)化的能量，物體能做功，說明物體可以轉(zhuǎn)化能量，即具有能，而功是過程量，不能說物體具有功，沒有做功，說明物體沒有轉(zhuǎn)化能量，并不說明物體沒有能量，A、B、D錯誤，C正確.2.【解析】選C.功和能是不同的兩個概念，功是過程量，能是狀態(tài)量，功和能不能相互轉(zhuǎn)化，故A錯；功是能量轉(zhuǎn)化的量度，不是能量的量度，故C正確，D錯；做功過程是能量轉(zhuǎn)化的過程，能量不能消失也不能創(chuàng)生.故B錯.3.【解析】選D.三種情況均是克服重力做功,有用功相同，由于斜面粗糙，沿斜面推時，存在額外功，另外兩種情況額外功為零，機械做的功為動力的功，根據(jù)功的原理可知，D正確.4.【解析】選C.根據(jù)功的原理,增大位移,可以省力,但任何機械都不省功,所以C項正確.5.【解析】選B.力F做的功等于每段恒力F與該段滑塊運動的位移數(shù)值(v-t圖象中圖線與坐標(biāo)軸圍成的面積)的乘積，第1秒內(nèi)，位移為一個小三角形面積S；第2秒內(nèi)，位移也為一個小三角形面積S；第3秒內(nèi)，位移為兩個小三角形面積2S，故W11S，W23S，W34S，所以W1W2W3.6.【解析】(1)彈簧測力計示數(shù)F= =50 N人對物體做的功W=F2h=5020.5 J=50 J(2)人做的總功W總=F2h=6020.5 J=60 J有用功W有用=mgh=10100.5 J=50 J額外功W額外=W總-W有用=60 J-50 J=10 J.答案：(1)50 N 50 J (2)60 J 50 J 10 J學(xué)后反思：