1追尋守恒量能量2功,第七章,內(nèi)容索引,自主預(yù)習(xí)預(yù)習(xí)新知夯實基礎(chǔ),重點探究啟迪思維探究重點,達標(biāo)檢測檢測評價達標(biāo)過關(guān),自主預(yù)習(xí),一、追尋守恒量能量1.伽利略的理想斜面實驗探究(如圖1所示)(1)過程：將小球由斜面A上某位置由釋放，小球運動到斜面B上.(2)現(xiàn)象：小球在斜面B上速度變?yōu)?(即到達最高點)時的高度與它出發(fā)時的高度.(3)結(jié)論：這一事實說明某個量是守恒的，在物理學(xué)上我們把這個量叫做_或者.,圖1,靜止,相同,能量,能,2.動能和勢能(1)動能：物體由于而具有的能量.(2)勢能：相互作用的物體憑借其而具有的能量.,運動,位置,二、功1.功的定義：一個物體受到力的作用，并在上發(fā)生了一段位移，這個力就對物體做了功.2.功的公式：W，其中F、l、分別為、位移的大小、_.3.單位：國際單位制中，功的單位是，符號是.,力的方向,Flcos,力的大小,力與位移方向的夾角,焦耳,J,三、正功和負(fù)功1.力對物體做正功和負(fù)功的條件由WFlcos可知(1)當(dāng)0<時，W0，力對物體做功；(2)當(dāng)<時，W0，力對物體做功，或稱物體這個力做功；(3)當(dāng)時，W，力對物體不做功.2.總功的計算幾個力對一個物體做功的代數(shù)和，等于這幾個力的對這個物體所做的功.,<,正,負(fù),克服,0,合力,答案,即學(xué)即用1.判斷下列說法的正誤.(1)公式WFlcos中的l是物體運動的路程.()(2)物體只要受力且運動，該力就一定做功.()(3)功有正負(fù)之分，所以功是矢量.()(4)一個力對物體做了負(fù)功，則說明這個力一定阻礙物體的運動.(),答案,2.如圖2所示，靜止在光滑水平面上的物體，在與水平方向成60角斜向上的力F作用下運動10m，已知F10N，則拉力F所做的功是_J.,圖2,50,重點探究,一、對功的理解,1.觀察下圖，分析圖中的哪個人對物體做了功？,導(dǎo)學(xué)探究,答案小川拉重物上升的過程，小川對重物做了功，其他三人都沒有做功.,答案,2.如圖所示，物體在與水平方向夾角為的力F的作用下前進了l，則力F對物體做的功如何表示？,答案如圖，把力F沿水平方向和豎直方向進行分解，物體在豎直方向上沒有發(fā)生位移，豎直方向的分力沒有對物體做功，水平方向的分力Fcos所做的功為Flcos，所以力F對物體所做的功為Flcos.,答案,對公式WFlcos的理解(1)某一恒力F對物體做的功，只與F、l、有關(guān)，與物體的運動狀態(tài)及物體是否還受其他作用力等因素?zé)o關(guān).(2)功是標(biāo)量，沒有方向，但是有正負(fù).(3)公式WFlcos適用于計算恒力做功，若是變力，此公式不再適用.,知識深化,A.支持力做功為mglB.重力做功為mglC.拉力做功為FlcosD.滑動摩擦力做功為mgl,答案,例1如圖3所示，坐在雪橇上的人與雪橇的總質(zhì)量為m，在與水平面成角的恒定拉力F作用下，沿水平地面向右移動了一段距離l.已知雪橇與地面間的動摩擦因數(shù)為，則雪橇受到的,解析,圖3,解析支持力和重力與位移垂直，不做功，A、B錯誤；拉力和摩擦力做功分別為W1Flcos，W2(mgFsin)l，C正確，D錯誤.,二、正負(fù)功的判斷,某物體在力F作用下水平向右運動的位移為l，拉力的方向分別如圖甲、乙所示，分別求兩種情況下拉力對物體做的功.,答案,導(dǎo)學(xué)探究,1.正、負(fù)功的意義功是標(biāo)量，只有正負(fù)，沒有方向，功的正負(fù)不表示大小，只表示能量轉(zhuǎn)移或轉(zhuǎn)化的方向，即：動力對物體做正功，使物體獲得能量，阻力對物體做負(fù)功，使物體失去能量.,知識深化,2.判斷力是否做功及做功正負(fù)的方法(1)根據(jù)力F的方向與位移l的方向間的夾角常用于研究物體做直線運動的情形.(2)根據(jù)力F的方向與速度v的方向間的夾角常用于曲線運動的情形.若為銳角則做正功，若為直角則不做功，若為鈍角則做負(fù)功.,例2(2018浙江省名校協(xié)作體高二上學(xué)期考試)如圖4甲為爺孫倆站立在臺階式自動扶梯上勻速上樓，圖乙為一男士站在履帶(斜面)式自動扶梯上勻速上樓.下列關(guān)于人受到的力做功判斷正確的是,圖4,A.甲圖中支持力對人做正功B.乙圖中支持力對人做正功C.甲圖中摩擦力對人做負(fù)功D.乙圖中摩擦力對人做負(fù)功,答案,解析,解析題圖甲中人的受力情況如圖甲所示.人受重力、支持力，不受摩擦力，支持力與位移方向夾角小于90，故支持力做正功，A項正確，C項錯誤.,題圖乙中人受力情況如圖乙所示.支持力與位移方向夾角為90，故支持力不做功，摩擦力與位移方向夾角為零度，故摩擦力做正功，B、D錯誤.,三、功的計算,1.功的公式WFlcos只適用于計算恒力做功，其中l(wèi)指相對地的位移.2.總功的計算當(dāng)物體在多個力的共同作用下發(fā)生一段位移時，合力對物體所做的功等于各分力對物體做功的代數(shù)和.故計算合力的功有以下兩種方法.先由WFlcos計算各個力對物體所做的功W1、W2、W3然后求所有力做功的代數(shù)和，即W合W1W2W3先由力的合成或根據(jù)牛頓第二定律求出合力F合，然后由W合F合lcos計算總功，此時為F合的方向與l的方向間的夾角.注意：當(dāng)在一個過程中，幾個力作用的位移不相同時，只能用方法(1).,例3如圖5所示，一個質(zhì)量為m2kg的物體，受到與水平方向成37角斜向上方的力F10N作用，在水平地面上從靜止開始向右移動的距離為l2m，已知物體和地面間的動摩擦因數(shù)為0.3，g取10m/s2，求外力對物體所做的總功.(cos370.8，sin370.6),答案,圖5,答案7.6J,解析,解析物體受到的摩擦力為：FfFN(mgFsin37)0.3(210100.6)N4.2N解法1：先求各力的功，再求總功.拉力F對物體所做的功為：W1Flcos371020.8J16J摩擦力Ff對物體所做的功為：W2Fflcos1804.22J8.4J由于重力、支持力對物體不做功，故外力對物體所做的總功W等于W1和W2的代數(shù)和，即WW1W27.6J.,解法2：先求合力，再求總功.物體受到的合力為：F合Fcos37Ff3.8N，所以WF合l3.82J7.6J.,答案,針對訓(xùn)練如圖6所示，平行于斜面向上的拉力F使質(zhì)量為m的物體勻加速地沿著長為L、傾角為的固定斜面的一端向上滑到另一端，物體與斜面間的動摩擦因數(shù)為.求作用在物體上的各力對物體所做的總功.,解析,圖6,答案FLmgLsinmgLcos,解析選物體為研究對象，其受力如圖所示：解法一：拉力F對物體所做的功為：WFFL.重力mg對物體所做的功為：WGmgLcos(90)mgLsin.摩擦力對物體所做的功為：WfFfLcos180FfLmgLcos.彈力FN對物體所做的功為：WNFNLcos900.故各力的總功為：WWFWGWfWNFLmgLsinmgLcos,解法二：物體受到的合力為：F合FmgsinFfFmgsinmgcos所以合力做的功為：WF合LFLmgLsinmgLcos.,四、摩擦力做功的特點及計算,無論是靜摩擦力還是滑動摩擦力，都可以做正功，也可以做負(fù)功，或者不做功.如下面幾個實例：(1)如圖7所示，在一與水平方向夾角為的傳送帶上，有一袋水泥相對于傳送帶靜止.當(dāng)水泥隨傳送帶一起勻速向下運動時，靜摩擦力Ff對水泥做負(fù)功；當(dāng)水泥隨傳送帶一起勻速向上運動時，靜摩擦力Ff對水泥做正功.,圖7,(2)如圖8所示，人和物體隨圓盤一起做勻速圓周運動，人和物體受到的靜摩擦力的方向始終與運動方向垂直，不做功.,圖8,(3)如圖9所示，汽車加速行駛時，若車上的貨物相對車向后發(fā)生了滑動，則貨物受到的滑動摩擦力Ff方向向前，與貨物相對于地的位移方向相同，對貨物做正功.,圖9,例4質(zhì)量為M的木板放在光滑水平面上，如圖10所示.一個質(zhì)量為m的滑塊以某一初速度沿木板表面從A點滑至B點，在木板上前進了l，同時木板前進了x，若滑塊與木板間的動摩擦因數(shù)為，求摩擦力對滑塊、對木板所做的功各為多少？,答案,解析,圖10,答案mg(lx)mgx,解析由題圖可知，木板的位移為lMx時，滑塊的對地位移為lmlx，m與M之間的滑動摩擦力Ffmg.由公式WFlcos可得，摩擦力對滑塊所做的功為Wmmglmcos180mg(lx)，負(fù)號表示做負(fù)功.摩擦力對木板所做的功為WMmglMmgx.,達標(biāo)檢測,1.(對功的理解)下列說法中正確的是A.功是矢量，正負(fù)表示其方向B.功是標(biāo)量，正負(fù)表示的是外力對物體做功還是物體克服外力做功C.功的大小僅是由力的大小和位移的大小決定的D.物體在很大的力作用下，通過很大的位移，做的功一定不為零,答案,1,2,3,4,5,2.(正負(fù)功的判斷)(2018嘉興市第一中學(xué)高三上學(xué)期期末考試)載人飛行包是一種單人低空飛行裝置，如圖11所示，其發(fā)動機使用汽油作為燃料提供動力，可以垂直起降，也可以快速前進，若飛行包(包括人)在豎直勻速降落的過程中(空氣阻力不可忽略)，下列的說法正確的是,答案,圖11,A.發(fā)動機對飛行包做正功B.飛行包的重力做負(fù)功C.空氣阻力對飛行包做負(fù)功D.飛行包的合力做負(fù)功,1,2,3,4,5,3.(摩擦力做功的特點)(2017鎮(zhèn)海中學(xué)高一下學(xué)期期中考試)關(guān)于摩擦力對物體做功，以下說法中正確的是A.滑動摩擦力總是做負(fù)功B.滑動摩擦力可能做負(fù)功，也可能做正功C.靜摩擦力對物體一定做負(fù)功D.靜摩擦力對物體總是做正功,答案,解析,1,2,3,4,5,解析滑動摩擦力未必總做負(fù)功，如由靜止放在水平運動的傳送帶上的物體，滑動摩擦力做正功，故選項A錯誤；滑動摩擦力也可以做負(fù)功，比如在地面上滑行的物體，故選項B正確；靜摩擦力未必總做負(fù)功，比如隨傳送帶一起加速的物體，靜摩擦力對其做正功，故選項C錯誤；靜摩擦力也可做負(fù)功，比如隨傳送帶一起減速的物體，靜摩擦力對其做負(fù)功，故選項D錯誤.,1,2,3,4,5,4.(功的計算)用水平恒力F作用于質(zhì)量為m的物體上，使之在光滑的水平面上沿力的方向移動距離l，恒力F做功為W1；再用該恒力作用在質(zhì)量為2m的物體上，使之在粗糙的水平面上沿力的方向移動同樣的距離l，恒力F做功為W2，則兩次恒力做功的關(guān)系是A.W1W2B.W1<W2C.W1W2D.無法判斷,答案,解析,解析物體沿力的方向運動，恒力做功就是指力F做的功，根據(jù)WFlcos，兩次做功過程中F、l、均相同，所以兩次F做功相同，即W1W2.,1,2,3,4,5,5.(總功的計算)如圖12所示，質(zhì)量m50kg的滑雪運動員從高度h30m的坡頂由靜止下滑，斜坡的傾角37，滑雪板與雪面之間的動摩擦因數(shù)0.1.則運動員滑至坡底的過程中：(g取10m/s2，sin370.6，cos370.8，裝備質(zhì)量不計),答案,解析,圖12,(1)滑雪運動員所受的重力對他做了多少功？,答案1.5104J,解析重力做的功為：WGmgh501030J1.5104J,1,2,3,4,5,(2)各力對運動員做的總功是多少？,答案,解析,圖12,答案1.3104J,解析運動員所受合力：F合mgsin37mgcos37260N合力方向沿斜坡向下，沿合力方向的位移l50m合力做的功W合F合l26050J1.3104J.,1,2,3,4,5,