3.1追尋守恒量能量 3.2功,一、追尋守恒量 1.伽利略的斜面實驗探究,靜止,相同,能量,能,2.動能與勢能：(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。 (3)能量轉化：小球的動能和勢能_(A.可以B.不可以)相互轉化。,思維拓展 1.如圖1所示，射箭運動員正在參加射箭比賽。結合圖分析射箭過程中能量是怎樣轉化的。,圖1,運動,位置,A,2.如圖2所示，在游樂場里，“過山車”運動是一種非常有趣的刺激性游戲活動。結合圖分析過山車運動過程中的能量是怎樣轉化的。,答案1.在射箭過程中，運動員將弓拉開的過程，是把人體的生物能(化學能)轉化為弓的彈性勢能；而箭在射出的過程中，又將弓的彈性勢能轉化為箭的動能。 2.過山車從高處滑向低處時，重力勢能轉化為動能；過山車從低處向高處運動時，動能轉化為重力勢能。,圖2,二、功 1.概念：一個物體受到力的作用，并在_發(fā)生了一段位移，這個力就對物體做了功。 2.做功的兩個因素,力的方向上,力,位移,3.公式,(1)力F與位移l同向時，W _。 (2)力F與位移l夾角為時，W_。其中F、l、分別為_、 _和_方向的夾角。,4.單位：國際單位制中，功的單位是_，符號是_。,Fl,Flcos ,力的大小,位移的大小,力與位移,焦耳,J,5.正功和負功,6.總功的計算,(1)各個分力分別對物體所做功的_。 (2)幾個力的_對物體所做的功。,不做功,正功,負功,代數(shù)和,合力,思維拓展,1.如圖3所示，人推著木箱在水平地面上運動。人推木箱前進時，推力和摩擦力對木箱有沒有做功？如果做功，分別做的是正功還是負功？,2.一個物體受到兩個力的作用，其中F1做功10 J，F(xiàn)2做功15 J，力F1和F2哪個力做的功多？兩力做的總功是多少？,答案1.做功。推力的方向與木箱的運動方向一致，做正功；摩擦力的方向與木箱的運動方向相反，做負功。 2.F2做的功多。兩力做的總功為WW1W210 J15 J5 J。,圖3,對功的理解,要點歸納 1.功是過程量：描述了力的作用在空間上的累積效果，它總與一個具體過程相聯(lián)系。 2.對公式WFlcos 的理解,(1)由公式WFlcos 可以看出力對物體做功，只與F、l、有關，與物體的運動狀態(tài)及物體是否還受其他作用力等因素均無關。,(2)計算時應注意F與l必須具有同時性，即l必須是力F作用過程中物體發(fā)生的位移。 (3)同一個客觀運動，相對于不同的參考系，位移l是不同的，在中學物理中約定，計算功都以地面為參考系，即l應理解為“力的作用點的對地位移”。 (4)明確公式WFlcos 適用于計算恒力做功，若是變力做功，此公式不再適用。,3.正功與負功,(1)功是標量，只有正、負，沒有方向，功的正負不表示大小。,(2)正功、負功的物理意義,(3)一個力對物體做負功，往往說成物體克服這個力做功。,精典示例 例1 如圖4所示，物體在力的作用下在水平面上發(fā)生一段位移l，試分別計算這四種情況下力F對物體所做的功。設在這四種情況下力F和位移l的大小都相同：F10 N，l1 m，角的大小如圖所示，分別說明每種情況下力F做功的正負，并求出功。,圖4,答案見解析,針對訓練1 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 解析要判斷功的正負，可根據(jù)公式WFlcos 中力和位移的夾角來判斷。在加速、勻速、減速的過程中，支持力與人的位移方向始終相同，所以支持力始終對人做正功，故D正確。 答案D,總功的兩種求解思路,要點歸納 1.先確定物體所受的合力，再根據(jù)公式W合F合lcos 求合力的功。該方法適用于物體所受合力不變的情況。求解流程： 2.先根據(jù)WFlcos ，求出每個分力做的功W1、W2Wn，再根據(jù)W合W1W2Wn，求解合力的功，即合力做的功等于各個力做功的代數(shù)和。 該方法的適用范圍更廣，求解流程：,精典示例 例2 如圖5所示，質量為m2 kg的物體靜止在水平地面上，受到與水平地面夾角為37、大小F10 N的拉力作用，物體移動了l2 m，物體與地面間的動摩擦因數(shù)0.3，sin 370.6，cos 370.8，g取10 m/s2。求：,(1)拉力F所做的功W1； (2)摩擦力Ff所做的功W2； (3)重力G所做的功W3； (4)彈力FN所做的功W4； (5)合力F合所做的功W。,圖5,解析(1)對物體進行受力分析，如圖所示。 W1Flcos 1020.8 J16 J (2)FNGFsin 20 N100.6 N14 N FfFN0.314 N4.2 N W2Ff lcos 1804.22 J8.4 J (3)W3Glcos 900,(4)W4FNlcos 900 (5)WW1W2W3W47.6 J 也可由合力求總功 F合Fcos Ff100.8 N4.2 N3.8 N F合與l方向相同，所以WF合l3.82 J7.6 J 答案(1)16 J(2)8.4 J(3)0(4)0(5)7.6 J,方法總結 兩種求合力做功方法的選取原則,(1)如果物體處于平衡狀態(tài)或某一方向受力平衡時(合力為零)，或者物體在某一方向上做勻變速直線運動時(合力等于ma)，用先求合力再求功的方法更簡便。 (2)如果已知物體在運動過程中受力變化，所受的力中有的不做功，有的做功且方便求得該力的功(如重力的功)時，應選擇W合W1W2,針對訓練2 一物體置于光滑水平面上，受互相垂直的水平力F1、F2作用，如圖6所示，經(jīng)一段位移后，F(xiàn)1做功為6 J，克服F2做功為8 J，則F1、F2的合力做功為(),A.14 J B.10 J C.2 J D.2 J 答案C,圖6,1.(2018莆田高一檢測)如圖7示，用同樣的力F拉同一物體，在甲(光滑水平面)、乙(粗糙水平面)、丙(光滑斜面)、丁(粗糙斜面)圖中通過同樣的距離，則拉力F的做功情況是(),A.甲中做功最少 B.丁中做功最多 C.做功一樣多 D.無法比較 答案C,圖7,2.(2018西安高一檢測)(多選)如圖8所示，一個物體放在水平面上，在跟豎直方向成角的斜向下的推力F的作用下沿平面向右移動了距離s，若物體的質量為m，物體與地面之間的摩擦力大小為Ff，則在此過程中(),A.摩擦力做的功為Ff s B.力F做的功為Fscos C.合力F合做的功為Fssin Ff s D.重力做的功為mgs,圖8,解析物體與地面之間的摩擦力大小為Ff，物體的位移的大小為s，由功的公式可得WFf s，所以選項A正確；力F與豎直方向成角，所以在水平方向的分力為Fsin ，故F做的功為Fssin ，所以選項B錯誤；物體所受合力F合Fsin Ff，故合力做的功W合(Fsin Ff)sFssin Ff s，選項C正確；重力在豎直方向上，物體在豎直方向的位移是0，所以重力的功為0，選項D錯誤。 答案AC,3.如圖9所示，一根繩子繞過高4 m的滑輪(大小、摩擦均不計)，繩的一端拴一質量為10 kg的物體m，另一側沿豎直方向的繩被人拉住。若人拉住繩子前進3 m，使物體勻速上升，g取10 m/s2。則人拉繩所做的功為(),A.500 J B.300 J C.100 J D.50 J,圖9,答案C,4.(多選)質量為m的物體，靜止在傾角為的斜面上，斜面沿水平方向向右勻速移動了距離x，如圖10所示。物體相對斜面靜止，則下列說法正確的是(),A.重力對物體m做正功 B.合力對物體m做功為零 C.摩擦力對物體m做負功 D.支持力對物體m做正功,圖10,解析物體的受力和移動的位移如圖所示。重力與位移垂直，故重力不做功，選項A錯誤；摩擦力Ff與位移x的夾角大于90，故摩擦力做負功，選項C正確；支持力FN與位移x的夾角<90，故支持力做正功，選項D正確；物體做勻速運動，所受合力為零，合力不做功，故選項B正確。,答案BCD,5.如圖11所示，木塊靜止在光滑的水平面上，一子彈沿水平方向射入木塊并留在其中。在此過程中，子彈鉆入木塊的深度為d，木塊的位移為l，木塊對子彈的阻力大小為F。則木塊對子彈的阻力做的功為_，子彈對木塊的作用力做的功為_。,圖11,解析對子彈受力分析可知，子彈受到木塊對它的作用力F，其方向與子彈發(fā)生的位移方向相反，子彈發(fā)生的位移大小是ld，方向與木塊(子彈)運動方向相同。所以木塊對子彈的阻力做的功W1F(ld)cos 180F(ld)。由牛頓第三定律可知，子彈對木塊的反作用力大小也等于F，其方向與木塊發(fā)生的位移l方向相同，故子彈對木塊的作用力做的功WFlcos 0Fl。 答案F(ld)Fl,