【2019-2020】高中物理第四章机械能和能源第一节功学案粤教版必修2 下载本文

内容发布更新时间 : 2024/12/27 6:18:38星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

D.支持力对物体m做正功 答案 BCD 解析 物体的受力和位移如图所示.支持力FN与位移s的夹角α<90°,故支持力做正功,D选项正确;重力与位移垂直,故重力不做功,A选项错误;摩擦力f与位移s的夹角大于90°,故摩擦力做负功,C选项正确;物体做匀速运动,所受合力为零,合力不做功,故B选项正确. 三、总功的求解思路 几个力对物体做功的计算 当物体在多个力的共同作用下发生一段位移时,合力对物体所做的功等于各分力对物体做功的代数和.故计算合力的功有以下两种方法: (1)先由W=Fscos α计算各个力对物体所做的功W1、W2、W3…然后求所有力做功的代数和,即W合=W1+W2+W3+…. (2)先由力的合成或根据牛顿第二定律求出合力F合,然后由W合=F合scos α计算总功,此时α为F合的方向与s的方向间的夹角. 注意:当在一个过程中,几个力作用的位移不相同时,只能用方法(1). 例3 如图7所示,一个质量为m=2 kg的物体,受到与水平方向成37°角斜向上方的力F=10 N作用,在水平地面上从静止开始向右移动的距离为s=2 m,已知物体和地面间的动摩擦因数为0.3,g取10 m/s2,求外力对物体所做的总功.(cos 37°=0.8,sin 37°=0.6) 图7 答案 7.6 J 解析 物体受到的摩擦力为: 6 / 14 f=μFN=μ(mg-Fsin 37°)=0.3×(2×10-10×0.6)N=4.2 N 解法1:先求各力的功,再求总功. 拉力F对物体所做的功为: W1=Fscos 37°=10×2×0.8 J=16 J 摩擦力f对物体所做的功为: W2=fscos 180°=-4.2×2 J=-8.4 J 由于重力、支持力对物体不做功,故外力对物体所做的总功W等于W1和W2的代数和,即W=W1+W2=7.6 J. 解法2:先求合力,再求总功. 物体受到的合力为: F合=Fcos 37°-f=3.8 N, 所以W=F合s=3.8×2 J=7.6 J. 1.(对功的理解)(多选)下列说法中正确的是( ) A.功是矢量,正负表示其方向 B.功是标量,正负表示的是外力对物体做功还是物体克服外力做功 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.力对物体做的功总是在某过程中完成的,所以功是一个过程量 答案 BCD 解析 功是标量,正负表示的是外力对物体做功还是物体克服外力做功,A错误,B正确;力对物体做正功还是做负功取决于力和位移的方向关系,故C正确;有力作用在物体上,物体在力的方向上移动了距离,说明力对物体做了功,力对物体做的功总是在某过程中完成的,所以功是一个过程量,故D正确. 2.(正负功的判断)(多选)如图8所示,人站在台阶式自动扶梯上不动,随扶梯向上匀速运动,下列说法中正确的是( ) 7 / 14 图8 A.重力对人做负功 B.摩擦力对人做正功 C.支持力对人做正功 D.合力对人做功为零 答案 ACD 解析 因为人匀速向上运动,所以只受重力和支持力,且二力平衡,不受摩擦力,B错误.重力方向和运动方向夹角大于90°,重力做负功,A正确.支持力方向和运动方向夹角小于90°,支持力做正功,C正确.合力为零,因此总功一定为零,D正确. 3.(功的计算)用水平恒力F作用于质量为m的物体上,使之在光滑的水平面上沿力的方向移动距离s,恒力F做功为W1;再用该恒力作用在质量为2m的物体上,使之在粗糙的水平面上沿力的方向移动同样的距离s,恒力F做功为W2,则两次恒力做功的关系是( ) A.W1>W2 C.W1=W2 答案 C 解析 物体沿力的方向运动,恒力做功就是指力F做的功,根据W=Fscos α,两次做功中的F、s、α均相同,所以两次F做功相同,即W1=W2. 4.(总功的计算)如图9所示,质量m=50 kg的滑雪运动员从高度h=30 m的坡顶由静止下滑,斜坡的倾角θ=37°,滑雪板与雪面之间的动摩擦因数μ=0.1.则运动员滑至坡底的过程中:(g取10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,装备质量不计) B.W1