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教学资料范本 【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 编 辑：__________________ 时 间：__________________ 1 / 14 第一节 功 知识目标 1.理解功的概念，知道做功的两个因素. 2.会用功的公式进行有关计算，明确功是标量. 3.理解正、负功的概念，会根据公式计算多个力所做的总功. 一、功 1．功的定义：力对物体做的功等于力的大小、位移的大小以及力和位移夹角的余弦的乘积． 2．功的公式：W＝Fscos α，其中F、s、α分别为力的大小、位移的大小、力与位移方向的夹角． 3．单位：国际单位制中，功的单位是焦耳，简称焦，符号是J. 二、正功和负功 1．力对物体做正功和负功的条件 由W＝Fscos α可知 π(1)当0≤α<时，W>0，力对物体做正功； 2π(2)当<α≤π时，W<0，力对物体做负功，或称物体克服这个力做功； 2π(3)当α＝时，W＝0，力对物体不做功． 22．总功的计算 几个力对一个物体做功的代数和，等于这几个力的合力对这个物体所做的功． 2 / 14 核心素养 1.通过生活实例，了解功的概念和力对物体做功的条件. 2.理解功的数学表达式、式中各符号的具体含义. 3.知道总功的求解方法，会在不同情景中优化选择. 1．判断下列说法的正误． (1)公式W＝Fscos α中的s是物体运动的路程．(×) (2)物体只要受力且运动，该力就一定做功．(×) (3)功有正负之分，所以功是矢量．(×) (4)一个力对物体做了负功，则说明这个力一定阻碍物体的运动．(√) 2．如图1所示，静止在光滑水平面上的物体，在与水平方向成60°角斜向上的力F作用下运动10 m，已知F＝10 N，则拉力F所做的功是________J. 图1 答案 50 一、对功的理解 1．观察图2，分析图中的哪个人对物体做了功？ 图2 答案 小川拉着重物上升的过程，小川对重物做了功，其他三人都没有做功． 2．如图3所示，物体在与水平方向夹角为α的力F的作用下前进了s，则力F对物体做的功如何表示？ 图3 答案 如图把力F沿水平方向和竖直方向进行正交分解，物体在竖直方向上没有发生位 3 / 14 移，竖直方向的分力没有对物体做功，水平方向的分力Fcos α所做的功为Fscos α，所以力F对物体所做的功为Fscos α. 对公式W＝Fscos α的理解 1．某一恒力F对物体做的功，只与F、s、α有关，与物体的运动状态及物体是否还受其他作用力等因素无关． 2．功是标量，没有方向，但是有正负． 3．公式W＝Fscos α适用于计算恒力做功，若是变力，此公式不再适用． 例1 如图4所示，坐在雪橇上的人与雪橇的总质量为m，在与水平面成θ角的恒定拉力F作用下，沿水平地面向右移动了一段距离s.已知雪橇与地面间的动摩擦因数为μ，则雪橇受到的( ) 图4 A．支持力做功为mgs B．重力做功为mgs C．拉力做功为Fscos θ D．滑动摩擦力做功为－μmgs 答案 C 解析 支持力和重力与位移垂直，不做功，A、B错误；拉力和摩擦力做功分别为W1＝Fscos θ，W2＝－μ(mg－Fsin θ)s，C正确，D错误． 二、正负功的判断 某物体在力F作用下水平向右运动的位移为s，拉力的方向分别如图5甲、乙所示，分别求两种情况下拉力对物体做的功． 4 / 14 图5 答案 33Fs －Fs 22 1．正、负功的意义 功是标量，只有正、负，没有方向，功的正负不表示大小，只表示能量转移或转化的方向，即：动力对物体做正功，使物体获得能量，阻力对物体做负功，使物体失去能量． 2．功的正负的判断 判断一个力对物体是否做功，做正功还是负功，常用的方法有以下两种： (1)根据力F与位移s的夹角α进行判断 πππ0≤α＜时，力对物体做正功；α＝时，力对物体不做功；222＜α≤π时，力对物体做负功．此方法一般用于研究物体做直线运动的情况． (2)根据力F与速度v的夹角α进行判断 0≤α＜πππ时，力对物体做正功；α＝时，力对物体不做功；222＜α≤π时，力对物体做负功．此方法一般用于研究物体做曲线运动的情况． 例2 (多选)质量为m的物体，静止在倾角为θ的斜面上，斜面沿水平方向向右匀速移动了距离s，如图6所示．物体相对斜面静止，则下列说法正确的是( ) 图6 A．重力对物体m做正功 B．合力对物体m做功为零 C．摩擦力对物体m做负功 5 / 14