浙江省寧波市鄞州五鄉(xiāng)中學2013高一物理 初升高銜接班 第7講 功銜接教案（含解析）

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1、（初升高）高一物理銜接班第7講——功 一、學習目標： 1. 知道功的定義，理解功的兩個要素。 2. 掌握功的公式及單位，并能計算有關的實際問題。 3. 知道功是標量，理解正功和負功的含義。 二、學習要點： 1. 功的概念的理解。2. 功的計算方法。 三、課程精講： 思考1：初中我們學過的做功的兩個必要因素是什么? 思考2：舉幾個例子說明力對物體做了功。 判斷：在下列圖片所示的情景中，人是否對物體做了功？如果是，請說明理由。 小結(jié)：力和物體在力的方向上發(fā)生的位移，是做功的兩個不可缺少的因素. （一）功的概念： （1）功的定義：物體受力的作用，并沿力的方向發(fā)生一段位

2、移，就說力對物體做了功。 力對物體做功是和一定的運動過程有關的。功是一個過程量，功所描述的是力對空間的積累效應。 （2）功的兩個要素：力和物體沿力的方向發(fā)生的位移。 兩個要素對于功而言缺一不可，因為有力不一定有位移；有位移也不一定有力。 特別說明：力是在位移方向上的力；位移是在力的方向上的位移。如物體在光滑水平面上勻速運動，重力和彈力的方向與位移的方向垂直，這兩個力并不做功。 題型1：功的概念的理解： 例1. 下面列舉的情況中所做的功不為零的是（ ）。 A. 舉重運動員，舉著杠鈴在頭上方停留3s，運動員對杠鈴做的功 B. 木塊在粗糙水平面上滑動，支持力對木塊做的功 C.

3、 一個人用力推一個笨重的物體，但沒推動，人的推力對物體做的功 D. 自由落體運動中，重力對物體做的功 （二）功的計算： 1. 如果力的方向與物體的運動方向一致，該怎樣計算功呢？ 問題一：物體m在水平力F的作用下水平向前行駛的位移為L，如圖所示，求力F對物體m所做的功。 解：力和位移的方向一致，這時功等于力F跟物體m在力的方向上移動的距離的乘積。 W＝FL。 如果力的方向與位移的方向一致，則功等于力的大小與位移大小之積。 如果物體m在力的作用下位移增加了△L，那么力F所做的功相應地增加： △W=F△L。 2. 如果力的方向與物體的運動方向成某一角度，該怎樣計算功呢? 問題二

4、：物體m在與水平方向成α角的力F的作用下，沿水平方向向前行駛的距離為l，求力F對物體m所做的功。 解：由于物體所受的力的方向與運動方向成一夾角α，可根據(jù)力F的作用效果把F沿兩個方向分解，即跟位移方向一致的分力F1，跟位移方向垂直的分力F2，如圖所示： F1=Fcosα F2=Fsinα 根據(jù)做功的兩個不可缺少的因素可知：分力F1對物體m所做的功等于F1l. 而分力F2的方向跟位移的方向垂直，物體m在F2的方向上沒有發(fā)生位移，所以分力F2所做的功等于零。 故力F所做的功W=W1+W2=W1＝F1l=Flcosα。 說明： 1、在計算功時應該注意以下問題： ①式中F一定是恒

5、力，若是變力，中學階段一般不用上式求功。②式中的l是力的作用點的位移，也是物體對地的位移，α是F方向與位移l方向的夾角。③力對物體做的功只與F、l、α三者有關，與物體的運動狀態(tài)等因素無關。④功的單位是焦耳，符號是J。 2、功的正負： 力對物體做正功還是負功，由F和l方向間的夾角大小來決定。 根據(jù)知： （1）當0°≤時，，則，此時力F對物體做正功。 （2）當時，，則W＝0，即力對物體不做功。 （3）當時，，則，此時力F對物體做負功，也叫物體克服力F做功。 題型2：功的正負的判斷： 例2. 如圖所示，B物體在拉力F的作用下向左運動，在運動的過程中，A、B之間有相互作用的力，則下列對

6、力做功的情況分析正確的是（ ）。 A. A、B都克服摩擦力做功 B. A、B間彈力對A、B都不做功 C. 摩擦力對B做負功，對A不做功 D. 彈力對A不做功，對B做正功 變式1：一個力對物體做了負功，說明（ ）。 A. 這個力一定阻礙物體的運動 B. 這個力不一定阻礙物體的運動 C. 這個力與物體運動方向的夾角 D. 這個力與物體運動方向的夾角 題型3：功的計算問題 例3. 如圖所示，一個人用與水平方向成60°角的力F＝40N拉一個木箱，在水平地面上沿直線勻速前進了8m，求： （1）拉力F對木箱所做的功。（2）摩擦力對木箱所做的功。 （3）外力對木箱所做的

7、總功。 分析：木箱受到重力、支持力、拉力和摩擦力（如圖）的作用，其中重力和支持力的方向與位移方向垂直，所以不做功，只有拉力和摩擦力對木箱做功。由于物體做勻速直線運動，所以，摩擦力與拉力在水平方向的分力大小相等，方向相反，摩擦力做負功，拉力做正功。 解：根據(jù)功的公式，可得 （1）拉力F對木箱所做的功為 （2）摩擦力f對木箱所做的功為 （3）外力對木箱做的總功為 變式2：如圖所示，質(zhì)量為m的物體靜止在傾角為θ的斜面上，物體與斜面間的動摩擦因數(shù)為μ?，F(xiàn)使斜面水平向左勻速移動距離l。試求： （1）摩擦力對物體做的功（物體與斜面相對靜止）； （2）斜面對物體的彈力做的功；

8、 （3）重力對物體做的功。 解析：物體的受力情況如圖所示，物體相對斜面靜止，相對地面水平向左勻速移動l，物體受到重力mg、摩擦力和支持力的作用，這些力均是恒力，故可用計算各力做的功。 根據(jù)物體的平衡條件，可得。 （1）； （2）； （3）。 變式3：如圖所示，質(zhì)量為m的物體靜止于傾角為α的斜面上，當斜面受力后，物體隨斜面一起沿水平方向勻速向右移動距離l，在這過程中物體所受各力對物體做的功分別是多少?物體所受斜面的力做的功是多少？合外力做的功是多少? 解析：物體做勻速直線運動，在重力G，支持力FN和摩擦力Ff這三個力的作用下處于平衡狀態(tài)，各力均為恒力，由物體受力分析圖可得

9、各力的大小分別為： 。 物體的位移方向水平向右，與重力G的夾角為；與支持力的夾角為；與摩擦力的夾角為α。根據(jù)公式可得 。 。 。 或的合力與G等大反向，所以斜面對物體做的功為0。 因為物體平衡，，故。 或，即合力對物體做功為0。 （三）摩擦力做功特點的討論： 1. 滑動摩擦力和靜摩擦力都可以對物體不做功。 2. 滑動摩擦力和靜摩擦力都可以對物體做負功。 3. 滑動摩擦力和靜摩擦力都可以對物體做正功。 例題：質(zhì)量為M的長木板放在光滑的水平面上（如圖所示），一個質(zhì)量為m的滑塊以某一速度沿木板表面從A點滑至B點，在木板上前進了L，而木板前進了s。若滑塊與木板間的動摩擦因數(shù)為

10、μ，問： （1）摩擦力對滑塊所做功多大？（2）摩擦力對木板所做功多大？ 解析：（1）滑塊受力情況如圖甲所示，摩擦力對滑塊所做的功為： 。 （2）木板受力情況如圖乙所示，摩擦力對木板所做的功為： 。 四、知識提煉導圖： 五、目標期望： 通過本節(jié)課的學習，希望同學們能夠深刻理解功的概念，在具體的情景中判斷功的正負，并熟練地進行功的計算。 六、下講預告： 重力勢能和動能 【同步練習】（答題時間：45分鐘） 1. 下列有關功的一些說法中，正確的是（ ）。 A. F越大，做的功越多B. 位移越大，力對物體做的功越多 C. 摩擦力一定對物體做負功 D. 功的兩個必要

11、因素的乘積越大，力對物體做的功越多 2. 一個力對物體做了負功，說明（ ）。 A. 這個力一定阻礙物體的運動B. 這個力不一定阻礙物體的運動 C. 這個力與物體運動方向的夾角α＞90°D. 這個力與物體運動方向的夾角α＜90° 3. 關于摩擦力和功，下列說法正確的是（ ）。 A. 靜摩擦力總是做正功，滑動摩擦力總是做負功 B. 靜摩擦力對物體不一定做功，滑動摩擦力對物體一定做功 C. 靜摩擦力對物體一定做功，滑動摩擦力對物體可能不做功 D. 靜摩擦力和滑動摩擦力都可能對物體不做功 4. 下列哪些情況中力做的功為零？（ ） A. 向上拋出一物體，上升過程中，

12、重力對物體做的功 B. 衛(wèi)星做勻速圓周運動時，衛(wèi)星受到的引力對衛(wèi)星所做的功 C. 汽車加速前進時，車廂底部對貨物的支持力對貨物所做的功 D. 汽車加速前進時，車廂底部摩擦力對貨物所做的功 5. 下列關于作用力、反作用力做功的問題中，說法正確的是（ ）。 A. 作用力做功，反作用力也必定做功B. 作用力做正功，反作用力一定做負功 C. 作用力做功的數(shù)值一定等于反作用力做功的數(shù)值 D. 單純根據(jù)作用力的做功情況不能判斷反作用力的做功情況 6. 如圖所示，物體A、B質(zhì)量相同，與地面的動摩擦因數(shù)也相同，在力F作用下一起沿水平地面向右運動的位移為l，下列說法正確的是（ ）。

13、 A. 摩擦力對A、B做的功一樣多 B. A克服摩擦力做的功比B多 C. F對A做的功與A對B做的功相同 D. A所受的合外力對A做的功與B所受的合外力對B做的功相同 7. 如圖所示，物體沿弧形軌道滑下后進入足夠長的水平傳送帶，傳送帶以圖示方向勻速運轉(zhuǎn)，則傳送帶對物體做功的情況可能是（ ）。 A. 始終不做功 B. 先做負功后做正功 C. 先做正功后不做功 D. 先做負功后不做功 8. 如圖所示，一物體以一定的初速度沿水平面由A點滑到B點，摩擦力做功為W1；若物體從A＇點沿兩斜面滑到B＇點，摩擦力做的總功為W2，已知物體與各接觸面的動摩擦因數(shù)均相同，則（

14、 ）。 A. B. C. D. 都有可能 【試題答案】 1. D 【解析】是三者的乘積，不一定F大，W就大；也不一定s大，W就大；只有乘積大，W才大，所以A、B錯，D正確。摩擦力不一定是阻力，很多情況下摩擦力是動力，所以摩擦力不一定做負功，則C錯。 2. A、C 【解析】由知，只有當時，，力才對物體做負功，此力阻礙物體的運動，故A、C對。 3. D 【解析】力對物體做功，必須具備兩個條件：力和在力的方向上的位移。判斷摩擦力是否做功及做什么功，要具體分析受力物體在摩擦力方向上是否有位移及位移的方向與摩擦力的方向間的夾角。 4. B、C 【解析】向上拋出的物體上升過

15、程中，重力向下，物體位移向上，重力對物體做負功；汽車加速前進時，車廂底部對貨物的摩擦力對貨物做正功，不為零。勻速圓周運動的衛(wèi)星，引力方向與速度v方向垂直，做功為0；加速前進的汽車底部對貨物的支持力方向與位移方向垂直，做功為0。 5. D 【解析】作用力和反作用力雖然大小相等、方向相反，但作用在兩個物體上，兩個物體的位移與物體受的其他力、質(zhì)量、速度等有關，所以它們的位移關系不確定，所以做功的情況不確定，單純根據(jù)作用力做功的情況不能確定反作用力是否做功或做功的數(shù)值、正負。 6. B、D 【解析】由于有力F作用，A、B對地面的壓力不同，因而摩擦力大小也不相同，故摩擦力對A、B做功不一樣多，顯

16、然A克服摩擦力做功較多。由于兩物體始終一起運動，能量變化相同，故合外力做功一樣多。 7. A、C、D 【解析】設傳送帶運轉(zhuǎn)的速度大小為v1，物體剛滑上傳送帶時的速度大小為v2。 （1）當時，物體與傳送帶間無摩擦力，傳送帶對物體始終不做功。 （2）當時，物體相對于傳送帶向右運動，物體受到的滑動摩擦力向左，物體先勻減速運動至速度為v1后才勻速運動，故傳送帶對物體先做負功后不做功。 （3）當時，物體先勻加速運動直到速度增為v1后才勻速運動，故傳送帶對物體先做正功后不做功。 8. A 【解析】設物體的質(zhì)量為m，物體與各接觸面間的動摩擦因數(shù)為μ，物體從A點滑到B點的過程中A、B間的水平位移為l，則摩擦力做功，物體從A＇經(jīng)C運動至B＇的過程中，設斜面A＇C長為l1，傾角為α，斜面CB＇長為l2，傾角為β，則摩擦力做功，故。