1、1追寻守恒量能量2功学习目标 1.了解势能、动能的概念，领会寻找守恒量是科学研究的重要思想方法.2.理解功的概念，知道WFlcos 的适用范围，会用功的公式进行计算.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、追寻守恒量能量1.伽利略的斜面实验探究如图1所示.图1(1)过程：将小球由斜面A上某位置由静止释放，小球运动到斜面B上.(2)现象：小球在斜面B上速度变为0(即到达最高点)时的高度与它出发时的高度相同.(3)结论：这一事实说明某个量是守恒的，在物理学上我们把这个量叫作能量或者能.2.动能和势能(1)动能：物体由于运动而具有的能量.(2)势能：相互作用的物体凭借其位置而具有
2、的能量.二、功1.功的定义：一个物体受到力的作用，并在力的方向上发生了一段位移，这个力就对物体做了功.2.功的公式：WFlcos ，其中F、l、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，符号是J.三、正功和负功1.力对物体做正功和负功的条件由WFlcos 可知(1)当00，力对物体做正功；(2)当时，W0，力对物体做负功，或称物体克服这个力做功；(3)当时，W0，力对物体不做功.2.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.即学即用1.判断下列说法的正误.(1)公式WFlcos 中的l是物体运动的路程.()(2)
3、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2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F10 N，则拉力F所做的功是 J. 图2答案50一、对功的理解导学探究1.观察图3，分析图中的哪个人对物体做了功？图3答案小川拉重物上升的过程，小川对重物做了功，其他三人都没有做功.2.如图4所示，物体在与水平方向夹角为的力F的作用下前进了l，则力F对物体做的功如何表示？图4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移，竖直
4、方向的分力没有对物体做功，水平方向的分力Fcos 所做的功为Flcos ，所以力F对物体所做的功为Flcos .知识深化对公式WFlcos 的理解1.力F对物体做的功，只与l、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.计算力F的功时要特别注意，F与l必须具有同时性，即l必须是力F作用过程中物体发生的位移.3.功是标量，没有方向，但是有正负.4.公式WFlcos 适用于计算恒力做功，若是变力，此公式不再适用.例1如图5所示，坐在雪橇上的人与雪橇的总质量为m，在与水平面成角的恒定拉力F作用下，沿水平地面向右移动了一段距离l.已知雪橇与地面间的动摩擦因数为，则雪橇受到的()图5A
5、.支持力做功为mglB.重力做功为mglC.拉力做功为Flcos D.滑动摩擦力做功为mgl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W1Flcos ，W2(mgFsin )l，C正确，D错误.二、正负功的判断导学探究某物体在力F作用下水平向右运动的位移为l，拉力的方向分别如图6甲、乙所示，分别求两种情况下拉力对物体做的功.图6答案FlFl知识深化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.判断力是否做功及做功正负的方法(1)根据力
6、F的方向与位移l的方向间的夹角常用于恒力做功的情形.(2)根据力F的方向与速度v的方向间的夹角常用于曲线运动的情形.若为锐角则做正功，若为直角则不做功，若为钝角则做负功.例2(多选)质量为m的物体，静止在倾角为的斜面上，斜面沿水平方向向右匀速移动了距离l，如图7所示.物体相对斜面静止，则下列说法正确的是()图7A.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l的夹角W2 B.W1WB B.WAWBC.WA90D.这个力与物体运动方向的夹角 90.故选A、C.二、非选择题12.一物体放在水平地面
7、上，如图5甲所示，已知物体所受水平拉力F随时间t的变化关系如图乙所示，物体相应的速度v随时间t的变化关系如图丙所示.求：图5(1)06 s时间内物体的位移；(2)010 s时间内物体克服摩擦力所做的功.答案(1)6 m(2)30 J解析(1)由题图丙可知06 s时间内物体的位移为：l3 m6 m.(2)由题图丙可知，在68 s时间内，物体做匀速运动，于是有摩擦力Ff2 N.010 s时间内物体的总位移为：l3 m15 m.物体克服摩擦力所做的功：WFfl215 J30 J.13. 如图6所示，用沿斜面向上、大小为800 N的力F，将质量为100 kg的物体沿倾角为37的固定斜面由底端匀速地拉到顶端，斜面长L5 m，物体与斜面间的动摩擦因数为0.25.求这一过程中：(g取10 m/s2，sin 370.6，cos 370.8)图6(1)物体的重力所做的功；(2)摩擦力所做的功；(3)物体所受各力的合力所做的功.答案(1)3 000 J(2)1 000 J(3)0解析物体受力情况如图所示(1)WGmgLsin 3 000 J(2)FfFNmgcos WfFfLmgcos L1 000 J(3)解法一WFFL4 000 JWWFWGWf0解法二物体做匀速运动，F合0故W0.