8.1.1 功和功率 导学案-2021-2022学年高一下学期物理人教版（2019）必修第二册

§8-1 功与功率 第1课时 功 一、学习目标 1.掌握功的公式W=Flcos α及公式的适用范围. 2.理解正、负功的概念,会用功的公式进行计算. 3.会计算多个恒力的总功. 二、学习过程 【问题探究】 1.如图所示,人或机械做了功的有哪些?做功的大小与哪些因素有关?请总结做功的条件. 2.如图1所示,力与位移的方向一致时,拉力F对物体做功为W= . 3.如图2所示,力与位移的方向垂直时,向上举的力F做功为W= . 4.如图3所示,物体在与水平方向夹角为α的力F的作用下沿水平面前进了l,则力F对物体做的功为W= . 图1 图2 图3 【知识点1】功 1.功的公式:W= ,其中F、l、α分别为 、位移的大小、 . 2.功是 (填“矢”或“标”)量.在国际单位制中,功的单位是 ,符号是 . 3.对功的理解: (1)功是过程量,对应一段时间或位移,是力对空间的积累效果.故计算功时一定要指明是哪个力在哪个过程对物体做的功. (2)公式W=Flcos α只适用于计算恒力做功. (3)力做功只与F、L和α有关,与是否有受其它力,物体运动状态等其他因素无关. 例题1、(多选)如图所示,一个物体放在水平地面上,在跟竖直方向成θ角的斜向下的推力F的作用下沿水平地面向右移动了距离s.若物体的质量为m,物体与地面之间的摩擦力大小为Ff,则在此过程中( ) A.摩擦力做的功为−Ffs B.力F做的功为Fscos θ C.合力F合做的功为Fssin θ − Ffs D.重力做的功为mgs 例题2、以一定速度竖直上抛一个质量为m的小球,小球上升的最大高度为h,空气阻力的大小恒为Ff,则从抛出至落回到出发点的过程中,重力和空气阻力对小球做的功分别为( ) A.0,0 B.−mgh,−Ffh C.0,−2Ffh D.−2mgh,−2Ffh 【问题探究】观察甲、乙两图,人的作用力F对小车运动的影响有什么不同?人的作用力F对车做正功还是负功? 【知识点2】正功和负功 1.力对物体做正功或负功的条件 由W=Flcos α可知 (1)当α=时,W= ,力F对物体 (填“做正功”“做负功”或“不做功”). (2)当0≤α<时,W 0,力F对物体 (填“做正功”“做负功”或“不做功”). (3)当<α≤π时,W<0,力F对物体 (填“做正功”“做负功”或“不做功”). 2.正负功的物理意义:功是标量,功的正负不表示 ,也不表示 .力对物体做正功表示该力是 ;力对物体做负功表示该力是 . 3.说明:(1)一个力对物体做了负功,常常说成物体 这个力做了功. (2)比较做功多少时,只比较功的绝对值,不看功的正负,例如,−8 J的功要比5 J的功多. 例题3、如图所示,将滑块置于固定的粗糙斜面上,释放后沿斜面加速下滑,在下滑过程中( ) A.重力对滑块做负功 B.摩擦力对滑块做负功 C.合外力对滑块不做功 D.斜面对滑块的支持力做正功 例题4、(多选)质量为m的物体静止在倾角为θ的斜面上,斜面水平向右匀速移动距离l后静止,如图所示,物体始终相对斜面静止.则下列说法正确的是( ) A.重力对物体做正功 B.斜面对物体做功为0 C.摩擦力对物体做负功,大小为mglsin θcos θ D.支持力对物体做正功,大小为mglcos θsin θ 【问题探究】 1.在例题4中,物体受哪几个力作用?这些力各做多少功?这些力做功的代数和为多少? 2.物体所受的合力为多少?合力做功为多少? 3.各力做功的代数和与合力做功有什么关系?这说明什么? 【知识点3】总功的计算 当一个物体在几个力的共同作用下发生一段位移时,这几个力对物体所做的总功等于: (1)各个力分别对物体所做功的 . (2)几个力的 对物体所做的功. 例题5、(多选)一个物体在两个力F1、F2的共同作用下发生了一段位移,做功分别为W1=8 J、W2=−8 J,下列说法正确的是( ) A.这两个力大小相等 B.这两个力做的总功为0 J C.F1是动力,F2是阻力 D.F1比F2做的功多 例题6、如图所示,质量m=2 kg的物体,在斜向下与水平方向的夹角α=37°、大小为10 N的力的作用下,从静止开始运动,通过的路程s=2 m,已知物体与水平面间的动摩擦因数μ=0.2,问: (1)力F对物体做多少功? (2)摩擦力对物体做多少功? (3)合力对物体做多少功? 【随堂训练】 1、关于功的概念,下列说法中正确的是( ) A.因为功有正负,所以功是矢量 B.力对物体不做功,说明物体一定无位移 C.滑动摩擦力可能做负功,也可能做正功 D.若作用力对物体做正功,则反作用力一定做负功 2、如图所示,力F大小相等,物体运动的位移l也相同,下列哪种情况F做功最少( ) A. B. C. D. 3、如图所示,质量为m的物体置于倾角为θ的斜面上,物