(教用word)第1章　第1节　机械功-【提分教练】2022-2023学年新教材高中物理必修第二册(鲁科版2019)

第1节　机械功 学业要求＋核心素养 1．理解功的概念，能用功的公式进行计算。(物理观念) 2．掌握求多个力的总功的两种计算方法。(物理观念) 3．初步理解化变力为恒力、处理变力做功的思想方法。(科学思维) 一、机械功的含义 1．基础梳理 (1)功的含义 物体受到力的作用，并且在力的方向上发生了一段位移，则力对物体做了功。 (2)做功的两个必要因素 ①作用在物体上的力。 ②物体在力的方向上发生位移。 (3)功的公式：W＝Fscos α。 ①定义式中的F应为恒力。 ②s表示力的作用点的位移。 ③α是力F与位移s方向之间的夹角。 (4)功的标矢性 功只有大小，没有方向，是标量。 (5)功的单位 ①功的国际单位是焦耳，简称焦，符号是J。 ②1 J等于1 N的力使物体在力的方向上发生 1 m 的位移时所做的功。 2．尝试探究 如图所示，人对物体做功的有哪些？是否做功与哪些因素有关呢？ 提示：甲图和丁图中人对物体做了功，乙图和丙图中人对物体不做功。物体受到力的作用和在力的方向上发生位移是做功的两个必要因素。 二、机械功的计算 1．基础梳理 (1)正功和负功 α的取值 W的取值 含义 α＝90° W＝0 力F①不做功 0≤α＜90° W②>0 力F对物体做③正功 90°＜α≤180° W④<0 力F对物体做⑤负功(或说成物体克服力F做功) (2)总功的计算 ①方法一：几个力对物体做的总功等于各个力分别对物体做功的代数和，即W总＝W1＋W2＋W3＋…＋Wn。 ②方法二：求几个力的总功时，也可以先求这几个力的合力，再应用功的定义式求合力做的功，即为总功W合＝F合scos α。 2．尝试探究 如图所示是某小孩滑滑梯的情景，在小孩加速下滑的过程中： (1)重力做什么功？ 提示：(1)重力做正功。 (2)支持力和摩擦力做什么功？ 提示：(2)支持力不做功，摩擦力做负功。 (3)合力做什么功？ 提示：(3)合力做正功。 1．判断(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)物体只要受力的作用，力对物体一定做功。 (×) (2)在水平地面上滚动的足球，重力对足球不做功。 (√) (3)只有在力和位移方向相同时，力才对物体做功。 (×) (4)功是标量，只有大小，没有方向。 (√) (5)力促使物体运动做正功，阻碍物体运动做负功。 (√) (6)合力做的总功一定比各个分力做的功大。 (×) 2．关于功，下列说法正确的是(　　) A．因为功有正负，所以功是矢量 B．因为力是矢量，所以功也是矢量 C．若某一个力对物体不做功，说明该物体一定没有位移 D．一个恒力对物体做的功等于这个力的大小、物体位移的大小及力和位移方向之间夹角的余弦这三者的乘积 D　因为功是标量，所以A、B选项错误；根据W＝Fscos α可判断C错误，D正确。 3．如图所示，一小孩和一大人都以水平的力匀速推动相同的木箱，在相同的路面走同样的位移(推箱的速度大小如图中所示)，比较此过程中两人分别对木箱做功的多少(　　) A．大人做的功多 B．小孩做的功多 C．大人和小孩做的功一样多 D．条件不足，无法判断 C　因为木箱匀速运动，小孩和大人所用的推力相等，又因为所运动的位移相同，所以做功一样多，C选项正确。 4．下列选项所示，力F大小相等，物体沿水平面运动的位移s也相同，下列情况中F做功最少的是(　　) A　　　　　　　　　　B C　　　　　　　　　D D　四种情况下，F、s都相同，由公式W＝Fscos α可知，cos α越小，力F做的功越少，D中cos α最小，故选D。 5．(多选)如图所示，质量为M的物体，受水平力F的作用，在粗糙的水平面上运动，下列说法正确的是(　　) A．如果物体做加速直线运动，F一定对物体做正功 B．如果物体做减速直线运动，F一定对物体做负功 C．如果物体做匀速直线运动，F一定对物体做正功 D．如果物体做减速直线运动，F可能对物体做负功 AC　判断一个力做正功还是负功，关键看力的方向和物体运动的方向，题目中不论物体加速、减速还是匀速运动，力的方向始终和运动方向相同，因此力F一定做正功，A、C正确。 6．如图所示，静止在光滑水平面上的物体质量m＝25 kg，在与水平方向成60°角斜向上的力F作用下运动10 s，已知F＝10 N，求在这10 s内力F所做的功。(取g＝10 m/s2) 解析：力F在竖直方向上的分力 F1＝Fsin 60°＝10× N＝5 N 而重力G＝mg＝250 N 显然F1<G，故物体受力情况如图所示，N为水平面对物体的支持力。 由牛顿第二定律得物体的加速度 a＝＝ m/s2＝0.2 m/s2 10 s内物体的位移 s＝at2＝×0.2×102 m＝10 m 10 s内力F所做的功 W＝Fscos 60°＝10×10× J＝50