第8章 第1节 第1课时 功（Word教参）-【新课程学案】新教材2023-2024学年高中物理必修第二册（人教版2019，江苏北京专用）

　第八章　机械能守恒定律 第1节　功与功率 第1课时功 (强基课—逐点理清物理观念) 课标要求 层级达标 1.理解功。 2.会分析物体移动的方向与所受力的方向不在一条直线上时， 该力所做的功。 学考层级 1.理解功的概念，掌握功的计算式。 2.知道功是标量，理解正功、负功的含义。 选考层级 1.知道几个力对物体所做的总功，是各个力分别对物体做功的代数和。 2.掌握常见的变力做功问题。 逐点清(一)　正、负功的理解与判断 [多维度理解] 一、功 1．定义：力对物体所做的功，等于力的大小、位移的大小、力与位移夹角的余弦这三者的乘积。 2．公式：W＝Flcos α。 3．功是标(选填“矢”或“标”)量。在国际单位制中，功的单位是焦耳，简称焦，符号是J。 二、正功和负功的判断 夹角α cos α 功W 说明 α＝ cos α＝0 W＝0 力F对物体不做功 0≤α＜ cos α＞0 W＞0 力F对物体做功 ＜α≤π cos α＜0 W＜0 力F对物体做功 　　 1．做功的两个条件是力和物体在力的方向上发生位移，其中位移是物体相对地面的位移。 2．功是过程量，公式W＝Flcos α适用于恒力做功。 3．功是一个过程量，描述的是力在物体沿力的方向发生位移的过程中的积累效应。 [全方位练明] 1．判断下列说法是否正确。 (1)公式W＝Flcos α中的l是物体运动的路程。(×) (2)力只要作用于运动的物体，该力就一定对物体做功。(×) (3)功有正负之分，所以功是矢量。(×) (4)若力不对物体做功，则该力一定不会改变物体的运动状态。(×) 2. (2023·句容高一检测)如图所示，木块相对斜面静止，并一起沿水平方向向右做匀速运动。运动过程中，斜面对木块支持力和摩擦力的做功情况是(　 ) A．支持力不做功　　　　 B．支持力做正功 C．摩擦力做负功 D．摩擦力做正功 解析：选D　由功的计算公式W＝Flcos α可知，支持力方向垂直斜面向上，与位移的方向夹角大于90°，支持力一定做负功，故A、B错误；物块相对于斜面静止，故受到的摩擦力沿斜面向上，故位移与力夹角小于90°，摩擦力做正功，故C错误，D正确。 3．关于功的表述，下列说法正确的是(　 ) A．功的正负表示大小 B．做功的大小与参考系的选取无关 C．一个力对物体做负功，则该力一定阻碍物体运动 D．作用力做正功时，反作用力一定做负功 解析：选C　功是标量，功的正负表示做功的力是动力还是阻力，比较两个功的大小应比较其绝对值的大小，故A错误；由于功的公式为W＝Flcos α，经典力学中，由于是惯性系，不考虑参考系造成的加速度，位移的大小与参考系的选择有关，则功的大小与参考系的选择也有关，故B错误；一个力对物体做负功，则该力一定阻碍物体运动，故C正确；作用力做正功时，反作用力不一定做负功，如冰面上的人互相推开，作用力和反作用力都做正功，故D错误。 逐点清(二)　功的计算 [多维度理解] 1．对公式W＝Flcos α的理解 (1)某一恒力F对物体做的功，只与F、l、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)公式W＝Flcos α适用于计算恒力做功，若是变力，此公式不再适用。 2．总功的计算 当物体在多个力的共同作用下发生一段位移时，合力对物体所做的功等于各分力对物体做功的代数和，故计算合力的功有以下两种方法： (1)先由W＝Flcos α计算各个力对物体所做的功W1、W2、W3…然后求所有力做功的代数和，即W合＝W1＋W2＋W3＋…。 (2)先由力的合成或根据牛顿第二定律求出合力F合，然后由W合＝F合lcos α计算总功，此时α为F合的方向与l的方向间的夹角。 [典例]　如图所示，质量为m＝2 kg的物体静止在水平地面上，受到与水平地面夹角为θ＝37°、大小F＝10 N的拉力作用，物体移动了l＝2 m，物体与地面间的动摩擦因数μ＝0.3，g取10 m/s2，cos 37°＝0.8。求： (1)拉力F所做的功W1； (2)摩擦力Ff所做的功W2； (3)重力G所做的功W3； (4)弹力FN所做的功W4； (5)合力F合所做的功W。 [解析]　(1)对物体进行受力分析，如图所示。 W1＝Flcos θ＝10×2×0.8 J＝16 J。 (2)FN＝G－Fsin θ＝20 N－10×0.6 N＝14 N，Ff＝μFN＝0.3×14 N＝4.2 N，W2＝Fflcos 180°＝－4.2×2 J＝－8.4 J。 (3)W3＝Glcos 90°＝0。 (4)W4＝FNlcos 90°＝0。 (5)W＝W1＋W2＋W3＋W4＝7.6 J。 也可由合力求总功，F合＝Fcos θ－Ff＝10×0.8 N－4.2 N＝3.8 N