第四章 第一节　功-【金版新学案】2023-2024学年新教材高一物理必修第二册同步课堂高效讲义配套课件（粤教版）

第一节　功 　　　　 第四章　机械能及其守恒定律 物理观念 理解功的概念；正确理解功的标量性；掌握正功和负功的含义。 科学思维 能将物理观念用于实际生活中，判断力做正、负功并会进行功的计算。 科学探究 探究生活中能量转化时的做功情况，认识功是能量转化的量度。 学习目标 科学态度 与责任 能将功和能量的观念用于生活现象，培养将所学知识用于生活的意识。 核心素养目标 知识点二　正功和负功 课时精练 知识点一　功的计算 知识点三　做功与能量变化的关系 随堂演练 素养培优专栏　变力做功的几种求法 内 容 索 引 知识点一　功的计算 索引 如图所示，马拉着小车(包括人)沿水平面匀速前进了一段距离。 (1)小车(包括人)受到几个力作用？每个力对小车做功吗？ 提示：小车(包括人)受4个力作用：重力、支持力、拉力、摩擦力，其中拉力和摩擦力做功，重力和支持力不做功。 (2)若小车做匀加速运动，合力做功吗？若小车做匀减速运动，合力做功吗？ 提示：若小车做匀加速运动，合力做功。若小车做匀减速运动，合力做功。 情境导学 1．功的定义：如果一个物体受到力的作用，且物体在力的方向上发生了位移，就说这个力对物体做了机械功，简称功。 2．功的公式：W＝Fscos α，其中F、s、α分别为__________、位移的大小、____________________。 3．单位：在国际单位制中，功的单位是______，简称____，符号是___。 4．功是____量。当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各个力分别对物体所做功的______和，也等于这几个力的______对物体所做的功。 基础梳理 力的大小 力与位移方向的夹角 焦耳 焦 J 标 代数 合力 1．有力作用在物体上，并且物体也发生了位移时，力对物体一定做了功。 (　　) 2．力对物体不做功，说明物体的位移一定为零。(　　) 3．公式W＝Fscos α中的s是物体运动的路程。(　　) 判断正误 × × × 1．对公式W＝Fscos α的理解 (1)只适用于恒力做功的计算。 (2)公式中s是选取地面为参考系时物体的位移。 (3)表达式W＝F·scos α的物理意义是功等于力与沿力F方向的位移的乘积；表达式W＝Fcos α ·s的物理意义是功等于沿位移方向的力与位移s的乘积。 2．总功的求法 (1)先求物体所受的合力，再根据公式W合＝F合scos α求合力所做的功。 (2)先根据W＝Fscos α，求每个分力做的功W1、W2、…、Wn，再根据W合＝W1＋W2＋…＋Wn，求合力所做的功。即合力做的功等于各个力做功的代数和。 核心归纳 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，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，g取10 m/s2。求： (1)拉力F所做的功W1； 答案：16 J 例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)摩擦力f所做的功W2； 答案：－8.4 J FN＝G－Fsin θ＝20 N－10×0.6 N＝14 N f＝μFN＝0.3×14 N＝4.2 N W2＝flcos 180°＝－4.2×2 J＝－8.4 J。 (3)重力G所做的功W3； 答案：0 W3＝Glcos 90°＝0。 (4)弹力FN所做的功W4； 答案：0 W4＝FNlcos 90°＝0。 (5)合力F合所做的功W。 答案：7.6 J W＝W1＋W2＋W3＋W4＝7.6 J。 (也可由合力求总功 F合＝Fcos θ－f＝10×0.8 N－4.2 N＝3.8 N F合与l方向相同， 所以W＝F合l＝3.8×2 J＝7.6 J。) 规律总结 计算恒力做功要注意的两个问题 1．计算功时一定要明确是哪个力对哪个物体在哪段位移过程中做的功。 2．某力对物体做的功只跟这个力、物体的位移以及力与位移间的夹角有关，跟物体的运动情况无关，跟物体是否还受其他力以及其他力是否做功均无关。 针对练1．下列过程中人对物体做功的是 A．小华用力推石头，但没有推动 B．小明举起杠铃后，在空中停留3秒的过程中 C．小红提着书包，随电梯一起匀速上升的过程中 D．小陈将冰壶推出后，冰壶在水平冰面上滑行了5米的过程中 A、B选项所述过程中，位移都为零，D中冰壶滑行时，不受人的推力，故人对物体都不做功，只有C选项所述情景，人对物体做功。 √ 针对练2．如图所示，一个物体放在水平面上，在与竖直方向成θ角、斜向下的推力F的作用下沿平面移动了距离s，若物体的质量为m，物体与地面之间的摩擦力大小为f，则