2018-2019学年高中物理鲁科版必修2（课件+检测）：第1章 第1节 机械功 (2份打包)

第1节 机械功 学 习 目 标 知 识 脉 络 1.理解功的概念，能利用功的一般公式进行计算．(重点) 2．理解正功和负功及其物理意义，会判断正、负功．(难点) 3．理解合力功的概念，会计算合外力对物体所做的功．(重点、难点) 机 械 功 的 含 义 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＝F·scos α. (1)定义式中的F应为恒力； (2)s表示力的作用点的位移； (3)α是力F与位移s方向之间的夹角． 4．功的单位 (1)功的国际单位是焦耳，简称焦，符号是J； (2)1 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． 1．物体只要受力的作用，力对物体一定做功．(×) 2．从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．(×) 1．如图1­1­1所示，人对物体做功的有哪些？做功与否与哪些因素有关呢？ 图1­1­1 【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． 如图1­1­2所示，工人将重物沿斜面推到卡车上． 图1­1­2 探讨1：工人的推力是否对物体做功？ 【提示】推力对物体做功． 探讨2：重力是否对物体做功？ 【提示】根据W＝Fscos α可知重力对物体做功． 探讨3：斜面的支持力和摩擦力是否对物体做功？ 【提示】支持力不做功，摩擦力对物体做功． 1．机械功的概念 (1)力对物体是否做了功只与力与力的方向上物体发生位移这两个因素有关，与其他因素诸如物体运动的快慢、运动的性质、物体质量等无关，与物体是否受其他力无关． (2)功是一个过程量，总是与一个具体的过程相对应，同时功与具体的某个力或某几个力相对应，通常我们说某个力或某几个力所做的功． 2．对公式W＝Fscos α的理解 (1)公式中的F是恒力，即公式W＝Fscos α并不是普遍适用的． (2)F与s必须具备同时性，即s必须是力F作用过程中物体的位移．如果力消失后物体继续运动，力所做的功就只跟力作用的那段位移有关，跟其余的位移无关． (3)表达式W＝F·scos α的物理意义是功等于力F与沿力F方向的位移的乘积；公式也可以表达为W＝Fcos α·s，表达的物理意义是功等于沿位移方向的力与位移的乘积． 1．下列选项所示的四幅图是小新提包回家的情景，小新对提包的拉力没有做功的是( ) 【导学号：45732000】 【解析】据功的概念及功的两个因素可知，只有同时满足力及在力的方向上有位移两个条件时，力对物体才做功，A、C、D做功，B没有做功，选B. 【答案】B 2.如图1­1­3所示，一个物体放在光滑的水平面上，在与竖直方向成θ角斜向上的拉力F作用下沿水平面运动的位移为s，若物体的质量为m，则( ) 图1­1­3 A．力F做的功为Fscos θ B．力F做的功为Fssin θ C．摩擦力做的功为fs D．重力做的功为mgs 【解析】物体的受力分析如图所示，受拉力F、重力mg和支持力N. 根据功的计算公式W＝Fscos θ可知，拉力F做的功为Fscos θ，因此，选项A正确，选项B错误；由于接触面光滑，物体不受摩擦力作用，摩擦力做功为零，选项C错误；重力mg与位移s成90°角，重力做的功为W＝mgscos 90°＝0，选项D错误． 【答案】A 3．下列选项所示，力F大小相等，物体沿水平面运动的位移x也相同，下列哪种情况F做功最少( ) 【解析】四种情况下，F、x都相同，由公式W＝Fxcos α可知，cos α越小，力F做的功越少，D中cos α最小，故选D. 【答案】D 功的理解和判断 1．有力作用在物体上，但物体不发生位移，则力对物体不做功． 2．力的方向和位移方向垂直，则力对物体不做功． 3．力的方向和位移方向不在同一条直线上时，用W＝Fscos α确定功的大小． 机 械 功 的 计 算 1．正功和负功 α的取值 W的取值 含义 α＝ W＝0 力F不做功 0≤α＜ W＞0 力F对物体做正功 ＜α≤π W＜0 力F对物体做负功 (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外力做的功，即为总功．W合＝F合·lcos_α. 1．功是标量，只有大小，没有方向．(√) 2．力促使物体运动做正功，阻碍物体运动做负功．(√) 3．合力做的总功一