2020版高中物理人教必修二課件：7.1-7.2追尋守恒量——能量 功

1、第七章 機(jī)械能守恒定律 1.追尋守恒量能量 2.功 1.1.伽利略伽利略的實(shí)驗(yàn)探究的實(shí)驗(yàn)探究: : 如圖所示。如圖所示。 過程過程 讓小球從斜面讓小球從斜面A A上滾落上滾落, ,它會(huì)繼續(xù)滾它會(huì)繼續(xù)滾 上斜面上斜面B B 現(xiàn)象現(xiàn)象 無論斜面無論斜面B B比斜面比斜面A A陡些或坡一些陡些或坡一些, , 小球的速度最后總會(huì)在斜面上的某小球的速度最后總會(huì)在斜面上的某 點(diǎn)變?yōu)辄c(diǎn)變?yōu)?,0,這一點(diǎn)距斜面底端的高度這一點(diǎn)距斜面底端的高度 與它出發(fā)時(shí)的高度與它出發(fā)時(shí)的高度_ 結(jié)論結(jié)論 這一事實(shí)說明某個(gè)量是這一事實(shí)說明某個(gè)量是_的的, ,在在 物理學(xué)中我們把這個(gè)量叫作能量或物理學(xué)中我們把這個(gè)量叫作能量或 能

2、能 相同相同 守恒守恒 2.2.能量概念能量概念: : (1)(1)動(dòng)能動(dòng)能: :物體由于物體由于_而具有的能量。而具有的能量。 (2)(2)勢能勢能: :相互作用的物體憑借其相互作用的物體憑借其_而具有的能量。而具有的能量。 (3)(3)能的轉(zhuǎn)化能的轉(zhuǎn)化: :在伽利略的理想斜面實(shí)驗(yàn)中在伽利略的理想斜面實(shí)驗(yàn)中, ,小球的小球的_ 和和_可相互轉(zhuǎn)化?？上嗷マD(zhuǎn)化。 運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng) 位置位置 勢能勢能 動(dòng)能動(dòng)能 3.3.功的概念和公式功的概念和公式: : 任務(wù)驅(qū)動(dòng)舉重運(yùn)動(dòng)員將杠鈴舉起并舉著杠鈴在頭頂任務(wù)驅(qū)動(dòng)舉重運(yùn)動(dòng)員將杠鈴舉起并舉著杠鈴在頭頂 上方停留上方停留3 s,3 s,在兩個(gè)過程中運(yùn)動(dòng)員對杠鈴做功嗎

3、在兩個(gè)過程中運(yùn)動(dòng)員對杠鈴做功嗎? ? 提示提示: :運(yùn)動(dòng)員舉起杠鈴的過程中做功運(yùn)動(dòng)員舉起杠鈴的過程中做功, ,舉著杠鈴在頭頂舉著杠鈴在頭頂 上方停留上方停留3 s3 s不做功。不做功。 概念概念 物體受到力的作用物體受到力的作用, ,并在并在_上發(fā)上發(fā) 生了位移生了位移, ,這個(gè)力就對物體做了功這個(gè)力就對物體做了功 必要因素必要因素 (1)(1)力力 (2)(2)物體在力的方向上發(fā)生了物體在力的方向上發(fā)生了_ 公式公式 (1)(1)力力F F與位移與位移l同向時(shí)同向時(shí):W=_:W=_ (2)(2)力力F F與位移與位移l有夾角有夾角時(shí)時(shí):W=_:W=_ 符號(hào)含義符號(hào)含義 F F、l、分別表示力

4、的大小、位移的分別表示力的大小、位移的 大小、大小、_的夾角的夾角 符號(hào)單位符號(hào)單位 功的單位是牛功的單位是牛米米, ,即即_,_,符號(hào)符號(hào)_ 力的方向力的方向 位移位移 F Fl F Flcoscos 力與位移力與位移 焦耳焦耳J J 4.4.正功和負(fù)功正功和負(fù)功: : 任務(wù)驅(qū)動(dòng)功是標(biāo)量且有正負(fù)任務(wù)驅(qū)動(dòng)功是標(biāo)量且有正負(fù), ,功的正負(fù)表示大小嗎功的正負(fù)表示大小嗎? ? 提示提示: :功的正負(fù)不表示大小。功的正負(fù)不表示大小。 (1)(1)當(dāng)當(dāng)= = 時(shí)時(shí),cos,cos=0,W_0=0,W_0。這表示當(dāng)力。這表示當(dāng)力F F的方向與的方向與 位移位移l的方向垂直時(shí)的方向垂直時(shí), ,力力F_F_。

5、(2)(2)當(dāng)當(dāng) 0,W00,W0。這表示力。這表示力F F對物體做對物體做 _。 (3)(3)當(dāng)當(dāng) 時(shí)時(shí),cos,cos0,W00,W0。這表示力。這表示力F F對物體對物體 做做_。往往說成。往往說成“物體物體_力力F F做功做功”。 = = 不做功不做功 正功正功 負(fù)功負(fù)功克服克服 2 2 2 5.5.總功總功: : 當(dāng)一個(gè)物體在幾個(gè)力的共同作用下發(fā)生一段位移時(shí)當(dāng)一個(gè)物體在幾個(gè)力的共同作用下發(fā)生一段位移時(shí), ,這這 幾個(gè)力對物體所做的總功幾個(gè)力對物體所做的總功, ,等于各個(gè)力分別對物體所做等于各個(gè)力分別對物體所做 功的功的_,_,可以證明可以證明, ,它也就是這幾個(gè)力的它也就是這幾個(gè)力的

6、_對對 物體所做的功。物體所做的功。 代數(shù)和代數(shù)和合力合力 主題一追尋守恒量主題一追尋守恒量能量能量 【問題探究【問題探究】 探究點(diǎn)探究點(diǎn)“守恒量守恒量”的尋找的尋找 如圖所示如圖所示, ,在沒有空氣阻力和摩擦力時(shí)在沒有空氣阻力和摩擦力時(shí)( (實(shí)際很小實(shí)際很小),), 從斜面從斜面A A上由靜止釋放小球上由靜止釋放小球, ,會(huì)發(fā)現(xiàn)無論會(huì)發(fā)現(xiàn)無論角怎樣變化角怎樣變化, , 小球最后總能到達(dá)斜面小球最后總能到達(dá)斜面B B上與釋放點(diǎn)等高的位置。上與釋放點(diǎn)等高的位置。 根據(jù)圖所示情境分析什么是守恒量。根據(jù)圖所示情境分析什么是守恒量。 提示提示: :通過小球從斜面通過小球從斜面A A滾上斜面滾上斜面B

7、B的多次重復(fù)性實(shí)驗(yàn)的多次重復(fù)性實(shí)驗(yàn), , 看到了看到了“小球最后總能到達(dá)斜面小球最后總能到達(dá)斜面B B上與釋放點(diǎn)等高的位上與釋放點(diǎn)等高的位 置置”的現(xiàn)象的現(xiàn)象, ,分析這個(gè)現(xiàn)象得出分析這個(gè)現(xiàn)象得出“有一個(gè)量是守恒的有一個(gè)量是守恒的” 這一結(jié)論這一結(jié)論, ,從而確定這個(gè)守恒量的名字叫能量。從而確定這個(gè)守恒量的名字叫能量。 【探究總結(jié)【探究總結(jié)】 1.“1.“守恒量守恒量”是自然界在變化過程中隱藏于現(xiàn)象中的是自然界在變化過程中隱藏于現(xiàn)象中的 一個(gè)反映其本質(zhì)的物理量。一個(gè)反映其本質(zhì)的物理量。 2.2.能量守恒是自然界最普遍、最基本的定律之一。能量守恒是自然界最普遍、最基本的定律之一。 3.3.不同形

8、式的能量之間可以相互轉(zhuǎn)化不同形式的能量之間可以相互轉(zhuǎn)化, ,轉(zhuǎn)化過程中能的轉(zhuǎn)化過程中能的 總量保持不變?？偭勘３植蛔?。 【典例示范【典例示范】 ( (多選多選)(2019)(2019大同高一檢測大同高一檢測) )在下列事例中在下列事例中, ,哪些屬哪些屬 于動(dòng)能和勢能相互轉(zhuǎn)化而動(dòng)能和勢能的總和是保持不于動(dòng)能和勢能相互轉(zhuǎn)化而動(dòng)能和勢能的總和是保持不 變的變的 ( () ) A.A.游樂園中的海盜船游樂園中的海盜船, ,如果沒有摩擦和空氣阻力如果沒有摩擦和空氣阻力, ,船在船在 搖擺過程中的運(yùn)動(dòng)搖擺過程中的運(yùn)動(dòng) B.B.在不計(jì)空氣阻力的情況下在不計(jì)空氣阻力的情況下, ,將一個(gè)小球豎直上拋將一個(gè)小球

9、豎直上拋, ,小小 球從拋出點(diǎn)到落回拋出點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)過程球從拋出點(diǎn)到落回拋出點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)過程 C.C.物體以一定的速度沿粗糙的固定斜面上滑而達(dá)到一物體以一定的速度沿粗糙的固定斜面上滑而達(dá)到一 定的高度定的高度 D.D.自行車從斜坡頂端由靜止滑下自行車從斜坡頂端由靜止滑下 【解析【解析】選選A A、B B。在沒有摩擦和空氣阻力的條件下。在沒有摩擦和空氣阻力的條件下, ,海海 盜船在擺動(dòng)時(shí)勢能和動(dòng)能相互轉(zhuǎn)化盜船在擺動(dòng)時(shí)勢能和動(dòng)能相互轉(zhuǎn)化, ,每次搖擺都能達(dá)到每次搖擺都能達(dá)到 相同的高度相同的高度, ,總能量保持不變總能量保持不變; ;在不計(jì)空氣阻力的情況在不計(jì)空氣阻力的情況 下下, ,小球豎直上拋的運(yùn)動(dòng)是

10、動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)閯菽?、勢能又轉(zhuǎn)小球豎直上拋的運(yùn)動(dòng)是動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)閯菽?、勢能又轉(zhuǎn) 變?yōu)閯?dòng)能的過程變?yōu)閯?dòng)能的過程, ,總能量保持不變總能量保持不變; ;物體沿粗糙斜面運(yùn)物體沿粗糙斜面運(yùn) 動(dòng)和自行車沿斜坡下滑動(dòng)和自行車沿斜坡下滑, ,是動(dòng)能和勢能相互轉(zhuǎn)化是動(dòng)能和勢能相互轉(zhuǎn)化, ,但動(dòng)但動(dòng) 能和勢能的總和減小能和勢能的總和減小, ,因?yàn)榇嬖谀Σ烈驗(yàn)榇嬖谀Σ? ,物體會(huì)消耗一部物體會(huì)消耗一部 分機(jī)械能。故選分機(jī)械能。故選A A、B B。 【探究訓(xùn)練【探究訓(xùn)練】 1.(1.(多選多選) )關(guān)于伽利略的斜面實(shí)驗(yàn)關(guān)于伽利略的斜面實(shí)驗(yàn), ,下列描述正確的是下列描述正確的是 ( () ) A.A.伽利略斜面實(shí)驗(yàn)對于任意斜面

11、都適用伽利略斜面實(shí)驗(yàn)對于任意斜面都適用, ,都可以使小球都可以使小球 在另一個(gè)斜面上上升到同樣的高度在另一個(gè)斜面上上升到同樣的高度 B.B.只有斜面光滑時(shí)只有斜面光滑時(shí), ,才有可能重復(fù)伽利略實(shí)驗(yàn)才有可能重復(fù)伽利略實(shí)驗(yàn) C.C.在伽利略斜面實(shí)驗(yàn)中在伽利略斜面實(shí)驗(yàn)中, ,只有斜面只有斜面“坡度坡度”較緩才有可較緩才有可 能使小球上升到同樣高度能使小球上升到同樣高度 D.D.設(shè)想在伽利略斜面實(shí)驗(yàn)中設(shè)想在伽利略斜面實(shí)驗(yàn)中, ,若斜面光滑若斜面光滑, ,并且使斜面并且使斜面 變成水平變成水平, ,則可以使小球沿平面運(yùn)動(dòng)到無窮遠(yuǎn)處則可以使小球沿平面運(yùn)動(dòng)到無窮遠(yuǎn)處 【解題指南【解題指南】理想實(shí)驗(yàn)以可靠的事

12、實(shí)為基礎(chǔ)理想實(shí)驗(yàn)以可靠的事實(shí)為基礎(chǔ), ,經(jīng)過抽象經(jīng)過抽象 思維思維, ,抓住主要因素抓住主要因素, ,忽略次要因素忽略次要因素, ,從而更深刻地揭示從而更深刻地揭示 了自然規(guī)律。了自然規(guī)律。 【解析【解析】選選B B、D D。在伽利略斜面實(shí)驗(yàn)中。在伽利略斜面實(shí)驗(yàn)中, ,必須是阻力不必須是阻力不 計(jì)計(jì)( (斜面光滑斜面光滑) )時(shí)時(shí), ,小球才能在另一個(gè)斜面上上升到相同小球才能在另一個(gè)斜面上上升到相同 高度高度, ,而不管另一個(gè)斜面的傾角多大而不管另一個(gè)斜面的傾角多大, ,所以所以,A,A、C C項(xiàng)錯(cuò)項(xiàng)錯(cuò),B,B 項(xiàng)正確項(xiàng)正確; ;當(dāng)斜面的傾角減小到接近當(dāng)斜面的傾角減小到接近0 0時(shí)時(shí), ,小球

13、仍欲在斜小球仍欲在斜 面上上升到同樣高度面上上升到同樣高度, ,所以所以D D項(xiàng)中的設(shè)想是合理的。項(xiàng)中的設(shè)想是合理的。 2.(20192.(2019南通高一檢測南通高一檢測) )伽利略的斜面實(shí)驗(yàn)反映了一伽利略的斜面實(shí)驗(yàn)反映了一 個(gè)重要的事實(shí)個(gè)重要的事實(shí): :如果空氣阻力和摩擦力小到可以忽略如果空氣阻力和摩擦力小到可以忽略, , 小球必將準(zhǔn)確地終止于同它開始點(diǎn)相同高度的點(diǎn)小球必將準(zhǔn)確地終止于同它開始點(diǎn)相同高度的點(diǎn), ,決不決不 會(huì)更高一點(diǎn)會(huì)更高一點(diǎn), ,也不會(huì)更低一點(diǎn)。這說明也不會(huì)更低一點(diǎn)。這說明, ,小球在運(yùn)動(dòng)過小球在運(yùn)動(dòng)過 程中有一個(gè)程中有一個(gè)“東西東西”是不變的是不變的, ,這個(gè)這個(gè)“東西

14、東西”應(yīng)是應(yīng)是 ( () ) A.A.彈力彈力B.B.勢能勢能C.C.速度速度D.D.能量能量 【解析【解析】選選D D。在伽利略的斜面實(shí)驗(yàn)中。在伽利略的斜面實(shí)驗(yàn)中, ,小球從一個(gè)斜小球從一個(gè)斜 面滾到另一個(gè)斜面面滾到另一個(gè)斜面, ,斜面彈力是不同的斜面彈力是不同的, ,勢能先減小后勢能先減小后 增大增大, ,速度先增大后減小速度先增大后減小, ,所以所以A A、B B、C C錯(cuò)錯(cuò), ,不變的不變的“東東 西西”應(yīng)是能量應(yīng)是能量, ,包括動(dòng)能和勢能包括動(dòng)能和勢能,D,D對。對。 【補(bǔ)償訓(xùn)練【補(bǔ)償訓(xùn)練】 1.1.在伽利略的斜面實(shí)驗(yàn)中在伽利略的斜面實(shí)驗(yàn)中, ,小球停下來的高度為小球停下來的高度為h

15、 h1 1, , 與它出發(fā)時(shí)的高度與它出發(fā)時(shí)的高度h h2 2相同相同, ,我們把這一事實(shí)說成是我們把這一事實(shí)說成是“某某 個(gè)量守恒個(gè)量守恒”, ,下面說法中正確的是下面說法中正確的是( () ) A.A.小球在運(yùn)動(dòng)的過程中速度是守恒的小球在運(yùn)動(dòng)的過程中速度是守恒的 B.B.小球在運(yùn)動(dòng)的過程中高度是守恒的小球在運(yùn)動(dòng)的過程中高度是守恒的 C.C.小球在運(yùn)動(dòng)的過程中動(dòng)能是守恒的小球在運(yùn)動(dòng)的過程中動(dòng)能是守恒的 D.D.小球在運(yùn)動(dòng)的過程中能量是守恒的小球在運(yùn)動(dòng)的過程中能量是守恒的 【解析【解析】選選D D。伽利略的斜面實(shí)驗(yàn)中。伽利略的斜面實(shí)驗(yàn)中, ,小球的速度、高小球的速度、高 度、動(dòng)能都隨時(shí)間變化度

16、、動(dòng)能都隨時(shí)間變化, ,而能量恒定不變而能量恒定不變, ,故故D D正確。正確。 2.2.打夯時(shí)打夯時(shí), ,夯錘高高舉起又落下夯錘高高舉起又落下, ,砸在工作面上砸在工作面上, ,如圖所如圖所 示。請你說說打夯的過程中發(fā)生了哪些能量的轉(zhuǎn)化。示。請你說說打夯的過程中發(fā)生了哪些能量的轉(zhuǎn)化。 【解析【解析】人把夯錘抬高人把夯錘抬高, ,消耗體內(nèi)的化學(xué)能使夯錘具有消耗體內(nèi)的化學(xué)能使夯錘具有 重力勢能重力勢能, ,下落時(shí)夯錘的速度越來越大下落時(shí)夯錘的速度越來越大, ,重力勢能轉(zhuǎn)化重力勢能轉(zhuǎn)化 為動(dòng)能為動(dòng)能, ,落地時(shí)動(dòng)能又轉(zhuǎn)化為內(nèi)能等其他形式的能。落地時(shí)動(dòng)能又轉(zhuǎn)化為內(nèi)能等其他形式的能。 答案答案: :見

17、解析見解析 主題二功的理解主題二功的理解 【問題探究【問題探究】 探究點(diǎn)探究點(diǎn)1 1力對物體是否做功的判斷力對物體是否做功的判斷 觀察圖觀察圖, ,分析圖中的每個(gè)人都對物體做功了嗎分析圖中的每個(gè)人都對物體做功了嗎? ? 提示提示: :陳川拉重物上升的過程陳川拉重物上升的過程, ,陳川對重物做了功陳川對重物做了功, ,其他其他 三人都沒有做功。三人都沒有做功。 探究點(diǎn)探究點(diǎn)2 2力對物體做功的計(jì)算力對物體做功的計(jì)算 如圖所示如圖所示, ,犁子運(yùn)動(dòng)方向與拖拉機(jī)的拉力不在同一條直犁子運(yùn)動(dòng)方向與拖拉機(jī)的拉力不在同一條直 線上線上, ,犁子在力犁子在力F(F(與水平方向夾角為與水平方向夾角為)的作用下前

18、進(jìn)的作用下前進(jìn) 了了l, ,則力則力F F對犁子做的功如何表示對犁子做的功如何表示? ? 提示提示: :方法一方法一: :將力將力F F沿著位移方向和垂直于位移方向進(jìn)沿著位移方向和垂直于位移方向進(jìn) 行分解行分解, ,如圖所示如圖所示, ,得到兩個(gè)分力得到兩個(gè)分力F F1 1和和F F2 2, ,其中其中 F F1 1=Fcos,F=Fcos,F2 2=Fsin=Fsin, ,力力F F做的功為做的功為W=FW=F1 1l=F=Flcoscos。 方法二方法二: :將位移將位移l沿著力沿著力F F方向和垂直于力方向和垂直于力F F方向進(jìn)行分方向進(jìn)行分 解解, ,如圖所示如圖所示, ,得到兩個(gè)分位

19、移得到兩個(gè)分位移l1 1和和l2 2, ,其中其中 l1 1= =lcoscos, ,l2 2= =lsinsin, ,力力F F做的功為做的功為W=FW=Fl1 1=F=Flcoscos。 探究點(diǎn)探究點(diǎn)3 3力做功正負(fù)的判斷力做功正負(fù)的判斷 如圖所示如圖所示, ,人推木箱前進(jìn)時(shí)人推木箱前進(jìn)時(shí), ,推力和摩擦力對木箱有沒推力和摩擦力對木箱有沒 有做功有做功? ?如果做功如果做功, ,分別做的是正功還是負(fù)功分別做的是正功還是負(fù)功? ? 提示提示: :做功了。推力的方向與木箱的運(yùn)動(dòng)方向一致做功了。推力的方向與木箱的運(yùn)動(dòng)方向一致, ,做做 正功正功; ;摩擦力的方向與木箱的運(yùn)動(dòng)方向相反摩擦力的方向與

20、木箱的運(yùn)動(dòng)方向相反, ,做負(fù)功。做負(fù)功。 【探究總結(jié)【探究總結(jié)】 1.1.力對物體做功力對物體做功W=FW=Flcos,Wcos,W只與只與F F、l、有關(guān)有關(guān), ,與物體與物體 的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無關(guān)。的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無關(guān)。 2.2.正功、負(fù)功的物理意義正功、負(fù)功的物理意義: : 動(dòng)力學(xué)角度動(dòng)力學(xué)角度能量角度能量角度 正正 功功 表示這個(gè)力對物體來表示這個(gè)力對物體來 說是動(dòng)力說是動(dòng)力 力對物體做正功力對物體做正功, ,使使 物體獲得能量物體獲得能量 負(fù)負(fù) 功功 表示這個(gè)力是阻力表示這個(gè)力是阻力, ,對對 物體的運(yùn)動(dòng)起阻礙作物體的運(yùn)動(dòng)起阻礙作 用用 物體克服外力做功物體克服外力做功, , 使物體失去能量使物

21、體失去能量 3.3.正功與負(fù)功及不做功的判定正功與負(fù)功及不做功的判定: : (1)(1)根據(jù)力根據(jù)力F F與位移與位移l的夾角的夾角: 0 09090, ,力做正功力做正功; ;9090180180, ,力做負(fù)力做負(fù) 功功; ; =90=90, ,力不做功。力不做功。 (2)(2)根據(jù)力根據(jù)力F F與速度與速度v v的夾角的夾角: 0 09090, ,力做正功力做正功; ;9090180180, ,力做負(fù)力做負(fù) 功功; ; =90=90, ,力不做功。力不做功。 (3)(3)根據(jù)速率增大還是減小根據(jù)速率增大還是減小, ,若在力作用下速率增大若在力作用下速率增大, ,此此 力做正功力做正功, ,

22、反之做負(fù)功。反之做負(fù)功。 【典例示范【典例示范】 (2019(2019鄭州高一檢測鄭州高一檢測) )如圖所示如圖所示, ,水平面光滑水平面光滑,B,B物體物體 在拉力在拉力F F的作用下向右運(yùn)動(dòng)的作用下向右運(yùn)動(dòng), ,在運(yùn)動(dòng)的過程中在運(yùn)動(dòng)的過程中,A,A、B B間有間有 相互作用的摩擦力相互作用的摩擦力, ,則摩擦力做功的情況是則摩擦力做功的情況是( () ) A.AA.A、B B都克服摩擦力做功都克服摩擦力做功 B.B.摩擦力對摩擦力對A A不做功不做功,B,B克服摩擦力做功克服摩擦力做功 C.C.摩擦力對摩擦力對A A做正功做正功,B,B克服摩擦力做功克服摩擦力做功 D.D.摩擦力對摩擦力對

23、A A、B B都不做功都不做功 【解題指南【解題指南】 (1)(1)確定確定A A、B B所受摩擦力的方向所受摩擦力的方向:A:A受向右的摩擦力受向右的摩擦力,B,B受受 向左的摩擦力。向左的摩擦力。 (2)(2)確定確定A A、B B的運(yùn)動(dòng)情況的運(yùn)動(dòng)情況:A:A靜止不動(dòng)靜止不動(dòng),B,B向右運(yùn)動(dòng)。向右運(yùn)動(dòng)。 【解析【解析】選選B B。運(yùn)動(dòng)過程中。運(yùn)動(dòng)過程中,A,A受到向右的摩擦力受到向右的摩擦力, ,但但A A的的 位移為零位移為零, ,所以摩擦力對所以摩擦力對A A做功為零。做功為零。B B受到向左的摩擦受到向左的摩擦 力力,B,B的位移向右的位移向右, ,所以摩擦力對所以摩擦力對B B做負(fù)

24、功做負(fù)功, ,即即B B克服摩擦克服摩擦 力做功。選項(xiàng)力做功。選項(xiàng)B B正確。正確。 【探究訓(xùn)練【探究訓(xùn)練】 1.(20181.(2018山東學(xué)業(yè)水平考試山東學(xué)業(yè)水平考試) )某同學(xué)為配合值日生打某同學(xué)為配合值日生打 掃地面掃地面, ,將凳子向上搬起后再緩慢放回原處將凳子向上搬起后再緩慢放回原處, ,此過程中此過程中 該同學(xué)對凳子做功的情況是該同學(xué)對凳子做功的情況是( () ) A.A.一直做正功一直做正功 B.B.先做正功先做正功, ,再做負(fù)功再做負(fù)功 C.C.一直做負(fù)功一直做負(fù)功D.D.先做負(fù)功先做負(fù)功, ,再做正功再做正功 【解析【解析】選選B B。將凳子向上搬起。將凳子向上搬起, ,該

25、同學(xué)對凳子的作用該同學(xué)對凳子的作用 力方向向上力方向向上, ,與位移的方向一致與位移的方向一致, ,對凳子做正功對凳子做正功, ,再緩慢再緩慢 放回原處的過程中放回原處的過程中, ,對凳子的作用力方向向上對凳子的作用力方向向上, ,與位移與位移 的方向相反的方向相反, ,對凳子做負(fù)功對凳子做負(fù)功, ,故故B B正確。正確。 2.(20192.(2019中山高一檢測中山高一檢測) )如圖所示如圖所示, ,質(zhì)量為質(zhì)量為m m的物體靜止的物體靜止 在傾角為在傾角為的斜面上的斜面上, ,物體與斜面的動(dòng)摩擦因數(shù)為物體與斜面的動(dòng)摩擦因數(shù)為, 現(xiàn)使斜面沿水平方向向右勻速移動(dòng)距離現(xiàn)使斜面沿水平方向向右勻速移動(dòng)

26、距離l。求。求: : (1)(1)摩擦力對物體所做的功。摩擦力對物體所做的功。 (2)(2)斜面彈力對物體所做的功。斜面彈力對物體所做的功。 (3)(3)重力對物體所做的功。重力對物體所做的功。 【解析【解析】由于物體做勻速運(yùn)動(dòng)由于物體做勻速運(yùn)動(dòng), ,受力分析如圖所示受力分析如圖所示, ,根根 據(jù)平衡條件有據(jù)平衡條件有 F F1 1=mgcos=mgcos F F2 2=mgsin=mgsin 由由W=FW=Flcoscos得得 (1)W(1)W1 1=F=F2 2lcoscos=mg=mglsinsincoscos, , (2)W(2)W2 2=F=F1 1lcos(90cos(90+ +)

27、=-mg)=-mglsinsincoscos, , (3)W(3)W3 3=mg=mglcos90cos90=0=0。 答案答案: :(1)mg(1)mglsinsincoscos(2)-mg(2)-mglsinsincoscos(3)0(3)0 【補(bǔ)償訓(xùn)練【補(bǔ)償訓(xùn)練】 1.(20191.(2019六安高一檢測六安高一檢測) )如圖如圖, ,拖著舊橡膠輪胎跑是拖著舊橡膠輪胎跑是 身體耐力訓(xùn)練的一種有效方法。如果某受訓(xùn)者拖著輪身體耐力訓(xùn)練的一種有效方法。如果某受訓(xùn)者拖著輪 胎在水平直道上跑了胎在水平直道上跑了100 m,100 m,那么下列說法正確的是那么下列說法正確的是 ( () ) A.A.

28、摩擦力對輪胎做了負(fù)功摩擦力對輪胎做了負(fù)功 B.B.重力對輪胎做了正功重力對輪胎做了正功 C.C.拉力對輪胎不做功拉力對輪胎不做功 D.D.支持力對輪胎做了正功支持力對輪胎做了正功 【解析【解析】選選A A。摩擦力方向與輪胎位移方向相反。摩擦力方向與輪胎位移方向相反, ,摩擦摩擦 力做負(fù)功力做負(fù)功,A,A項(xiàng)正確。重力和支持力的方向與輪胎位移項(xiàng)正確。重力和支持力的方向與輪胎位移 方向垂直方向垂直, ,不做功不做功,B,B、D D項(xiàng)錯(cuò)誤。拉力方向與輪胎位移項(xiàng)錯(cuò)誤。拉力方向與輪胎位移 方向成銳角方向成銳角, ,做正功做正功,C,C錯(cuò)誤。錯(cuò)誤。 2.2.如圖所示如圖所示, ,力力F F大小相等大小相等,

29、 ,物體沿水平面運(yùn)動(dòng)的位移物體沿水平面運(yùn)動(dòng)的位移l 也相同也相同, ,下列哪種情況力下列哪種情況力F F做功最少做功最少 ( () ) 【解析【解析】選選D D。由。由W=FW=Flcoscos 知知, ,力力F F做功的多少與接觸做功的多少與接觸 面的粗糙程度無關(guān)面的粗糙程度無關(guān), ,由于由于F F、l相同相同, ,則則coscos 越小做功越小做功 越少越少,D,D中中coscos 最小最小, ,所以所以D D中力中力F F做功最少做功最少, ,故故D D正確。正確。 3.(3.(多選多選) )質(zhì)量為質(zhì)量為2 kg2 kg的物體的物體, ,放在動(dòng)摩擦因數(shù)放在動(dòng)摩擦因數(shù)=0.1=0.1的的

30、水平面上水平面上, ,在水平拉力的作用下在水平拉力的作用下, ,由靜止開始運(yùn)動(dòng)由靜止開始運(yùn)動(dòng), ,水平水平 拉力做的功拉力做的功W W和物體發(fā)生的位移和物體發(fā)生的位移s s之間的關(guān)系如圖所示之間的關(guān)系如圖所示, , 則則( () ) A.A.此物體在此物體在ABAB段做勻加速直線運(yùn)動(dòng)段做勻加速直線運(yùn)動(dòng) B.B.此物體在此物體在ABAB段做勻速直線運(yùn)動(dòng)段做勻速直線運(yùn)動(dòng) C.C.此物體在此物體在OAOA段做勻加速直線運(yùn)動(dòng)段做勻加速直線運(yùn)動(dòng) D.D.此物體在此物體在OAOA段做勻速直線運(yùn)動(dòng)段做勻速直線運(yùn)動(dòng) 【解析【解析】選選B B、C C。物體在水平面上運(yùn)動(dòng)。物體在水平面上運(yùn)動(dòng), ,水平拉力與物水平

31、拉力與物 體運(yùn)動(dòng)方向相同體運(yùn)動(dòng)方向相同, ,物體受到的滑動(dòng)摩擦力大小物體受到的滑動(dòng)摩擦力大小f=f=mgmg= = 2 N,2 N,物體在物體在OAOA段受到的水平拉力大小等于段受到的水平拉力大小等于F F1 1= = 5 N,5 N,可見可見, ,水平拉力大于摩擦力水平拉力大于摩擦力, ,則物體在則物體在OAOA段做勻加段做勻加 速直線運(yùn)動(dòng)。物體在速直線運(yùn)動(dòng)。物體在ABAB段受到的水平拉力大小等于段受到的水平拉力大小等于F F2 2= = =2 N, =2 N,水平拉力等于摩擦力水平拉力等于摩擦力, ,則物體在則物體在ABAB 段做勻速直線運(yùn)動(dòng)段做勻速直線運(yùn)動(dòng), ,故故B B、C C正確。正

32、確。 1 1 W15 N s3 2 2 W27 15 N s6 主題三總功及變力做功的計(jì)算主題三總功及變力做功的計(jì)算 【問題探究【問題探究】 一個(gè)質(zhì)量為一個(gè)質(zhì)量為m m的物體受到多個(gè)力的作用的物體受到多個(gè)力的作用, ,在水平面上發(fā)在水平面上發(fā) 生了生了l的位移。的位移。 (1)(1)如何求外力對物體所做的總功如何求外力對物體所做的總功? ? 提示提示: :求多個(gè)力對物體所做的總功求多個(gè)力對物體所做的總功, ,通常有兩種方法。通常有兩種方法。 先求出各力對物體所做的功先求出各力對物體所做的功W W1 1、W W2 2、W W3 3再求出代數(shù)再求出代數(shù) 和和, ,即即W=WW=W1 1+W+W2

33、2+W+W3 3+ 先求出物體所受的合外力先求出物體所受的合外力F F合 合, ,根據(jù)合外力 根據(jù)合外力F F合 合、位移 、位移l 及及F F合 合與 與l之間的夾角之間的夾角計(jì)算總功計(jì)算總功, ,即即:W=F:W=F合 合lcos cos。 (2)(2)總功是否一定比物體所受的每一個(gè)力做的功都大總功是否一定比物體所受的每一個(gè)力做的功都大? ? 提示提示: :不一定。因?yàn)榭偣Φ扔诟鱾€(gè)力做功的代數(shù)和不一定。因?yàn)榭偣Φ扔诟鱾€(gè)力做功的代數(shù)和, ,這這 個(gè)代數(shù)和可能比分力做的功還要小。個(gè)代數(shù)和可能比分力做的功還要小。 (3)(3)以一定的初速度豎直向上拋出一個(gè)小球以一定的初速度豎直向上拋出一個(gè)小球,

34、 ,小球上升小球上升 的最大高度為的最大高度為h,h,空氣阻力的大小恒為空氣阻力的大小恒為F Ff f。思考如何求。思考如何求 從拋出點(diǎn)至落回到原出發(fā)點(diǎn)的過程中從拋出點(diǎn)至落回到原出發(fā)點(diǎn)的過程中, ,空氣阻力對小球空氣阻力對小球 做的功做的功? ?做的功是多少做的功是多少? ? 提示提示: :小球上升過程中小球上升過程中, ,所受空氣阻力所受空氣阻力F Ff f方向豎直向下方向豎直向下, , 而在下落過程中而在下落過程中, ,所受空氣阻力所受空氣阻力F Ff f方向豎直向上方向豎直向上, ,所以所以 整個(gè)過程中空氣阻力是變力整個(gè)過程中空氣阻力是變力, ,不能直接用功的公式求解。不能直接用功的公式

35、求解。 故求解本題時(shí)故求解本題時(shí), ,應(yīng)考慮用分段法應(yīng)考慮用分段法, ,將變力做功轉(zhuǎn)化為恒將變力做功轉(zhuǎn)化為恒 力做功。力做功。 上升階段上升階段, ,空氣阻力做功空氣阻力做功W W1 1=-F=-Ff fh h。 下落階段下落階段, ,空氣阻力做功空氣阻力做功W W2 2=-F=-Ff fh h。 故整個(gè)過程中故整個(gè)過程中, ,空氣阻力做功空氣阻力做功W=WW=W1 1+W+W2 2=-2F=-2Ff fh h。 【探究總結(jié)【探究總結(jié)】 1.1.總功的求法總功的求法: : 計(jì)算幾個(gè)力的總功計(jì)算幾個(gè)力的總功, ,通常有以下兩種不同的處理方法通常有以下兩種不同的處理方法: : (1)(1)幾個(gè)力的

36、總功等于各個(gè)力所做功的代數(shù)和幾個(gè)力的總功等于各個(gè)力所做功的代數(shù)和, ,若以若以W W1 1、 W W2 2、W W3 3W Wn n分別表示力分別表示力F F1 1、F F2 2、F F3 3F Fn n所做的功所做的功( (含正功含正功 與負(fù)功與負(fù)功),),則這些力所做的總功為則這些力所做的總功為W W總 總=W =W1 1+W+W2 2+W+W3 3+ +W+Wn n。 (2)(2)幾個(gè)力的總功等于這幾個(gè)力的合力的功。若以幾個(gè)力的總功等于這幾個(gè)力的合力的功。若以W W合 合 表示合力的功表示合力的功, ,則這些力所做的總功為則這些力所做的總功為W W總 總=W =W合 合。 。 需要指出的

37、是需要指出的是, ,方法方法(2)(2)僅適用于幾個(gè)力同時(shí)作用于物僅適用于幾個(gè)力同時(shí)作用于物 體的情況體的情況, ,因?yàn)橹挥羞@幾個(gè)力同時(shí)作用于物體上時(shí)因?yàn)橹挥羞@幾個(gè)力同時(shí)作用于物體上時(shí), ,才才 能求出它們的合力能求出它們的合力; ;方法方法(1)(1)則不管幾個(gè)力同時(shí)作用則不管幾個(gè)力同時(shí)作用, ,還還 是作用時(shí)間有先后是作用時(shí)間有先后, ,均是適用的。均是適用的。 2.2.變力做功的求法變力做功的求法: : 求解變力做功的三種方法求解變力做功的三種方法: : (1)(1)平均值法平均值法: :當(dāng)力當(dāng)力F F的大小發(fā)生變化的大小發(fā)生變化, ,且且F F、l成線性關(guān)成線性關(guān) 系時(shí)系時(shí), ,用用F

38、 F的平均值為的平均值為 計(jì)算計(jì)算F F做的功做的功W= W= l。 12 FF F 2 F (2)(2)圖象法圖象法: :變力做的功變力做的功W W可用可用F-F-l圖線與圖線與l軸所包圍的面軸所包圍的面 積表示。積表示。l軸上方的面積表示力對物體做正功的多少軸上方的面積表示力對物體做正功的多少, ,l 軸下方的面積表示力對物體做負(fù)功的多少。軸下方的面積表示力對物體做負(fù)功的多少。 (3)(3)分段法分段法( (或微元法或微元法):):當(dāng)力的大小不變當(dāng)力的大小不變, ,力的方向與速力的方向與速 度同向度同向( (或反向或反向) )時(shí)時(shí), ,把物體的運(yùn)動(dòng)過程分為很多小段把物體的運(yùn)動(dòng)過程分為很多小

39、段, , 這樣每一小段可以看成直線這樣每一小段可以看成直線, ,先求力在每一小段上做的先求力在每一小段上做的 功功, ,再求和即可。再求和即可。 【典例示范【典例示范】 (2019(2019長沙高一檢測長沙高一檢測) )如圖所示如圖所示, , 質(zhì)量為質(zhì)量為m=2 kgm=2 kg的物體靜止在水平地的物體靜止在水平地 面上面上, ,受到與水平地面夾角為受到與水平地面夾角為=37=37、大小、大小F=10 NF=10 N的的 拉力作用拉力作用, ,物體移動(dòng)了物體移動(dòng)了l=2 m,=2 m,物體與地面間的動(dòng)摩擦因物體與地面間的動(dòng)摩擦因 數(shù)數(shù)=0.3,sin37=0.3,sin37=0.6,cos37

40、=0.6,cos37=0.8,g=0.8,g取取10 m/s10 m/s2 2。求。求: : (1)(1)拉力拉力F F所做的功所做的功W W1 1。 (2)(2)摩擦力摩擦力F Ff f所做的功所做的功W W2 2。 (3)(3)重力重力G G所做的功所做的功W W3 3。 (4)(4)彈力彈力F FN N所做的功所做的功W W4 4。 (5)(5)合力合力F F合 合所做的功 所做的功W W。 【解析【解析】對物體進(jìn)行受力分析對物體進(jìn)行受力分析, ,如圖所示。如圖所示。 (1)W(1)W1 1=F=Flcoscos=10=102 20.8 J=16 J0.8 J=16 J (2)F(2)F

41、N N=G-Fsin=G-Fsin=20 N-10=20 N-100.6 N=14 N0.6 N=14 N F Ff f= =F FN N=0.3=0.314 N=4.2 N14 N=4.2 N W W2 2=F=Ff flcos180cos180=-4.2=-4.22 J=-8.4 J2 J=-8.4 J (3)W(3)W3 3=G=Glcos90cos90=0=0 (4)W(4)W4 4=F=FN Nlcos90cos90=0=0 (5)W=W(5)W=W1 1+W+W2 2+W+W3 3+W+W4 4=7.6 J=7.6 J 也可由合力求總功也可由合力求總功 F F合 合=Fcos =F

42、cos-F-Ff f=10=100.8 N-4.2 N=3.8 N0.8 N-4.2 N=3.8 N F F合 合與 與l方向相同方向相同, ,所以所以W=FW=F合 合l=3.8 =3.82 J=7.6 J2 J=7.6 J 答案答案: :(1)16 J(1)16 J(2)-8.4 J(2)-8.4 J(3)0(3)0(4)0(4)0(5)7.6 J(5)7.6 J 【探究訓(xùn)練【探究訓(xùn)練】 1.(1.(多選多選) )一質(zhì)量為一質(zhì)量為m=50 kgm=50 kg的滑雪運(yùn)動(dòng)員由某一高度無的滑雪運(yùn)動(dòng)員由某一高度無 初速度沿直線下滑初速度沿直線下滑, ,經(jīng)測量可知出發(fā)點(diǎn)距離底端的高度經(jīng)測量可知出發(fā)點(diǎn)

43、距離底端的高度 差為差為h=30 m,h=30 m,斜坡的傾角大小為斜坡的傾角大小為=30=30, ,該運(yùn)動(dòng)員在下該運(yùn)動(dòng)員在下 滑的過程中所受的摩擦力大小為滑的過程中所受的摩擦力大小為F Ff f=200 N,=200 N,重力加速度重力加速度 為為g=10 m/sg=10 m/s2 2。則。則 ( () ) A.A.合外力對運(yùn)動(dòng)員所做的功為合外力對運(yùn)動(dòng)員所做的功為3 000 J3 000 J B.B.摩擦力對運(yùn)動(dòng)員所做的功為摩擦力對運(yùn)動(dòng)員所做的功為12 000 J12 000 J C.C.重力對運(yùn)動(dòng)員所做的功為重力對運(yùn)動(dòng)員所做的功為15 000 J15 000 J D.D.支持力對運(yùn)動(dòng)員所做的功為支持力對運(yùn)動(dòng)員所做的功為15 000 J15 000 J3 【解析【解析】選選A A、C C。由于滑雪運(yùn)動(dòng)員的高度下降了。由于滑雪運(yùn)動(dòng)員的高度下降了30 m,30 m, 則重力對滑雪運(yùn)動(dòng)員所做的功為則重力對滑雪運(yùn)動(dòng)員所做的功為W WG G=mgh=mgh=50=50101030 J30 J =15 000 J,=15 000 J,