高中物理第七章机械能守恒定律7.1破解恒力下的功与功率学案新人教版必修2

第二节功知识与技术1. 理解功的概念，明白功的两个要素。

2. 明白功的公式W=Fscosθ，会用那个公式计算恒力功。

3. 理解正功和负功的概念，明白在什么情形下力做正功或负功。

4. 明白什么是几个力对物体所做的总功，明白几个力对物体所做的总功等于这几个力的合力对物体所做的功，也等于各个力别离对物体做功的代数和。

5．了解求变力的功的一般思维方向。

进程与方式明白做机械功的两个不可缺少的因素。

情感态度与价值观明白当力与位移方向的夹角大于90°时，力对物体做负功，或说物体克服那个力做了功。

教学重点重点是理解力对物体做功的两个要素的基础上掌握机械功的计算公式。

学习难点: 功的概念、正、负功的意义。

探讨学习一、功一、功的概念：一个物体受到力的作用，且，那个力就对物体做了功。

做功的两个不可缺少的因素：。

2、功的大小：①力和位移方向一致的情形：W=FS②力和位移有夹角（α）的情形：W=FScosα若α=0，则cosα=1，②式就化成①式，因此②式是计算功的一般公式。

公式表明：力F对物体做的功只与F、s和a三者有关，与物体的运动状态等因素无关。

③应用公式注意：A．式中的F必然是恒力(大小、方向都不变)，即此式是求恒力做功的公式。

若是变力，中学阶段一般不用此式求功。

B．式中的位移s一般是相对地面而言的。

在物体能够看做质点时，s是物体的位移；当物体不能够看做质点或力的作用点与物体有相对运动时，s是力的作用点的位移．scosa即为在力的方向上发生的位移。

C．力所做的功，只和有力作用的那一段位移有关，若力取消后物体仍在运动，则力对物体所做功与力取消后物体发生的位移无关(即力F与位移s具有同时性)。

3、功的单位：在国际单位制中，是焦耳，简称焦，符号是J。

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。

4、功是进程量，反映力对位移的积累效果。

五、功是标量，虽有正负之分，但却无方向，功的运算遵循代数运算法则。

第七章 机械能守恒定律复习学案本章通过对功能关系的讨论，完成对能量概念的深入认识。

本章是高中阶段物理学习的基础内容之一，它既是力学问题的基础和综合，也是学习其它物理学知识的重要基础。

动能定理和机械能守恒定律都是从做功和能量转化的角度来研究物体在力的作用下运动状态的改变，学习本章要学会运用以上规律解决实际问题。

一、功1、做功的两个不可缺少的因素：力和物体在力的方向上发生位移。

2、功的定义式：W=F l （l 为力的方向上的位移）。

3、恒力功的计算：W=Fl cos α(力对物体所做的功，等于力的大小、位移的大小、力和位移的夹角的余弦三者的乘积。

)4、功是标量，只有大小，没有方向。

正功和负功不表示功的大小，只是表示是动力做功还是阻力做功。

一个力对物体做负功，经常说成物体克服这个力做功（取绝对值）。

例如，竖直向上抛出的球，在向上运动的过程中，重力对球做了-6J 的功，可以说成球克服重力做了6J 的功。

说了“克服”，就不能再说做了负功。

5、合外力的功的求法：方法1：先求出合外力，再利用W =Fl cos α求出合外力的功。

方法2：先求出各个分力的功，合外力的功等于物体所受各力功的代数和。

练习1：在水平粗糙地面上，使同一物体由静止开始做匀加速直线运动，第一次是斜上的拉力，第二次是斜下的推力，两次力的作用线与水平方向的夹角相同，力的大小也相等，位移大小也相等，则：A ．力F 对物体做的功相等，合力对物体做的总功也相等；B ．力F 对物体做的功相等，合力对物体做的总功不相等；C. 力F 对物体做的功不相等，合力对物体做的总功相等；D. 力F 对物体做的功不相等，合力对物体做的总功也不相等。

练习2：下面列举的哪几种情况下力所做的功是零（ ）A ．卫星做匀速圆周运动，地球引力对卫星做的功B ．平抛运动中，重力对物体做的功C ．举重运动员，举着杠铃在头的上方停留10s ，运动员对杠铃做的功D ．木块在粗糙水平面上滑动，支持力对木块做的功二、功率功率是描述做功快慢的物理量。

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第3节功率学习目标核心提炼1. 知道功率的物理意义、定义式、单位。

5个概念——功率、额定功率、实际功率、平均功率、瞬时功率2个表达式--P＝WtP＝Fv2种机车启动方式——恒定功率启动，恒定牵引力启动2.理解功率的导出式P＝Fv的物理意义,并会利用功率的两个公式来解释现象和进行计算.3。

理解平均功率和瞬时功率，了解平均功率、瞬时功率、额定功率、实际功率的区别与联系.一、功率阅读教材第60页“功率"部分，知道功率的概念、公式及单位.了解额定功率和实际功率的概念，知道它们的区别。

1．定义：功W与完成这些功所用时间t的比值.2．定义式：P＝错误!。

3．单位：在国际单位制中，功率的单位是瓦特，简称瓦,用W表示。

1 W＝1 J/s.4．标矢性：功率是标量。

5．物理意义：表示物体做功快慢的物理量。

6．额定功率与实际功率(1)额定功率：是动力机械可以长时间工作的最大输出功率。

（2)实际功率：是动力机械实际工作时的输出功率。

(3）关系：实际功率往往B(A.大于B．小于）额定功率，但也可以在很短时间内A（A。

大于B．小于）额定功率.思考判断1．由公式P＝错误!知，做功越多,功率越大。

(×）2．做相同的功,用时短的做功较快.（√)3．发动机不能在实际功率等于额定功率情况下长时间工作。

破解恒力下的功与功率（答题时间：30分钟）1. 如图所示，一轻绳的一端系在固定粗糙斜面上的O点，另一端系一小球。

给小球一足够大的初速度，使小球在斜面上做圆周运动。

在此过程中（）A. 斜面对小球的支持力做功B. 重力对小球不做功C. 绳的张力对小球不做功D. 小球的摩擦力始终做负功2. 如图所示，在皮带传送装置中，皮带把物体P匀速带至高处，在此过程中，下述说法正确的是（）A. 摩擦力对物体做正功B. 摩擦力对物体做负功C. 支持力对物体不做功D. 合外力对物体做正功3. 下列选项所示的四幅图是小明提包回家的情景，其中小明提包的力不做功的是（）4. 放在粗糙水平面上的物体受到水平拉力的作用，在0～6 s内其速度与时间的图象和该拉力的功率与时间的图象分别如图甲、乙所示。

下列说法正确的是（）A. 0～6 s内，物体的位移大小为30 mB. 0～6 s内，拉力做的功为70 JC. 合外力在0～6 s内做的功与0～2 s内做的功相等D. 滑动摩擦力的大小为5 N5. 一滑块在水平地面上沿直线滑行，t＝0时刻其速度为2.0 m/s。

从此时刻开始在滑块运动方向上再施加一水平拉力F，力F和滑块的速度v随时间t的变化规律分别如图甲和乙所示。

设在第1 s内、第2 s内、第3 s内力F对滑块做功的平均功率分别为P1、P2、P3，则（）A. P2>P3>P1B. P1>P2>P3C. 0～2 s内，拉力F对滑块做功为4 JD. 0～2 s内，摩擦力对滑块做功为4 J6. 如图所示，汽车通过轻质光滑的定滑轮，将一个质量为m的物体从井中拉出，绳与汽车连接点距滑轮顶点高h，开始时物体静止，滑轮两侧的绳都竖直绷紧，汽车以v向右匀速运动，运动到跟汽车连接的细绳与水平方向的夹角为30°，则（）A. 从开始到绳与水平方向的夹角为30°时，拉力做功mghB. 从开始到绳与水平方向的夹角为30°时，拉力做功mgh＋38 mv2C. 在绳与水平方向的夹角为30°时，拉力的功率为mgvD. 在绳与水平方向的夹角为30°时，拉力的功率小于2mgv7. 心电图的出纸速度（纸带移动的速度）v＝2.5 cm/s，记录下的某人的心电图如图所示（图纸上每小格边长l＝5 mm），在图象上，相邻的两个最大振幅之间对应的时间为心率的一个周期。

第二节功课时：一课时教师：教学重点理解功的概念及正、负功的意义．教学难点利用功的定义解决有关问题．三维目标知识与技能1．理解功的概念，能利用功的一般公式进行功的计算．2．理解总功，能计算合外力对物体所做的总功．3．理解功是能量转化的量度，并能举例说明．过程与方法1．能从现实生活中发现与功有关的问题．2．体会科学研究方法对人类认识自然的重要作用．3．能运用功的概念解决一些与生产和生活相关的实际问题．情感、态度与价值观有参与科技活动的热情，有将功的知识应用于生活和生产实际的意识，勇于探究与日常生活有关的物理学问题．教学过程：导入新课练习：放在光滑水平面的物体质量 m=10kg，受到一水平向右的拉力F=10N作用，从静止开始运动，求物体5s末的速度。

思考：①物体有了速度我们可以认为物体具有了什么能量？②在本题中力与能量之间有何关系，如果力与运动方向相反，又会如何？一、日常生活中的能量1、能量随处可见（1）动能：物体由于运动而具有的能量（2）势能：相互作用的物体凭借其位置而具有的能量重力势能：物体由于被举高而具有的能量弹性势能：物体由于被挤压或拉伸而具有的能量2、做功改变了物体的能量货物在起重机的作用下重力势能增加列车在机车牵引力的作用下动能增加了握力器在手的压力下弹性势能增加二、阅读《功》部分，讨论：1、一个物体受到了力的作用，这个力就一定对物体做功对吗？物体在一定的时间内发生了位移，就一定有力对物体做功吗？2、物体受到了力的作用，而且物体在一定时间内也发生了位移，该力就一定对物体做功吗？3、试总结：什么是功?力对物体做功必须满足什么条件?如何理解物体的位移和物体在力的方向发生的位移?二、功1、条件：力和物体在力的方向上发生的位移，是做功的两个不可缺少的因素。

只有力，没有位移，故力不做功。

力与位移方向相同，力做功。

力与位移方向垂直，在竖直方向上有力但没有位移故力不做功2、推导功的表达式：(1)如果力的方向与物体的运动方向一致，该怎样计算功呢？物体m在水平力F的作用下水平向前行驶的位移为S，如图甲所示，求力F对物体所做的功。

第三节功率1．理解功率的概念，能运用功率的定义式P＝错误!进行有关计算.2．理解额定功率和实际功率的概念，了解平均功率和瞬时功率的含义。

3．会根据P＝错误!推导出P＝Fv cosα,并进行相关运算。

4．掌握机车的两种启动方式的分析方法.1。

功率（1）定义:功W与完成这些功所用时间t的错误!比值。

（2）定义式：P＝错误!错误!。

(3)单位：国际单位制中，功率的单位是错误!瓦特,简称错误!瓦，符号是错误!W。

1 W＝1 J/s，1 kW＝103 W。

（4)物理意义：功率是表示做功错误!快慢的物理量.（5)额定功率与实际功率①额定功率：电动机、内燃机等动力机械可以□，07长时间工作的最大输出功率。

发动机铭牌上的功率指的就是额定功率.②实际功率:动力机械实际工作时消耗的功率。

③关系：实际功率往往错误!小于额定功率，在特殊情况下，可以短时间内错误!大于额定功率,否则会减少发动机的使用寿命。

2．功率与速度（1)功率与速度的关系式：P＝错误!Fv(F与v方向相同)。

（2)推导（3）应用由功率速度关系式知，汽车、火车等交通工具和各种起重机械,当发动机的功率P一定时,牵引力F 与速度v成错误!反比,要增大牵引力，就要错误!减小速度，要增大速度,就要错误!减小牵引力。

然而,在发动机功率一定时，以上操作效果有限，要使效果更好，就要提高发动机的错误!额定功率，这就是高速火车、汽车和大型舰船需要大功率发电机的原因。

3．平均功率和瞬时功率(1）平均功率：时间t内功率的平均值，粗略地描述做功的快慢.计算公式:错误!＝错误!错误!，或错误!＝错误!F错误!cosα，其中前者任何情况下都适用，后者只适用于恒力做功。

（2)瞬时功率:某一时刻功率的瞬时值,能精确地描述做功的快慢。

计算公式：P＝错误!Fv cosα。

判一判（1）各种机械铭牌上所标功率一般是指额定功率。

( )(2）某机械工作时的实际功率一定比额定功率小。

( ）（3)机械可以在实际功率等于额定功率的情况下长时间工作.( ）提示：(1)√额定功率是指机械在长时间正常工作时的最大输出功率，也是机械发动机铭牌上的标称值。

高中物理第七章机械能守恒定律第2节功学案新人教版必修2【学习目标】1、理解功的概念，推导功的定义式并会运用功的定义式计算功。

2、自主学习，合作探究，理解正负功的含义，并会解释生活实例。

3、激情投入，通过探究功来探究生活实例。

【重点难点】重点：理解功的概念及正负功的意义。

难点：利用功的定义式解决有关问题。

阅读课本P57100J的功，哪个力对物体做的功多？探究点三、功的计算L =5ｍθF例题：一个质量 m =150kg的雪橇，受到与水平方向成θ＝37斜向上方的拉力F =500N，在水平地面上移动的距离L=5m。

雪橇与地面间的滑动摩擦力Ff=100N。

求：(1)各力分别对雪橇所做的功、 (2)各个力对物体做功的代数和(3)物体所受的合力(4)合力对雪橇做的总功、总结：求力对物体所做的总功有两种方法：方法1：方法2：【针对训练】4、如图所示，一个质量为m的木块，放在倾角为α的斜面体上，当斜面与木块保持相对静止沿水平方向向右匀速移动距离s 的过程中，作用在木块上的各个力分别做功多少？合力的功是多少？【课堂小结】【过关检测】1、运动员用2000N的力把质量为0、5kg的球踢出50m，则运动员对球所做的功是( )A、1000JB、JC、250JD、无法确定2、关于功的正负，下列叙述中正确的是( )A、正功表示功的方向与物体运动方向相同，负功为相反B、正功表示功大于零，负功表示功小于零C、正功表示做功的力为动力，负功表示做功的力为阻力D、以上说法都不对3、两个互相垂直的力F1和F2作用在同一物体上，使物体通过一段位移的过程中，力F1对物体做功4J，力F2对物体做功3J，则力F1与F2的合力对物体做功为（）4、重20N的铁球从离地面40m高处由静止开始下落，若空气阻力是球重的0、2倍，那么该球从开始下落到着地的过程中，重力对小球做功为，空气阻力对小球做功为，小球克服空气阻力做功为。

5、起重机将质量为100 kg的重物竖直向上移动了2 m,下列三种情况下,求：拉力做的功、重力做的功和合力做的功。

第七章机械能守恒定律全章概述本章讲述功和能的概念，以及动能定理和机械能守恒定律。

这一章可视为牛顿力学的进一步展开。

在牛顿运动定律的基础上，通过引入功和能的概念，得出有关机械能的规律，特别是机械能守恒定律，使人们对自然的认识更加深入，为解决力学问题开辟了新的途径。

因此，这一章是力学的重点章。

本章内容是高考命题的热点，特别是关于功、动能定理、机械能守恒定律的有关试题是必考的，有的题目可能重复出现，因此必须熟练掌握本章内容、并将其与牛顿运动定律及运动学相结合，高考中本章的试题题型全面，选择题、填空题、计算题都可能出，尤其是动能定理、机械能守恒定律、能的转化和守恒更多的出现在计算题中，成为近年高考的一大重点，必须重视解综合题的能力。

另外，本章知识与实际生活、科技的联系与化学、生物的综合也是新高考命题的一大热点。

新课标要求1、运用能量的观点分析解决有关问题时，可以不涉及过程中力的作用细节。

2、功和能量转化的关系不仅为解决力学问题开辟了一条新的重要途径，同时它也是分析解决电磁学、热学等领域中问题的重要依据。

3、高考对本章考查的热点包括功和功率、动能定理、机械能守恒定律、能的转化和守恒定律。

考查的特点是灵活性强、综合面大，能力要求高。

７．１追寻守恒量功和能量转化的关系不仅为解决力学问题开辟了一条新的重要途径，同时它也是分析解决电磁学、热学等领域中问题的重要依据．但是学生在能量概念的建立上没有概念基础，所以教材在第一节设立迫寻守恒量，旨在让学生对能量能够有清晰的认识．教材从著名物理学家的理论出发，展示伽利略的斜面实验，逐步引导能量的概念建立．继而利用生活中的实例，给出势能和动能的概念．教材具体说明了引入能量概念的必要性．在实际教学中，逐步渗透物理学家研究待认识问题的方法：设法找出所研究现象是否存在物理量守恒的情况，一旦发现某种物理量守恒，就首先用以整理过去的经验和知识并总结成定律，然后在新的现象或事例中对总结出的守恒定律进行检验，如果定律得以证实就可以借助它解决问题，甚至作出新的预见，追寻和研究守恒量是物理学的一种重要研究方法．守恒关系是自然界中十分重要的关系，通过本节课的学习，加强学生对守恒关系的认识，并把这种物理思想渗透在能量学习的过程中．教学重点理解动能、势能的含义，体会能量转化、守恒的普遍存在性．教学难点培养创新能力，使学生在发现了能量转化、守恒的普遍存在性后，能意识到存在的巨大使用前景．如图所示，一个用细线悬挂的小球从A点开始摆动．记住它向右能够达到的最大高度．然后用一把直尺在P点挡住摆线，看一看这种情况下小球所能达到的高度．这个实验现象说明了什么?它是否说明在小球摆动的过程中某种“东西”是不变的?这种“东西”会是什么?通过本节课的学习，同学们就能理解这一实验现象了．故事导入新华社2000年12月31日和中央电视台2001年元月6日先后报道：在20世纪的最后几分钟里，一项新的多米诺骨牌吉尼斯世界纪录，在北京颐和园体育健康城综合馆和网球馆诞生了．中国、日本和韩国的62名青年学生成功地推倒了340多万张骨牌，一举打破了此前由荷兰人保持的297万张的世界纪录．从电视画面可看出，骨牌瞬间依次倒下的场面蔚为壮观，其间显示的图案丰富多彩，令人惊叹．其中蕴含着一定的科学道理，这就是“多米诺骨牌效应”．该效应产生的能量是十分巨大的．这种效应的物理道理是：骨牌竖着时，重心较高，倒下时重下降，倒下过程中，将其重力势能转化为动能，它倒在第二张牌上，这个动能的一部分就转移到第二张牌上，第二张牌将第一张牌转移来的动能和自己倒下过程中由本身具有的重力势能转化来的动能之和，再传到第三张牌上……所以每张牌倒下的时候，虽然有部分能量损失，但具有的动能都比前一块牌大，因此它们的速度一个比一个快，也就是说，它们依次推倒的能量一个比一个大．你可以设想一下，如果牌的个数足够多，那么最后一个牌的速度将是怎样的大!场面又是何等的壮观!故事中应用到了动能、势能及其转化．今天，我们就来学习追寻守恒量这节课，学习问题中展示的能量问题，探索其中的奥秘．问题导入“挽弓当挽强，用箭当用长；射人先射马，擒贼先擒王．”这是一首杜甫的诗．跳高运动员总是要充分地助跑才能取得好的成绩．请同学们思考下面的问题：(1)为什么强弓就射得远?跳高运动员是以高度来计成绩的。