高一《物理衔接》教学案10
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第十四讲:功
【一、学习目标】
1.理解功的概念,知道功的两个要素。
2.知道功的公式W=Flcosθ,会用这个公式计算恒力做功。
3.理解正功和负功的概念,知道在什么情况下力做正功或负功。
4.知道什么是几个力对物体所做的总功,知道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,也等于各个力分别对物体做功的代数和。
【二、学习过程】
一、自主探究案
木头在起重机的拉力作用 列车在机车牵引力的作用 握力器在手的压力作用
下 增加 下 增加 下 增加
1、功和能是两个密切联系的物理量,即如果物体在力的作用下_____发生了变化,这个力一
定对物体做了功,功在能的转化过程中担任重要的角色。
2、功的概念:一个物体受到力的作用,且___________________________,这个力就对物
体做了功。
3、做功的两个不可缺少的因素是_____________和_________________________.
4、纤夫拉船的力的方向与船前进的方向有一定的夹角,不在同一方向上,拉力对船做不做
功?答:__________________
5、在国际单位制单位中,功的单位是_________,用符号_________来表示。1N的力使物体
在力的方向上发生1m的位移时所做的功为_______J.
二、课堂互动案
(一)功
探究1、力做功的必要因素:
物体静止,力F是否做功?
物体匀速运动,力F是否做功?
第四章:功和能
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力与位移方向垂直,力F是否做功?
结论1:力做功的两个必要因素:
(1)__________________(2)____________________________________。
功的概念:如果一个物体___________, 并且在___________________________,我们就说这个
力对物体做了功.
探究2、推导功的表达式
1、当力的方向与物体的运动方向一致 ?
物体在水平力F的作用下水平向前行驶的位移为L,
如图所示,则力F对物体所做的功为:
2、当如果力的方向与运动方向垂直?
当力的方向跟位移方向垂直时,力对物体
做功为:
3、当力的方向与位移方向成某一角度时?
当力F的方向与位移方向成一角度α时,
请你推导出力F所做功的表达式。
结论2:力对物体所做的功,等于_________、_________、________________这三者的乘积。
1. 公式:__________________
2. 单位: 国际单位:_________ 单位符号:_________
(二)正功和负功
根据你所学的知识完成下面的表格。
α cosα W 物理意义
α=π/2
表示力F对物体( )
α<π/2 表示力F对物体( )
π/2<α≤π 表示力F对物体( )
F
匀速运
L
探究3、正功和负功什么意义呢?
正功的意义:力对物体做正功,表明此力的效果是________物体的运动,是动力做功。
负功的意义:力对物体做负功,表明此力的效果是________物体运动,是阻力做功。
一个力对物体做负功,也可说成物体________这个力做了功(取正值)
思考:比较-8J的功与5J的功大小?
探究4:如何求几个力做功?
例题:一个质量m=150kg的物体,受到水平方向的拉力F=500N,在水平地面上由静止开始
移动了l=5m。物体与地面间的滑动摩擦力F阻=100N。求:
(1)各个力对物体所做的功;
(2)各个力对物体做功的代数和;
(3)物体所受的合力;
(4)合力对物体做的功。
思考:求解几个力对物体所做的总功有哪些方法?
【课堂练习】
1、在光滑水平面和粗糙水平面上推车,如果所用的推力相同并通过相同的路程,则推力对
车所做的功是( )
A.一样大
B.在光滑水平面上做功较多
C.在粗糙水平面上所做功较大
D.要由小车通过这段路程的时间来决定
2、有一重2N的石块静止在水平地面上,一个小孩用10N的水平力踢石块,使石块滑行了
1m距离,则小孩对石块做的功( )
A.等于12J B.等于10J
C.等于2J D.因条件不足,故无法确定
3、关于功的正负,下列说法正确的是( )
A.功的正负表示功的方向
B.功的正负表示功的大小
C.功的正负表示做功的效果:正功表示力与位移的夹角小于90°,负功表示力与位移的夹
角大于90°。
D.功的正负和功的大小、方向都有关系
4、用钢索吊起质量为m的物体,当物体以加速度a匀加速升高h时,钢索对重物做的功为
(不计阻力)( )
A.mgh B.m(g+a)h
C.m(g-a)h D.mah
5、下列说法正确的是( )
A.只要物体运动,就一定有力对它做功
B.作用在物体上的力越大,做功越多
C.物体发生的位移越大,做的功越多
D.两个大小不同的力,做的功有可能相等
6、关于支持力做功,以下说法正确的是( )
A.一定做正功 B.一定做负功
C.一定不做功 D.可能做正功也可能做负功
7、以一定的初速度竖直向上抛出一个小球,小球上升的最大高度为h,空气阻力大小恒为f,
则从抛出至回到原出发点的过程中,空气阻力对小球做的功为( )
A.零 B.-fh C.-2fh D.-4fh
8、用起重机把重量为2.0×104N的物体匀速提高了5m,钢绳的拉力做了多少功?重力做了
多少功?物体克服重力做了多少功?这些力所做的总功是多少?
9、一个质量m=150kg的雪撬,受到与水平方向成θ=370角斜向上方的拉力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f =100N,求
(1)各个力对物体所做的功;
(2)各个力对物体所做的功的代数和;
(3)物体所受的合力;
(4)合力对物体做的功。(cos37o=0.8 )
F
θ
5m