1、物理必修2人教版第七章機(jī)械能守恒定律第二節(jié)功 情景切入 課標(biāo)點(diǎn)擊 課前導(dǎo)讀 問題探究 知識解惑 欄目鏈接情 景切 入沙和尚做功，而無功 情景切入 課標(biāo)點(diǎn)擊 課前導(dǎo)讀 問題探究 知識解惑 欄目鏈接 “你挑著擔(dān)，我牽著馬，迎來日出，送走晚霞?西游記?中，沙和尚挑擔(dān)千里，在豎直方向上卻沒有對行李做功，而豬八戒扶師父上馬卻做了功，不必為沙和尚鳴不平，物理學(xué)中的做功是有嚴(yán)格定義的 情景切入 課標(biāo)點(diǎn)擊 課前導(dǎo)讀 問題探究 知識解惑 欄目鏈接課 標(biāo)點(diǎn) 擊 情景切入 課標(biāo)點(diǎn)擊 課前導(dǎo)讀 問題探究 知識解惑 欄目鏈接1理解功的概念，掌握功的兩個因素2掌握功的公式WFlcos ，會用它進(jìn)行有關(guān)計(jì)算3理解正功、負(fù)功

2、的含義，會求多個力的總功 情景切入 課前導(dǎo)讀 知識解惑 欄目鏈接 情景切入 課標(biāo)點(diǎn)擊 課前導(dǎo)讀 問題探究 知識解惑 欄目鏈接課 前導(dǎo) 讀 情景切入 課標(biāo)點(diǎn)擊 課前導(dǎo)讀 問題探究 知識解惑 欄目鏈接一、功1概念：一個物體受到力的作用，并在_發(fā)生了一段位移，這個力就對物體做了功2做功的兩個因素(1)物體_的作用(2)物體在力的方向上發(fā)生了_3功的公式(1)力F與位移l同向時，W_(2)力F與位移l夾角為時，W_力的方向上受力位移FlFlcos 課 前導(dǎo) 讀 情景切入 課標(biāo)點(diǎn)擊 課前導(dǎo)讀 問題探究 知識解惑 欄目鏈接其中F、l、分別為_、_和_方向的夾角4功的單位在國際單位制中，功的單位是_，簡稱_

3、，符號是_.1 J等于1 N的力使物體在力的方向上發(fā)生1 m的位移時所做的功，即1 J1 Nm.5功是標(biāo)量功只有大小，沒有_力的大小位移的大小力與位移焦耳焦J方向課 前導(dǎo) 讀 情景切入 課標(biāo)點(diǎn)擊 課前導(dǎo)讀 問題探究 知識解惑 欄目鏈接1功的正負(fù)不表示_，只表示做功的力是阻力還是動力2對公式中 角的理解二、功的正負(fù)的取值cos 功的正負(fù)物理意義00W0，力_)做功的力是_(選填“動力”或“阻力”，下同)cos 0W0，力_)力既不是_，也不是_cos 0W0，力_)做功的力是_大小做正功動力不做功動力阻力做負(fù)功阻力課 前導(dǎo) 讀 情景切入 課標(biāo)點(diǎn)擊 課前導(dǎo)讀 問題探究 知識解惑 欄目鏈接由合力與分

4、力的等效替代關(guān)系知，合力與分力做功也是可以等效替代的，因此計(jì)算總功的方法有兩種：1先求物體所受的合外力，再根據(jù)公式W合F合lcos 求合外力的功2先根據(jù)WFlcos ，求每個分力做的功W1，W2，Wn，再根據(jù)W合W1W2Wn，求合力的功即合力做的功等于各個分力做功的代數(shù)和三、總功的兩種求解思路 情景切入 課標(biāo)點(diǎn)擊 課前導(dǎo)讀 問題探究 知識解惑 欄目鏈接問 題探 究問題一怎樣理解功？ 情景切入 課標(biāo)點(diǎn)擊 課前導(dǎo)讀 問題探究 知識解惑 欄目鏈接1做功需要兩個必備因素(1)做功具有兩個必不可少的因素：做功的力；物體在力的方向上的位移(2)力對物體是否做了功，只與這兩個因素有關(guān)，只有兩者都不為零，力才

5、對物體做了功，并且功的大小等于力與物體在力的方向上的位移的乘積2對公式WFlcos 的理解問 題探 究 情景切入 課標(biāo)點(diǎn)擊 課前導(dǎo)讀 問題探究 知識解惑 欄目鏈接 (1)各符號的含義F表示力的大小，l表示力的作用點(diǎn)相對于地面位移的大小，當(dāng)力的作用點(diǎn)的位移與物體的位移相同時，也常常說是物體相對于地面的位移大小；表示力和位移方向間的夾角(2)WFlcos 與WFcos l的理解公式可以表示為WFlcos ，表達(dá)的物理意義是功等于力與沿力F方向的位移的乘積；公式也可以表示為WFcos l，表達(dá)的物理意義是功等于沿位移方向的力與位移的乘積問 題探 究 情景切入 課標(biāo)點(diǎn)擊 課前導(dǎo)讀 問題探究 知識解惑

6、欄目鏈接3做功的實(shí)質(zhì)做功的過程是能量轉(zhuǎn)化的過程，功是能量轉(zhuǎn)化的量度問 題探 究 情景切入 課標(biāo)點(diǎn)擊 課前導(dǎo)讀 問題探究 知識解惑 欄目鏈接嘗試應(yīng)用1關(guān)于人對物體做功，以下說法中正確的選項(xiàng)是()A解放軍戰(zhàn)士用肩扛槍站崗，戰(zhàn)士用了力，所以戰(zhàn)士對槍做了功B人用手拎著小水桶在水平地面上勻速行走，人用了力，所以人做功了C人用繩子把一桶水從井中提起，人對這桶水沒有做功D汽車拋錨時，人用了很大的力，才能使車緩慢移動，人對車做了功 D答案：知 識解 惑問題二怎樣理解功的正負(fù)？ 情景切入 課標(biāo)點(diǎn)擊 課前導(dǎo)讀 問題探究 知識解惑 欄目鏈接1功是標(biāo)量功是標(biāo)量，只有量值，沒有方向功的正、負(fù)并不表示功的方向，而且也不是

7、數(shù)量上的正與負(fù)我們既不能說“正功與負(fù)功的方向相反，也不能說“正功大于負(fù)功，它們僅表示相反的做成效果2正、負(fù)功的物理意義因?yàn)楣κ敲枋隽υ诳臻g位移上累積效果的物理量，是能量轉(zhuǎn)化的量度，能量是標(biāo)量，相應(yīng)的功也是標(biāo)量功的正、負(fù)有如下含義：知 識解 惑 情景切入 課標(biāo)點(diǎn)擊 課前導(dǎo)讀 問題探究 知識解惑 欄目鏈接意義動力學(xué)角度能量角度正功力對物體做正功，這個力對物體來說是動力力對物體做功向物體提供能量，即受力物體獲得了能量負(fù)功力對物體做負(fù)功，這個力是阻力，對物體的運(yùn)動起阻礙作用物體克服外力做功，向外輸出能量(以消耗自身的能量為代價)，即負(fù)功表示物體失去了能量說明功是標(biāo)量，不能把正、負(fù)功中的正、負(fù)號理解為功

8、是矢量一個力對物體做了負(fù)功，往往說成物體克服這個力做了功，這兩種說法是等效的知 識解 惑 情景切入 課標(biāo)點(diǎn)擊 課前導(dǎo)讀 問題探究 知識解惑 欄目鏈接3.判斷正負(fù)功的方法(1)從力和位移的夾角大小判斷：090，做正功；90180，做負(fù)功；90，不做功(2)從力和速度的夾角大小判斷：090，做正功；90180，做負(fù)功；90，不做功(3)根據(jù)功能關(guān)系判斷：物體的能量增加，外力做正功；物體的能量減少，外力做負(fù)功問 題探 究嘗試應(yīng)用 情景切入 課標(biāo)點(diǎn)擊 課前導(dǎo)讀 問題探究 知識解惑 欄目鏈接2.有一根輕繩系一個物體，如下圖，在繩的拉力作用下，物體向下做勻減速運(yùn)動，那么作用在物體上的各力做功的情況是()A

9、重力做正功，拉力做負(fù)功，合外力做負(fù)功B重力做正功，拉力做負(fù)功，合外力做正功C重力做正功，拉力做正功，合外力做正功D重力做負(fù)功，拉力做負(fù)功，合外力做正功A答案：問 題探 究 情景切入 課標(biāo)點(diǎn)擊 課前導(dǎo)讀 問題探究 知識解惑 欄目鏈接1恒力功的計(jì)算一個恒力F對物體做功WFlcos 有兩種處理方法：一種是W等于力F乘以物體在力F方向上的分位移lcos ，即物體的位移分解為沿F方向上和垂直于F方向上的兩個分位移l1和l2，那么F做的功WFl1Flcos ；一種是W等于力F在位移l方向上的分力Fcos 乘以物體的位移 l，即將力F分解為沿 l方向上和垂直于l方向上的兩個分力F1和F2，那么F做的功：WF

10、1lFcos l.問題三如何計(jì)算功？問 題探 究 情景切入 課標(biāo)點(diǎn)擊 課前導(dǎo)讀 問題探究 知識解惑 欄目鏈接功的正、負(fù)可直接由力F與位移l的夾角的大小或力F與物體速度v方向的夾角的大小判斷2總功的計(jì)算雖然力、位移都是矢量，但功是標(biāo)量，物體受到多個外力作用時，計(jì)算合外力的功，要考慮各個外力共同做功產(chǎn)生的效果，一般有如下兩種方法：(1)先由力的合成與分解法或根據(jù)牛頓第二定律求出合力F合，然后由WF合lcos 計(jì)算(2)由WFlcos計(jì)算各個力對物體做的功W1，W2，Wn，然后將各個力所做的功求代數(shù)和，即問 題探 究 情景切入 課標(biāo)點(diǎn)擊 課前導(dǎo)讀 問題探究 知識解惑 欄目鏈接問 題探 究 情景切入

11、課標(biāo)點(diǎn)擊 課前導(dǎo)讀 問題探究 知識解惑 欄目鏈接 (2)力F在全程中是變力，但在每一個階段是恒力，這樣就可以先計(jì)算每個階段的功，再利用求和的方法計(jì)算整個過程中變力做的功(3)阻力的功及圖象法阻力的功：如果阻力大小不變，方向始終與運(yùn)動方向相反，可以直接用力的大小乘以路程如滑動摩擦力、空氣阻力做功等問 題探 究 情景切入 課標(biāo)點(diǎn)擊 課前導(dǎo)讀 問題探究 知識解惑 欄目鏈接 圖象法，如下圖，在Fx圖象中，如果能求出圖線與x軸圍成的面積，這個面積值，即為F在這段位移上的功(4)利用動能定理或能量守恒定律求變力的功(在后面將要學(xué)到)名師提示：計(jì)算功的根本方法：先畫出受力圖，然后，找出位移及力和位移方向的夾

12、角，注意：明確“哪個力在哪段過程做的功，要注意“一個力對物體做功和“物體對物體做功的含義不同問 題探 究嘗試應(yīng)用 情景切入 課標(biāo)點(diǎn)擊 課前導(dǎo)讀 問題探究 知識解惑 欄目鏈接A答案：問 題探 究 情景切入 課標(biāo)點(diǎn)擊 課前導(dǎo)讀 問題探究 知識解惑 欄目鏈接C答案：解析： 物體A受三個力的作用，分別為重力、彈力和摩擦力，重力的方向豎直向下，與位移方向垂直不做功由于物體做勻速運(yùn)動，合外力為零故彈力、摩擦力的合力方向豎直向上，也不做功 情景切入 課標(biāo)點(diǎn)擊 課前導(dǎo)讀 問題探究 知識解惑 欄目鏈接知 識解 惑題型1 正功和負(fù)功的判斷例1一人乘電梯從1樓到20樓，在此過程中經(jīng)歷了先加速，后勻速，再減速的運(yùn)動過

13、程，那么電梯支持力對人做功情況是()A加速時做正功，勻速時不做功，減速時做負(fù)功B加速時做正功，勻速和減速時做負(fù)功C加速和勻速時做正功，減速時做負(fù)功D始終做正功 情景切入 課標(biāo)點(diǎn)擊 課前導(dǎo)讀 問題探究 知識解惑 欄目鏈接知 識解 惑解析： 情景切入 課標(biāo)點(diǎn)擊 課前導(dǎo)讀 問題探究 知識解惑 欄目鏈接答案：D 力對物體做功的表達(dá)式為WFlcos ，090時，F(xiàn)做正功；90時，F(xiàn)不做功；90180時，F(xiàn)做負(fù)功電梯支持力始終豎直向上，與位移同向，0，故支持力始終做正功，D正確知 識解 惑名師歸納：在此題的三種運(yùn)動情形中，支持力的方向均與速度方向同向，故都做正功，功的正負(fù)與運(yùn)動狀態(tài)無關(guān) 情景切入 課標(biāo)點(diǎn)擊

14、 課前導(dǎo)讀 問題探究 知識解惑 欄目鏈接知 識解 惑變式應(yīng)用 情景切入 課標(biāo)點(diǎn)擊 課前導(dǎo)讀 問題探究 知識解惑 欄目鏈接1(雙選)如圖，一質(zhì)量為m的物體以一定的初速度沖上一固定斜面，到達(dá)斜面頂端時速度剛好為零，那么物體在斜面上上滑時，各力做功的情況的描述正確的選項(xiàng)是()A重力做正功B支持力不做功C摩擦力做負(fù)功D合外力做正功答案：BC知 識解 惑 情景切入 課標(biāo)點(diǎn)擊 課前導(dǎo)讀 問題探究 知識解惑 欄目鏈接題型2 功的計(jì)算例2如下圖，一固定斜面的傾角為，斜面的長為L，試求：質(zhì)量為m的物體從斜面頂端滑至底端重力所做的功知 識解 惑解析： 情景切入 課標(biāo)點(diǎn)擊 課前導(dǎo)讀 問題探究 知識解惑 欄目鏈接 方

15、法一直接用公式，由WFlcos 得，如下圖，WmgLcos(90)mgLsin .方法二分解力，如下圖，重力垂直斜面方向的分力不做功，只有沿斜面方向的分力做功WGmgsin LmgLsin .方法三分解位移，因?yàn)槲矬w在重力方向上的位移為Lsin ，所以重力的功WGmgLsin . mgLsin 答案：知 識解 惑 情景切入 課標(biāo)點(diǎn)擊 課前導(dǎo)讀 問題探究 知識解惑 欄目鏈接名師歸納：對恒力做功有三種求法，第一種方法是公式法，應(yīng)用時，應(yīng)特別注意力和位移方向的夾角第二種方法是分解力，這也正是推導(dǎo)WFlcos 所用的方法，第三種方法是分解位移，找出物體在力的方向上所發(fā)生的位移(注意做功不可缺少的因素之

16、一就物體在力和方向上發(fā)生的位移)具體用哪種方法，須根據(jù)實(shí)際題目的條件選取知 識解 惑 情景切入 課標(biāo)點(diǎn)擊 課前導(dǎo)讀 問題探究 知識解惑 欄目鏈接如下圖，水平地面上的物體質(zhì)量為2 kg，在方向與水平面成37角、大小為10 N的拉力F作用下移動2 m，物體與水平地面間的動摩擦因數(shù)為0.2.在這一過程中，物體受的各力做功多少？合力做功多少？(g取10 m/s2，sin 37，cos 370.8)題型3 總功的計(jì)算知 識解 惑解析： 情景切入 課標(biāo)點(diǎn)擊 課前導(dǎo)讀 問題探究 知識解惑 欄目鏈接 物體受重力、支持力、拉力、摩擦力四個力作用，受力分析如下圖，其中重力和支持力與運(yùn)動方向垂直，不做功，拉力做正功

17、，摩擦力做負(fù)功解法一：拉力F對物體做的功為WFFlcos 3710216 (J)摩擦力對物體做的功為WFfFflcos 180(mgFsin 37)l(210100.6)25.6 (J)重力和支持力做的功為WGWFN0.知 識解 惑 情景切入 課標(biāo)點(diǎn)擊 課前導(dǎo)讀 問題探究 知識解惑 欄目鏈接合力做功為W合WGWFNWFWFf1610.4 (J)解法二：物體所受到的合力為F合Fcos 37Ff105.2 (N)所以W合F合l210.4 (J) WGWFN0WF16 JWFf5.6 JW合10.4 J答案：知 識解 惑 情景切入 課標(biāo)點(diǎn)擊 課前導(dǎo)讀 問題探究 知識解惑 欄目鏈接 名師歸納：對于總功

18、的計(jì)算，常見的求解方法有兩種：先對物體進(jìn)行受力分析，根據(jù)功的計(jì)算式求出各個力所做的功，然后求它們的代數(shù)和；先對物體進(jìn)行受力分析，求出物體所受的合力，然后根據(jù)功的計(jì)算式求出合力所做的功知 識解 惑變式應(yīng)用 情景切入 課標(biāo)點(diǎn)擊 課前導(dǎo)讀 問題探究 知識解惑 欄目鏈接知 識解 惑解析： 情景切入 課標(biāo)點(diǎn)擊 課前導(dǎo)讀 問題探究 知識解惑 欄目鏈接 如下圖，物體受到重力、拉力、斜面的支持力和摩擦力的作用，做單向直線運(yùn)動，其位移的大小與移動的距離相等所以重力所做的功為WGmglcos(90)3102cos 6030 (J)，拉力所做的功WFFl10220 (J)知 識解 惑 情景切入 課標(biāo)點(diǎn)擊 課前導(dǎo)讀 問題探究 知識解惑 欄目鏈接支持力與物體運(yùn)動方向垂直，它所做的功WFN0.滑動摩擦力的方向與位移方