2020高中物理 第四章 机械能和能源 第1节 功 1 功的定义及做功条件的判断学案 教科版必修2

2020高中物理 第四章 机械能和能源 第1节 功 1 功的定义及做功条件的判断学案 教科版必修2

功的定义及做功条件的判断 一、 考点突破：‎ 知识点 考纲要求 题型 说明 功的定义及做功条件的判断 ‎1. 熟练掌握恒力功大小的计算方法；‎ ‎2. 掌握力做功的条件；‎ ‎3. 理解功的定义。‎ 选择题、计算题 高考重点，每年必考，通常考查恒力功的计算、正负功的判断、变力功的计算、功是能量转化的量度等知识。‎ 二、重难点提示：‎ 重点：恒力功大小的计算方法及做功的条件。‎ 难点：功的定义与做功的条件。‎ 1. ‎ 功的定义 如果一个物体受到力的作用，并且在力的方向上发生了位移，物理学中就说这个力对物体做了功。‎ ‎2. 做功的两个要素 ‎（1）作用在物体上的力。‎ ‎（2）物体在力的方向上发生的位移。‎ ‎3. 公式：‎ ‎【要点诠释】‎ ‎（1）α是力与位移方向之间的夹角，l为物体对地的位移。‎ ‎“力”与“物体的位移”具有“瞬时对应”的关系，即物体的位移是指在力作用时间内的位移。‎ ‎（2）“力的作用点”和“力的作用点的位移”，力的作用点应理解为力作用其上的那个点，力的作用点的位移，应理解为力作用其上的那个质点的位移。‎ 4‎ ‎（3）该公式只适用于恒力做功。‎ ‎（4）功是标量，但有正负。功的正负只表示力做功的效果， 既不表示方向，也不表示大小。即：正功表示动力做功，负功表示阻力做功。‎ ‎【方法指导】‎ a. 当时，，W＝0。这表示力F的方向跟位移的方向垂直时，力F不做功。‎ b. 当时，，W＞0。这表示力F对物体做正功，此时力为动力。‎ c. 当时，，W＜0。这表示力F对物体做负功，此时力为阻力。‎ ‎【重要提示】‎ a. 一定要指明是哪个力对物体做的功；‎ b. 力必须是恒力。‎ ‎4. 总功的计算 一是根据功的公式W＝Flcosα，其中F为物体所受的合外力；二是先求各力对物体所做的功W1，W2，…，Wn，再求各力所做功的代数和，即W＝W1＋W2＋…＋Wn，注意代入功的正、负号。由于功是标量，第二种方法较为简便。‎ ‎5. 单位：焦耳，表示符号：J，即：1Ｊ＝1Ｎ×‎1m＝1N·m。‎ 例题1 如图所示，木块B上表面是水平的，木块A置于B上并与B保持相对静止，一起沿固定的光滑斜面由静止开始下滑，在下滑过程中（　　）‎ A. A所受的合外力对A不做功 B. B对A的弹力做正功 C. B对A的摩擦力做正功 D. A对B不做功 思路分析：A、B一起沿固定的光滑斜面由静止开始下滑，设斜面倾角为θ，则加速度大小为，方向沿斜面向下，可知A做加速运动，受到的合外力为动力，则该合外力对A做正功，选项A错误。对A进行受力分析，可知B对A的摩擦力与A的位移夹角小于，故B对A的摩擦力做正功，B对A的弹力与A的位移夹角大于，故B对A的弹力做负功，选项B错误，C正确。由B运动时的加速度大小可知，A对B的合外力与B的位移夹角为，故做功为零，选项D正确。‎ 答案：CD 4‎ 例题2 一个小孩站在船头，按如图所示的两种情况用同样大小的拉力拉绳，经过相同的时间t（船未碰），小孩所做的功W1、W2的大小关系为（ ）‎ A. W1＞W2 B. W1＝W‎2 ‎ C. W1＜W2 D. 无法比较 思路分析：两种情况用同样大小的力拉绳，甲乙两幅图中左边的船移动的位移相同，但乙图中右边的船也要移动，故拉力作用点移动的距离大；拉力的功等于拉力与作用点在拉力方向上的位移的乘积，故乙图中拉力做功多，故选C。 ‎ 答案：C ‎【知识脉络】‎ 满分训练：如图所示，质量为m的物体置于倾角为θ的斜面上，物体与斜面间的动摩擦因数为μ，在外力作用下，斜面以加速度a沿水平方向向左做匀加速运动，运动中物体m与斜面体相对静止，则关于斜面对m的支持力和摩擦力的下列说法中错误的是（　　）‎ A. 支持力一定做正功 B. 摩擦力一定做正功 C. 摩擦力可能不做功 D. 摩擦力可能做负功 思路分析：支持力方向垂直斜面向上，与位移夹角小于，故支持力一定做正功，而摩擦力是否存在需要讨论。对物体做受力分析如图所示，若 4‎ ‎，此时摩擦力恰好为零，物体只受重力和支持力；当，可知物体受到沿斜面向下的摩擦力，摩擦力与位移夹角小于，此摩擦力则做正功；当，可知物体受到沿斜面向上的摩擦力，摩擦力与位移夹角大于，此摩擦力则做负功。综上所述，B是错误的。‎ 答案：B 4‎