2016-2017学年高中物理人教版必修2课件：第七章 第1-2讲 追寻守恒量——能量 功

在加速、匀速、减速的过程中，支持力与人的位移方向始
终相同，所以支持力始终对人做正功，故D正确.
第1讲 追寻守恒量——能量~第2讲 功
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例4
如图5所示，物体在力的作用下在水平面上发生一
段位移l，试分别计算这四种情况下力 F对物体所做的功 . 设在这四种情况下力F和位移l的大小都相同：F＝10 N，
F合＝Fcos θ－Ff＝10×0.8 N－4.2 N＝3.8 N
F合与l方向相同，所以W＝F合l＝3.8×2 J＝7.6 J
答案 7.6 J
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三、对功的正负的理解及判定
1.功是标量，功的正、负既不表示方向，也不表示功的大小，只
表示是动力做功还是阻力做功.
2.功的正负判定 (1)根据力和位移的夹角判断.例如(如图3所
梳理·识记·点拨
理解·深化·探究 巩固·应用·反馈
预习导学
梳理·识记·点拨
一、追寻守恒量
1.伽利略斜面实验探究
让静止的小球沿一个斜面滚下，小球将滚上另一个对接斜面，没
有摩擦时，hA ＝ hB，如图1所示.小球运动中 守恒 的量叫能量.
图1
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2.能量概念 (1)动能：物体由于 运动 而具有的能量.
以为180°，故力对物体可以做正功，也可以做负功. 答案 ACD
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功的计算
3.用水平恒力F作用于质量为m的物体，使之在光滑的水平面 上沿力的方向移动距离l，恒力F做功为W1；再用该恒力作用 在质量为2m的物体上，使之在粗糙的水平面上移动同样的距 离l，恒力F做功为W2，则两次恒力做功的关系是( A.W1>W2 C.W1＝W2 B.W1<W2 D.无法判断
重力做的功60 J
合力做的功44 J
支持力做的功0
摩擦力做的功
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第七章——
第1讲
目标定位
追寻守恒量——能量 第2讲 功
1.知道能量守恒是自然界的重要规律，初步领会和认识能量转化，
功与能量变化的关系.
2.知道功的概念及做功的两个必要因素，知道W＝Flcos α的使用 条件，会用它进行有关计算. 3.理解正功、负功的含义，会求多个力的总功.
1 预习导学 2 课堂讲义 3 对点练习
第1讲 追寻守恒量——能量~第2讲 功
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所以，外力做的总功为
W＝W1＋W2＋W3＝(60＋0－16)J＝44 J.
若先计算合外力再求功，则合外力做的功
W＝F合l＝(mgsin 37°－μmgcos 37°)l ＝(20×10×0.6－0.2×20×10×0.8)×0.5 J＝44 J.
答案
－16 J
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想一想
功有正负之分，功是矢量吗？正负的意义是什么？
如F1做功10 J，F2做功－15 J，力F1和F2哪个做功多？
答案
功是标量，功的正负既不表示方向，也不表示大
小，只表示做功的力是阻力还是动力， F1 做的功小于 F2 做的功，F2做功多.
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体在力的方向上的位移.而与其他因素，诸如物体运动的快慢、
例1 下列关于做功的说法正确的是( D )
A.凡是受力作用的物体，一定有力对物体做功
B.凡是发生了位移的物体，一定有力对物体做功 C.只要物体受力的同时又有位移发生，则一定有力对物体做功 D.只要物体受力，又在力的方向上发生了位移，则一定有力对 物体做功 解析 力和在力的方向上的位移是做功的两个不可缺少的因素， 故只有选项D正确.
l＝1 m，角θ的大小如图所示，分别说明每种情况下力 F
做功的正负，并求出功.
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图5
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解析 甲图中力F做正功，
W＝Flcos (180° －θ)＝Flcos 30° ＝5 3 J.
乙图中力F做负功，
W＝Flcos (180° －30° )＝Flcos 150° ＝－5 3 J.
向，重力不做功.
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三、正功和负功 由W＝Flcos α可知： π (1)当 α＝2时，W＝ 0 ，力对物体不做功，力既不是阻力也不是动力. π (2)当 0≤α<2时， W > 0， 力对物体做 正 功， 做功的力是 动 (填“动”
或“阻”)力. π (3)当2<α≤π 时，W < 0，力对物体做 负 功，或说成物体 克服 这个 力做功，做功的力是 阻 (填“动”或“阻”)力.
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想一想 答案
物理学中的 “ 做功 ”与日常生活中的 “做工” 物理学中的 “做功 ” 必须满足做功的两个必要因
一样吗？在水平地面上滚动的小球，重力是否做功？ 素.日常生活中的“做工”泛指一切消耗脑力和体力的过 程.因而有“做工”不一定“做功”，“做功”一定“做
工”.在水平地面上滚动的小球，位移方向垂直于重力方
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二、功的计算
1.对W＝Flcos α的理解
(1)W＝Flcos α仅适用于计算恒力的功.
(2)F表示力的大小，l表示力的作用点相对于地面的位移的大小(l也 常常说是物体相对于地面的位移大小 )，α 表示力和位移方向间的 夹角. (3)公式可以表达为W＝F· lcos α，意义是功等于沿力F方向的分位 移与力的乘积；公式也可以表达为 W＝Fcos α· l，意义是功等于位 移与沿位移方向的分力的乘积.
(2)势能：相互作用的物体凭借其 位置 而具有的能量.
(3)能的转化：在伽利略的理想斜面实验中，小球的 势能 和 动能 可相互转化.
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二、功 1.概念
一个物体受到力的作用，并在 力的方向上 发生了一段
位移，这个力就对物体做了功. 2.做功的两个因素 (1)力；(2)物体在 力的方向 上发生的位移.
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)
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解析
物体沿力的方向运动，恒力做功就是指力 F 做的
功，根据W＝Flcos α，两次做功中的F、l、α均相同，所 以两次F做功相同，即W1＝W2. 答案 C
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4.如图6所示，利用斜面从货车上卸货，每包货物的质量m＝20 kg， 斜面倾角α＝37°，斜面的长度l＝0.5 m，货物与斜面间的动摩擦因数 μ＝0.2，求货物从斜面顶端滑到底端的过程中受到的各个力所做的 功以及合外力做的功.(取g＝10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)
间的夹角.
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例2 如图2所示，质量为m＝2 kg的物体静止在水平地面上，受到 与水平地面夹角为θ＝37°、大小F＝10 N的拉力作用，物体移动了 l＝2 m，物体与地面间的动摩擦因数μ＝0.3，sin 37°＝0.6，cos 37° ＝0.8，g取10 m/s2.求：
B项中力和位移垂直，不做功；
C项中重物位移为零，不做功；
D项中人对拖把做正功.故A、D正确.
答案 AD
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正功、负功的判定
2.质量为m的物体放在粗糙的水平面上，受到水平力F的 作用，下列叙述中正确的是( )
A.如果物体做匀加速直线运动，则力F一定做正功
B.如果物体做匀加速直线运动，则力F可能做负功
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(3)重力G所做的功W3； 解析 W3＝Glcos 90°＝0 答案 0
(4)弹力FN所做的功W4；
解析 W4＝FNlcos 90°＝0
答案 0
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(5)合力F合所做的功W. 解析 W＝W1＋W2＋W3＋W4＝7.6 J 也可由合力求总功
图2
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(1)拉力F所做的功W1；
解析 对物体进行受力分析，如图所示.
W1＝Flcos θ＝10×2×0.8 J＝16 J
答案 16 J
(2)摩擦力Ff所做的功W2；
解析 FN＝G－Fsin θ＝20 N－10×0.6 N＝14 N Ff＝μFN＝0.3×14 N＝4.2 N W2＝Ff lcos 180°＝－4.2×2 J＝－8.4 J 答案 －8.4 J
丙图中力F做正功，
W＝Flcos 30° ＝5 3 J.
丁图中力F做正功， W＝Fl＝10 J 答案 见解析
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对点练习
巩固·应用·反馈
对功的理解 1.下列四幅图片所描述的情景中，人对物体做功的是( )
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解析
A项中人对物体做正功；
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四、总功的计算
当一个物体在几个力的共同作用下发生一段位移时，
这几个力对物体所做的总功等于： (1)各个分力分别对物体所做功的 代数和 . (2)几个力的 合力 对物体所做的功.
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课堂讲义
理解·深化·探究
一、对功的理解 1.力对物体是否做功，决定于两个因素：(1)做功的力；(2)物 运动的性质、接触面是否光滑、物体质量的大小等均无关. 2.功是一个过程量，描述的是力在物体沿力的方向发生位移 的过程中的积累效应.