广西崇左市宁明县宁明中学高中物理《功》导学案 教科

广西崇左市宁明县宁明中学高中物理《功》导学案教科版必修2
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【学习目标】
1．理解功的概念，知道做功的两个不可缺少的因素。

2．掌握功的公式：W=FLcosα，会计算恒力的功。

3．理解正功与负功及其物理意义。

4.会举例说明做功的过程是能量变化的过程。

【学习重点难点】1、功的概念；功的计算公式。

2、如何判断某一个力是否做功。

课前预习
【知识链接】我们在初中学过功的知识，知道功和能是有密切关系的。

这是因为在某一个过程中，存在做功的现象，也就存在能量变化的现象。

通过功的计算常常能够为能量的定量表达及能量的转化提供分析的基础。

【自主学习】
一、做功与能量的变化
1.功的定义：如果物体受到力的作用并在____________的方向上发生_________就说力对物体做了____________.
2.做功的两个不可缺少的因素:
(1)_____________;
(2)物体在力的方向上发生的_______________
3.判断一个力对物体是否做功的主要依据：
一是根据做功的；二是根据物体之间由于力F的作用是否有转化来确定力是否对物体做功。

4.功能关系：做了多少功,就有多少__________发生了转化,所以说,功是能量转化的______
二.功的计算
1.功的计算式
(1)若物体在恒力F的作用下沿力的方向运动位移X,力F做功W=____________
(2)若物体在与恒力F成α角的方向上运动位移X,力F做功W=____________
2．功的单位:在国际单位制中,功的单位是_________________,符号是________。

1J等于1N的力使物体在力的方向上发生1m的位移时所做的功。

即 1J=1N×1m=1N·m
3.功的标矢性:功是______量,只有大小,没有方向.
三.功的正负及合力的功
1.功的一般计算式W=Flcosα，讨论一个力做功时可能出现以下几种情形:
（1）当= /2 时，cos =0，W 0。

表示力F对物体
（2）当0 < /2 时，cos > 0，W 0。

表示力F对物体做了
（3）当/2 < 时，cos < 0，W 0。

表示力F对物体做了
2.合力做功的计算
(1)所有外力对物体做的总功等于各个力分别对物体做功的____________,W总=_________________
(2)所有外力对物体做的总功等于这些外力的_____________对该物体做的功, W总=_________________
课堂探究
【探究1】做功与能量的变化
1．课本P58图4－1－1（观察图片，回答图中提出的问题）。

（a ）举起杠铃过程中，什么力对杠铃做功？能量怎样变化？ （b ）人在下滑时，什么力对人做功？能量怎样变化？ （c ）箭射出时，什么力对箭做功？能量怎样变化？
2. 如下图是同学们换座位时搬课桌的简图。

在下述操作过程中，同学们对课桌的作用力F 做功了吗？能量怎样变化？（请看清楚F 和V 的方向）
【探究2】功的计算
1、请同学们阅读教材P59中的活动，图4-1-3所示，当恒力F 的方向与物体位移X 的方向成某一夹角α时，如何计算力F 对物体做的功？能否通过对力进行分解来解决这个问题？力的分解有多种不同的方法，你采用怎样的方式？说出你这样进行分解的依据。

（如右图所示）
2、概括：力对物体所做的功，等于 这三者的乘积。

即 。

3、应用计算：如图右所示，质量m=2kg 的静止物体在与水平面成α=370
的拉力F=5N 作用下，沿光滑水平面前进了10m ，求此过程中拉力F 做功多少？（g 取10m/s 2
sin370
=0.6 cos370
=0.8）
4、小结：由于做功就一定要分析力和位移，因此做功问题是建立在受力分析和运动分析基础上的，分析
做功问题一定不要急于得出结果，必须先认真进行 和 分析，否则极易出现错误。

【探究3】功的正负 合力的功
【合作讨论】1、由功的计算公式W=FLcos α可知，力对物体做功可能会出现以下几种情况：
（1)当________≤α＜____________时,W ＞0,力对物体做___________功,力是物体运动的____________(动力或阻力)，使物体的能量____________(增加或减小)
（2)当α=____________时,W=0,表示力对物体不做功,力对物体既不起动力作用,也不起阻力作用.
（3)当___________＜α≤________时,W ＜0,力对物体做__________功,或者说物体克服这个力做了功,力
是物体运动的_________(动力或阻力), 使物体的能量____________(增加或减小) 【合作讨论】 2、 阅读课本P60中的活动，看图4-1-5所示，完成下表：
重力 支持力 摩擦力 合力 力的大小/N 功/J
F
α
F
α
F α F
α
v v
v
F
F α
α
甲 水平推
乙 向右移 F
F
v
其中哪个力做的功为正？哪个力做的功为负？哪个力不做功？合力做的功？并由此谈谈力做正功、负功和不做功的条件，以及功的正负的物理意义。

【合作讨论】 3、 合力做功的计算
(1)所有外力对物体做的总功等于各个力分别对物体做功的____________,W 总=_________________ (2)所有外力对物体做的总功等于这些外力的_____________对该物体做的功, W 总=_________________ 4、应用计算：如图所示，质量为m 的物体A 静止在倾角为θ的斜面体B 上，物体A 和B 之间的动摩擦因数为μ，它们一起在水平面上匀速向右移动X 距离，在这过程中，重力对物体A 所做的功是多少？物体B 对物体A 的支持力所做的功是多少？B 对物体A 的摩擦力对物体A 所做的功是多少？外力对物体做的总功是多少？
【达标演练，小组展示】－－小试牛刀
1、关于力对物体做功，下列说法中正确的是（ ） A. 凡是受力作用的物体，一定有力对物体做功 B. 凡是发生位移的物体，一定有力对物体做功
C. 只要物体受力，又在力的方向上发生位移，则一定有力对物体做功
D. 只要物体受力的同时又有位移发生，一定有力对物体做功
2、小明用200N 的力，把质量为0.5kg 的足球踢出，足球在草地上滚了50m 而停止。

则运动员对足球所做的功是 （ ） A 、200J B 、10000J C 、25J D 、无法确定
3、如图所示，物体在力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=10N ，，L=1m ，角θ的大小如图所示。

4、《优化探究》P53例2、《课时作业》P118第10题 【提升能力】－－你能行
1、一个质量为m 的物体，在水平拉力F 的作用下，在粗糙的水平面上运动，下列哪些说法是正确的是（ ）
A 、如果物体做加速直线运动，F 一定对物体做正功。

B 、如果物体做减速直线运动，F 一定对物体做负功。

C 、如果物体做减速直线运动，F 也可能对物体做正功。

D 、如果物体做匀速直线运动，F 一定对物体做正功。

2、如图所示，质量m=3kg 的物体在与水平面成α=300
斜向下的力F=10N 作用下，由静止开始，沿动摩擦因
甲θ=150 F
v θ 乙θ=30 F v θ 丙θ=300 v θ 丁θ=00 F v F θ A θ A
数μ=0.1的水平面前进了L=10m ，求：（1）重力、弹力、力F 及摩擦力分别对物体做功多少？（2）求总功？（g 取10m/s 2，
）
3、如图所示，质量为m 的物块沿倾角为θ的粗糙斜面顶端静止滑下，斜面总长为s ，动摩擦因数为μ，在此过程中，求：
（1）斜面支持力对物体做了多少功？判断正负 （2）斜面摩擦力对物体做了多少功？判断正负 （3）重力对物体做了多少功？判断正负 （4）合力对物体做了多少功？判断正负 4、《优化探究》P57第11题 【学后反思】1、通过本堂课的学习，我收获（ ）
A 、很大
B 、大
C 、一般
D 、没有
2、通过本堂课的学习，我有如下问题，需要解决。

_
θ m。