第七章 第一节 功 学案.docx
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第七章第一节功学案
§7.2功
(预习学案)
三维目标:
(有目标才更有效)
知识与技能:
1理解功的概念,分析功的两个要素。
2理解功的表达式会简单的计算。
3初步明确什么是正功什么是负功。
过程与方法:
联系初中的知识,明确其联系,学会归纳和类比
情感态度与价值观:
体会“功”的意义,思考和能量之间的关系,感受物理学的魅力。
重点:
功的计算
难点:
正功负功的判断与理解
自主探究:
1什么情况下我们就说对一个物体做了功?
你能举出生活中的例子来说明么?
2做功的两个要素是什么呢?
3力与位移同向时做功的公式是什么?
功的单位是什么呢?
通过公式你能找到它的其他表达么?
4很多时候力与运动方向成一定角度,这时计算公式又是怎样的呢?
各字母分别表示的是什么?
此公式和同向时的公式有何联系?
5什么是正功什么是负功呢?
能从能量的角度或者动力学的角度思考一下么?
结合旁的例子说明正功负功的物理意义。
6你能自己试着探索出正功,负功与不做功和力与位移间夹角的关系么?
7如果上述问题你都完成了那么你太棒了。
可以试着完成状元之路58页的“知识清单”与“预习自测”部分了。
(别忘记把你的疑惑标注清楚,可以讨论课或者课堂上大家一起解决)
§7.2功
(一)
(课堂探究学案)
三维目标:
知识与技能
1初步认识做功与能量变化的关系
2理解功的概念,知道做功的两个要素
3明确功是标量,知道功的表达式及适用范围,会用功的公式进行计算
4理解正负功的概念,会根据公式算多个力的总功
过程与方法
体会由特殊到一般的探究思路,学会归纳和类比
情感态度与价值观
体会“功”的意义,联系实际,感受物理学的魅力。
重点:
功的计算
难点:
正功负功的判断与理解
新课探究:
一功的含义
1什么情况下叫对物体做了功?
2功和能量有怎样的关系呢?
二做功的两个因素
讨论一:
教材57页(图7.2-1)第一个例子
如果起重机提着货物静止不动,拉力对货物是否做功了?
为什么?
如果提着货物水平运动拉力是否做功了?
为什么?
讨论二:
教材57页(图7.2-1)第二个例子
列车的重力是否做功了?
地面对车的支持力是否做功了?
思考与讨论:
1做功的两个因素是什么?
2力与位移在同一方向时功的公式是什么?
3力与位移的夹角为90°时,力的方向上有位移么?
此力做功么?
(能让你回想起上两章学过的哪个力?
它的做功情况如何?
)
三一般情况下功的公式
如果力与位移l的夹角不是0°也不是90°而是任意角度时,力对物体是否做功?
如何判断呢?
教材中的方法是什么?
你还有别的方法么?
试一试。
得出功的表达式是:
(许多同学学不好物理,原因之一是对于所讨论的问题不能建立明确的、动态的物理图像,物理学的内容在他们的头脑中只是一些条文与公式。
而实际上,物理学的条文与公式不过是一种语言,它们帮助我们把实际情景中蕴含的科学概念和规律抽象出来,但最终还要归结为生动的情景。
)
思考与讨论:
1此公式的适用条件是什么?
2公式中的l和f指的是什么?
有正负么?
3式中的l是以什么为参考系?
4功的单位是什么?
结合公式此单位是否有别的表达?
5结合公式试说明什么时候功最大?
什么时候不做功?
6同样的力,同样的位移,但运动一个快一个慢,对哪个物体做功多?
功与物体的运动状态有关么?
(例题:
见状元之路59页例一)
四正功和负功
结合功的公式分析:
1何时力对物体做正功?
此力是动力还是阻力?
若只有此力做功则物体的能量如何变化?
2何时力对物体做负功?
此力是动力还是阻力?
若只有此力做功则物体的能量如何变化?
(我们还将负功说成是“物体克服某力做功”,此时取绝对值)
思考与讨论:
功是什么量?
正负代表的是方向么?
(例题:
见状元之路59页例二)
五几个力共同作用的总功
求几个力共同作用所做的总功有哪些思路?
(例题:
教材59页的例题,尝试用两种方法来做)
功针对训练
(一)
1如图所示,线拴小球在光滑水平面上做匀速圆周运动,圆的半径是1m,球的质量是0.1kg,线速度v=1m/s,小球由A点运动到B点恰好是半个圆周。
那么在这段运动中线的拉力做的功是()
A.0B.0.1JC.0.314JD.无法确定
2下面列举的哪几种情况下所做的功是零()
A.卫星做匀速圆周运动,地球引力对卫星做的功
B.平抛运动中,重力对物体做的功
C.举重运动员,扛着杠铃在头上的上方停留10s,运动员对杠铃做的功
D.木块在粗糙水平面上滑动,支持力对木块做的功
3一学生用100N的力将质量为0.5kg的球迅速踢出,球在水平路面上滚出20m远,则该学生对球做的功是:
()
A、2000J B、1000J
C、16J D、无法确定
4用水平恒力F作用在质量为M的物体上,使之在光滑的水平面上沿力的方向移动距离s,恒力做功为W1,再用该恒力作用于质量
为m(m 做功的关系是( ) A、W1>W2B、W1 5如图所示,力F大小相等,ABCD物体运动的位移s也相同,哪种情况F做功最小() 5关于功的论述,下列说法中正确的是() A、力大做的功多。 B、+5J的功比-5J的功多 C、物体加速运动时的功比减速运动时的功多。 D、-10J的功比+5J的功多。 6质量为m的物体,受水平力F的作用,在粗糙的水平面上运动,下列说法中正确的是() A.如果物体做加速直线运动,F一定做正功 B.如果物体做减速直线运动,F一定做负功 C.如果物体做减速直线运动,F可能做正功 D.如果物体做匀速直线运动,F一定做正功 (提示: 结合运动状态分析受力情况,画出受力示意图。 ) 7起重机将质量为100kg的重物竖直向上移动了2m,下列三种情况下,做功的力各有哪几个? 每个力做了多少功? 是正功还是负功? (不计阻力,g=10m/s2) (1)匀加速提高,加速度a1=0.2m/s2; (2)匀速提高; (3)匀减速下降,加速度大小a2=0.2m/s2. 8一质量为10kg的物体,放在动摩擦因数为0.2的水平支持面上,受到与水平方向成300角的斜向上方20N的拉力作用在水平方向发生5m的位移。 求: (1)拉力所做的功。 (2)外力对物体所做的总功。 别忘了总结方法和易错点并对错因进行分析 §7.2功 (二) 课堂探究学案 三维目标 知识与技能 1理解摩擦力做功的特点,会计算摩擦力做功 2理解作用力与反作用力做功的特点 3会变力做功的计算 过程与方法 学会变力做功的几种处理方法和基本思想 情感态度与价值观 对学生进行思想方法的教育,联系实际,让学生感受到物理学的魅力提升对物理的兴趣,同时培养合作探究的能力 新课探究: 一摩擦力做功 思考与讨论: 1摩擦力的方向是怎样的? 与什么方向相反? 2功的表达式是什么? 其中l所选的参考系是什么? 3摩擦力一定做负功么? 能举出生活中的例子证实你的猜想么? 4摩擦力能做正功或者不做功么? 分别举出实例。 5一个系统里一对静摩擦力做功的和有什么特点? 一对滑动摩擦力呢? 总结摩擦力做功的特点: (例题见状元之路60页变式3) 二作用力与反作用力做功 思考与讨论: 1作用力与反作用力的特点是什么? 2作用力与反作用力一定一个做正功一个做负功么? 你能举出实例么? 3作用力与反作用力做功的绝对值一定相等么? 你能举出实例么? 总结作用力反作用力做功特点: 三关于变力做功 例一,以一定的速度竖直上抛一小球,小球上升的最大高度为h,空气阻力的大小恒为F,则从抛出至落回抛出点的过程中空气阻力对小球做的功为() A.0B.–FhC.–2FhD-4Fh 处理方法总结: 例二,如图所示,定滑轮至滑块的高度为h,已知绳的拉力为T恒定,滑块沿水平面由A前进s至B点。 滑块在初末位置时细绳与水平方向的夹角分别为α1和α2,求滑块由A点前进至B点的过程中,绳的拉力对滑块所做的功。 处理方法总结: 例三,如图所示,某力F=10N作用于半径R=1m的转盘的边缘上,力F的大小保持不变,但方向始终保持于作用点的切线方向一致,则转动一周这个力F做到总功应为() A、0B、20πJC、10JD、20J 处理方法总结: 例四,一辆汽车质量为100t,从静止开始运动,其阻力为车重的0.05倍,其牵引力的大小与车前进的距离x的变化关系为F=1000x+f,f为车所受到的阻力,当车前进一百米时牵引力所做的功是多少? (g=10N/kg) 处理方法总结: 功针对训练 (二) 1关于摩擦力做功的下列说法中不正确的是() A、滑动摩擦力阻碍物体的相对运动,一 定做负功 B、静摩擦力起着阻碍物体相对运动趋势的作用,一定不做功 C、静摩擦力和滑动摩擦力一定都做负功 D、系统内相互作用的两物体间一对摩擦力做功的总和等于零 2关于作用力和反作用力做功的情况下列说法正确的是() A作用力做功反作用力也一定做功 B作用力做正功反作用力一定做负功 C作用力反作用力可能都做负功 D作用力反作用力做的功一定大小相等,且代数和为零 3质量是2kg的物体置于水平面上,在运动方向上受拉力F作用沿水平面做匀变速运动,物体运动的速度—时间图象如图所示,若物体受摩擦力为10N,则下列说法正确的是( ) A.拉力做功150J B.拉力做功100J C.摩擦力做功250J D.物体克服摩擦力做功250J 4如图所示,在加速向左运动的车厢中,一个人用力沿车前进的方向推车厢,已知人与车厢始终保持相对静止,那么人对车厢做功的情况是() A、做正功B、做负功 C、不做功D、无法确定 5如图所示,一子弹以水平速度射入放置在光滑水平面上原来静止的木 块,并留在木块中,在此过程中子弹钻入木块的深度为d,木块的位移为s,木块对子弹的摩擦力大小为F,则木块对子弹的摩擦力做的功为________;子弹对木块的摩擦力做的功为________。 6如图所示,质量为M的长木板B被固定在水平面上,一个质量为m的滑块A以某一速度沿木板表面由C点滑至D点,在木板上前进了L,若滑块与木板间动摩擦因数为μ,求摩擦力对滑块、对木板做功各为多少? 7如图所示,磨杆长为L,在杆端施以与杆垂直且大小不变的力F,求杆绕轴转动一周的过程中力F所做的功 8如图所示,绕过定滑轮的绳子,一端系一质量为10kg的物体A,另一端被人握住,最初绳沿竖直方向,手到滑轮距离为3m.之后人握住绳子向前运动,使物体A匀速上升,则在人向前运动4m的过程中,对物体A作的功 .(绳的质量、绳与轮摩擦、空气阻力均不计) 9如图所示,以初速度 竖直向上抛出一个质量为m的小球,小球上升的最大高度为h1,空气阻力的大小恒为F,则小球从抛出至回到出发点下方h2处,合外力对小球做的功为多少? 10如图,小球在大小不变的拉力F的作用下,在水平槽内做圆周运动。 如果圆半径为R,拉力F的方向恒与小球瞬时速度方向一致,则在小球运动一周过程中,拉力F所做的功多 总结: 解决变力做功思路: 将变力做功转化为恒力做功 常见的方法有: 微元法 特例: 耗散力(如空气阻力)在曲线运动(或往返运动)过程中,所做的功等于力和路的乘积,不是力和位移的乘积,可将方向变化大小不变的变力转化为恒力来求力所做的功. 通过相关连点的联系将变力做功转化为恒力做功. 如果力F随位移S均匀变化的,可用求平均力的方法将变力转化为恒力. 功针对训练(三) 1.如图所示,用同样的力F拉同一物体,在甲(光滑水平面)、乙(粗糙水平面)、丙(光滑斜面)、丁(粗糙斜面)上通过同样的距离,则拉力F的做功情况是() A.甲中做功最少B.丁中做功最多 C.做功一样多D.无法比较 2.如图所示,木块A放在上表面粗糙的木块B的左上端,用恒力F将A拉至B的右端,第一次将B固定在地面上,F做的功为W1;第二次让B可以在光滑地面上自由滑动,F做的功为W2,比较两次做功,可能是( ) (A)W1<W2(B)W1=W2(C)W1>W2(D)无法比较 3.如图所示,物体A的质量为2kg,置于光滑的水平面上,水平拉力2N,不计绳子与滑轮的摩擦和滑轮的质量,物体A获得的加速度a=________m/s2,在物体A移动0.4m的过程中,拉力F做功________J. 4.斜面高H,倾角为 ,计算滑块由上端滑到底端的过程中外力对物体所做的总功。 5.在水平粗糙地面上,使同一物体由静止开始做匀加速直线运动,第一次是斜上拉力,第二次是斜下推力,两次力的作用线与水平方向的夹角相同,力的大小也相同,位移大小也相同,则() A.力F对物体做的功相同,合力对物体做的总功也相同 B.力F对物体做的功相同,合力对物体做的总功不相同 C.力F对物体做的功不相同,合力对物体做的总功相同 D.力F对物体做的功不相同,合力对物体做的总功也不相同 6.一木块前端有一滑轮,绳的一端系在右方固定处,另一端穿过滑轮用恒力F拉住保持两股绳之间的夹角θ不变,如图所示.当用力拉绳使木块前进s时,力F对木块做的功(不计绳重和摩擦)是( ) (A)Fscosθ(B)Fs(1+cosθ) (C)2Fscosθ(D)2Fs 7.粗糙水平面上,绳子一端系一小球绕另一端做半径为R的圆周运动,小球质量为m,与桌面间的动摩擦因数为μ,则小球经过1/4圆周的时间内 ( ) (A)绳子的拉力对球不做功 (B)绳子的拉力对球做功πRF/2 (C)重力和支持力不做功 (D)摩擦力对物体做功μmgRπ/2 8.关于摩擦力的功,下列说法中正确的是() A.静摩擦力总是做正功,滑动摩擦力总是做负功 B.静摩擦力对物体不一定做功,滑动摩擦力对物体一定做功 C.静摩擦力对物体一定做功,滑动摩擦力对物体可能不做功 D.静摩擦力和滑动摩擦力都可能对物体不做功 9.一个质量m=10kg的静止物体与水平地面间滑动摩擦系数μ=0.2,受到一个大小为100N与水平方向成θ=37°的斜向上拉力作用而运动.若作用时间为t=2s,则拉力对物体做功为,物体克服摩擦力做的功为, 10.如图所示,B物体在拉力F的作用下向左运动,在运动的过程中,A、B间有相互作用的摩擦力,则摩擦力做功的情况是(). (A)A、B都克服摩擦力做功(B)摩擦力对A不做功,B克服摩擦力做功 (C)摩擦力对A做功,B克服摩擦力做功(D)摩擦力对A、B都不做功 11.一质量为m的物体在水平恒力F的作用下沿水平面运动,在t0时刻撤去力F,其v-t图象如图所示。 已知物体与水平面间的动摩擦因数为μ,则下列关于力F的大小和力F做的功W的大小关系式,正确的是() A. B. C. D. 12.如图所示,水平传送带正以v=2m/s的速度运行,两端的距离为l=10m.把一质量为m=1kg的物体轻轻放到传送带上,物体在传送带的带动下向右运动.如物体与传送带间的动摩擦因数μ=0.1,则把这个物体从传送带左端传送到右端的过程中,摩擦力对其做了多少功? 摩擦力对皮带做功为多少?
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