山西省应县一中人教版高一物理必修二学案：第一、二节-追寻守恒量--能量(1)学习专用.doc

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第七章 机械能守恒定律
第一节 追寻守恒量——能量（1）
第二节 功（1）
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[学习目标]　1.知道能量守恒是自然界的重要规律．　2.了解势能、动能的概念，理解功的概念．　3.掌握W＝Flcos α的适用条件，会用它进行计算．(重点)　4.理解正功、负功的含义，会求多个力的总功．(重点、难点)　5.掌握变力功的求法．
基础知识

追寻守恒量——能量

1．伽利略斜面实验探究
图7­1­1
如图7­1­1所示，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.
始、末位置高度相同，小球运动中守恒的量叫能量．
2．势能：相互作用的物体凭借其位置而具有的能量．
3．动能：物体由于运动而具有的能量．
4．在伽利略的理想斜面实验中，小球的动能和势能相互转化，但二者的总量是保持不变的．

1．在上述实验中，若有摩擦，则hA＞hB.(√)
2．在上述实验中，若有摩擦，能量不再守恒．(×)
3．竖直上抛运动中，动能、势能相互转化，且二者的总量保持不变．(√)

功

1．功的定义
一个物体受到力的作用，并在力的方向上发生了一段位移，我们就说这个力对物体做了功．
2．做功的因素
(1)力；(2)物体在力的方向上发生的位移．
3．功的公式
(1)力F与位移l同向时：W＝Fl.
(2)力F与位移l有夹角α时：W＝Flcos_α，其中F、l、cos α分别表示力的大小、位移的大小、力与位移夹角的余弦．
(3)各物理量的单位：F的单位是N，l的单位是m，W的单位是N·m，即 J.
4．正功、负功
夹角α的范围
做功情况
物理意义
α＝
cos α＝0，W＝0，即力F对物体不做功
力不是阻力也不是动力
0≤α＜
cos α＞0，W＞0，即力F对物体做正功
力是动力
＜α≤π
cos α＜0，W＜0，即力F对物体做负功或者说物体克服力F做功
力是阻力
5.合力的功
功是标量，当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各个力分别对物体所做功的代数和，也等于这几个力的合力对这个物体所做的功．

1．公式W＝Fl中的l是物体运动的路程．(×)
2．力F1做功10 J，F2做功－15 J，力F1比F2做功少．(√)
3．力对物体不做功，说明物体位移一定为零．(×)
能力提升
学生分组探究一　功及正功、负功的理解
第1步探究——分层设问，破解疑难
1．某个力不做功，是否说明该物体的位移一定为零？
【提示】　不能．因为这个力不做功是由于它的位移为零或者物体沿力方向上的位移为零．
2．某个力较大，物体的位移也较大，那么该力做功是否一定较多？
【提示】　不一定．由W＝Flcos α知，做功多少取决于F、l的大小和夹角α的大小，F、l大，W不一定大．
第2步结论——自我总结，素能培养
1．对公式W＝Flcos α的理解
(1)各符号的含义：F表示力的大小；l表示力的作用点相对于地面位移的大小，当力的作用点的位移与物体的位移相同时，也常常说是物体相对于地面的位移大小；α表示力和位移方向的夹角．
(2)W＝F·lcos α与W＝Fcos α·l的理解
公式可以表示为W＝F·lcos α，表达的物理意义是功等于力与沿力F方向的位移的乘积；公式也可以表示为W＝Fcos α·l，表达的物理意义是功等于沿位移方向的力与位移的乘积．
2．对正功、负功的理解
(1)功是标量，只有量值，没有方向．功的正、负并不表示功的方向，而且也不是数量上的正与负．我们既不能说“正功与负功的方向相反”，也不能说“正功大于负功”，它们仅表示相反的做功效果．
(2)正功、负功的物理意义：功的正负由力和位移之间的夹角决定，所以功的正负不表示方向，而只能说明做功的力对物体来说是动力还是阻力．
(3)一个力对物体做负功，往往说成物体克服这个力做功．
第3步例证——典例印证，思维深化
　如图7­1­2所示，平行于斜面向上的拉力F使质量为m的物体匀速地沿着长为L，倾角为α的斜面的一端向上运动到另一端，物体与斜面间的动摩擦因数为μ，分别求作用在物体上各力对物体所做的功．
图7­1­2
【解析】　 (1)拉力F对物体所做的功为WF＝FL，由于物体做匀速运动，故
F＝mgsin α＋Ff＝mgsin α＋μmgcos α，
所以WF＝mgL(sin α＋μcos α)，
拉力F对物体做正功．
(2)重力mg对物体所做的功为：
WG＝mgLcos(90°＋α)＝－mgLsin α，
物体克服重力所做的功为mgLsin α.
(3)摩擦力对物体所做的功为
WFf＝FfLcos 180°＝－FfL＝－μmgLcos α，
物体克服摩擦力做功μmgLcos α.
(4)弹力F1对物体所做的功为
W1＝F1Lcos 90°＝0，
弹力对物体不做功．
【答案】　拉力做功mgL(sin α＋μcos α)，重力做功－mgLsin α，摩擦力做功－μmgLcos α，斜面弹力对物体不做功
第4步巧练——精选习题，落实强化
1．如图7­1­3所示，小球位于光滑的斜面上，斜面位于光滑的水平地面上．从地面上看，在小球沿斜面下滑的过程中，斜面对小球的作用力(　　)
A．垂直于接触面，做功为零
B．垂直于接触面，做负功
C．不垂直于接触面，做功为零
D．不垂直于接触面，做功不为零
【答案】　B
2. (多选)下面列举的几种情况做功为零的是(　　)
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，扛着杠铃在头的上方停留10 s，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
【答案】　ACD
学生分组探究二　摩擦力做功的理解
第1步探究——分层设问，破解疑难
1．静摩擦力一定不做功吗？

教师教育理念一句话【提示】　不一定．因为运动的物体也可以受到静摩擦力，当摩擦力与位移不垂直时就会做功．

期中质量检测分析2．滑动摩擦力一定做负功吗？
【提示】　不一定．因为当滑动摩擦力与位移同向或夹角为锐角时，滑动摩擦力做正功；当静止的物体受到滑动摩擦力时，滑动摩擦力对静止的物体不做功．

数字语文资源网第2步结论——自我总结，素能培养

政治理论知识应知应会我们知道运动的物体可以受滑动摩擦力或静摩擦力，静止的物体也可以受滑动摩擦力或静摩擦力．

校本课程教材1．当静止的物体受到滑动摩擦力或静摩擦力时，摩擦力对该物体不做功．

新叶阅读答案2．当运动的物体受到滑动摩擦力或静摩擦力时，摩擦力可能是阻力，也可能是动力．当摩擦力为动力时，摩擦力做正功；当摩擦力为阻力时，摩擦力做负功．

教学工作情况第3步例证——典例印证，思维深化

方城县育才学校电话　质量为M的木板放在光滑的水平面上，一个质量为m的滑块以某一速度沿木板表面从A点滑至B点，在木板上前进了L，而木板前进l，如图7­1­4所示．若滑块与木板间的动摩擦因数为μ，求摩擦力对滑块、对木板做功各为多少？摩擦力做的总功为多少？

政治理论知识应知应会【解析】　(1)摩擦力对滑块做功的求解：

新军事变革全面发展始于。滑块所受摩擦力Ff＝μmg，位移为(l＋L)，且摩擦力与位移方向相反，故摩擦力对滑块做的功为
W1＝－μmg(l＋L)．
(2)摩擦力对木板做功的求解：
木板受的摩擦力Ff′＝μmg，方向与其位移l方向相同，故摩擦力对木板做的功W2＝μmgl.
(3)总功的求解：
摩擦力做的总功W＝W1＋W2＝－μmgL.
【答案】　－μmg(l＋L)　μmgl　－μmgL
第4步巧练——精选习题，落实强化
3．如图7­1­5所示，物块A、B在外力F的作用下一起沿水平地面做匀速直线运动的过程中，关于A与地面间的滑动摩擦力和A、B间的静摩擦力做功的说法，正确的是(　　)
A．静摩擦力都做正功，滑动摩擦力都做负功
B．静摩擦力都不做功，滑动摩擦力都做负功
C．有静摩擦力做正功，有滑动摩擦力不做功
D．有静摩擦力做负功，有滑动摩擦力做正功
【答案】　C
4．用铁锤把钉子钉入木板，设木板对钉子的阻力F与钉进木板的深度成正比，已知铁锤第一次将钉子钉进d，如果铁锤第二次敲钉子时对钉子做的功与第一次相同，那么，第二次钉子进入木板的深度是(　　)
A．(－1)d　　 B．(－1)d
C. D．d
【答案】　B
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