高中-追寻守恒量及功-导学案(优质).doc

追寻守恒量、功
学习目标：
1、理解能量、动能、势能、功的概念及其物理意义，理解功是能量转化的量度；
2、知道正功、负功的概念、意义，能利用工的一般公式进行计算；
3、理解总功的概念，会计算外力对物体所做的功
一、自主学习：
（一）能量
1、伽利略理想斜面实验：在伽利略的理想实验中，小球从光滑的斜面Ａ上从高为h1处由静止滚下，滚上另一光滑的斜面Ｂ，速度变为零时的高度为h２，h1和h２的大小关系怎样？如果减小斜面的倾角呢？你发现有一种什么样的启发性的事实？这一事实说明了什么？
结论：某个量是守恒的，并把这个量叫做
2、势能：(1)物体凭借其_________而具有的能量叫做势能。
（2）势能与 有关，当 改变时，势能也随之改变。
3、动能(1)物体由于_________而具有的能量叫做动能（Kinetic energy）。
（2）牛顿力学仅适用于________参考系，因此本处运动的参考系也是指____________，没有特殊说明，一般指地面参考系。知道当物体的 发生变化时，物体的动能也将发生变化。
4、在机械运动中，势能和动能可以相互转化，在这种转化时，势能减少的同时，__________在增加，动能减少的同时，_________在增加。
5、在下面的事例中，说明能量的转化
①斜面实验中，小球自斜面A滚下的过程中 ，滚上B的过程中
②小球被竖直上抛，小球上升过程中 ，小球下落过程中
③三峡水电站的发电过程：水坝的水从高水位下落的过程
水流推动发电机涡轮的过程 。
（二）功为了定量的计算一个物体能量的变化的多少，人们引入了功的定义和运算方法。因此，功是能量变化的量度，一个物体的能量变化了多少，必然意味着有力做了多少功。这个思想将伴随我们整个这一章的学习。
1、功的定义：一个物体受到__________的作用，如果在______的方向上发生一段__________，这个力就对物体做了_____________ .
2、做功不可缺少的两个因素：① ②
3、（1）如果力的方向与物体的运动方向一致，该怎样计算功呢？
x
问题一：物体m在水平力F的作用下水平向前行驶的位移为x，如图甲所示，求力F对物体所做的功。

（2）如果力的方向与物体的运动方向成某一角度，该怎样计算功呢？
问题二：物体m在与水平方向成α角的力F的作用下，沿水平方向向前行驶的距离为s，如图乙所示，求力F对物体所做的功。
x

（3）功的公式：Ｗ＝_____________ 其中cosα表示            
W表示 ，F表示 ，x表示 ，α表示 。
4、功的单位：_________________，符号是________________ . .
1N的力使物体在力的方向上发生1m的位移时所做的功为 J.
正
5、功是_________（矢、标）量。但有 负
正功的意义：力对物体做正功，表明此力的效果是 物体的运动，是动力做功。
负功的意义：力对物体做负功，表明此力的效果是 物体运动，是阻力做功。
一个力对物体做负功，也可说成物体 这个力做了功（取正值）
（三）正功与负功
1、设F与位移夹角为α，由W=Fcosα完成下表
α
cosα
W
物理意义
α=π/2

表示力F对物体( )
α＜π/2

表示力F对物体( )
π/2＜α≤π

表示力F对物体( )
2、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功可以用下述方法求解:（1）求出各个力所做的功，则总功等于
（2）求出各个力的合力，则总功等于
课堂练习：
1、关于功的概念，以下说法正确的是( )
A.力是矢量，位移是矢量，所以功也是矢量； B.功有正、负之分，所以功也有方向性；
C.若某一个力对物体不做功，说明该物体一定没有位移；
D.一个力对物体做的功等于这个力的大小、物体位移大小及力和位移间夹角的余弦三者的乘积。
2、运动员用60N的力把质量为0.5kg的足球踢出，足球沿草地运动了40m后停止，关于运动员对球做功的情况，下列说法正确的是( )
A．运动员对球做功2400J B.运动员对足球没有做功
C.运动员对球做了功，但是无法确定大小 D.以上说法都不对
3关于功的论述，下列说法中正确的是：
A、大的力做功多。 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。
4、两个互相垂直的力F1和F2作用在同一物体上，使物体运动，物体通过一段位移时，力F1对物体做功4J，力F2对物体做功3J，则力F1和F2的合力对物体做功为( )
A、7J B、2J C、5J D、3.5J
5、以初速度v0竖直向上抛出一个质量为m的小球，上升最大高度是h．如果空气阻力Ff的大小恒定，则从抛出到落回出发点的整个过程中，空气阻力对小球做的功为( )
A．0 B．－Ff h C．-2mgh D．-2 Ff h
6、水平路面上有一个重500 N的小车，在100 N的水平拉力作用下，匀速向前移动了5 m，则在这一过程中（ ）
A.车受到的阻力为600 N B.车受到的阻力为500 N
C.拉力对车做功是500 J D.重力对车做功为2500 J
7、起重机将质量为100 kg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?（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.