江苏省泗阳县王集中学八年级物理《功》教案.doc

江苏省泗阳县王集中学八年级物理《功》教案

热身运动

1、在光滑在水平面和粗糙的水平面上各放一质量不同的木块，在相同的拉力作用下，通过相同的位移，拉力对木块做的功：（）
A 在光滑的水平面上较多
B 在粗糙的水平面上较多
C 一样多
D 由小车运动所需的时间决定
2、关于作用力与反作用力做功的关系，下列说法正确的是（）
A 当作用力做正功时，反作用力一定做负功
B 当作用力不做功时，反作用力也不做功
C 作用力与反作用力所做的功一定大小相等正负符号相反
D 作用力做正功时，反作用力也可能做正功
3、如图所示，站在汽车上的人用力推车，人相对车保持静止，当车向前运动时以下说法错误的是（）
A 当车匀速运动时， 人对车做的功为零
B 当车加速运动时，人对车做的功为负功
C 当车减速运动时，人对车做的功为正功
D 不管车做何种运动，人对车做的功都为零
4、以初速度vo竖直向上抛出一个质量为m 的小球，上升的最大高度是h，如果空气阻力f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 －f h ；C －2mgh； D －2f h
A
B
B’<
A’
5、如图，一个物体以一定的初速度沿水平面由A点滑到B点，摩擦力对物体做功为W1，若该物体从A’沿两斜面滑到B’，摩擦力对物体做功为W2，已知物体与各接触面的动摩擦因数均相同，则（ ）
A W1= W2
B W1> W2
C W1 <W2 D 不能确定 W1 、W2大小关系
基础知识梳理

一.基本概念
1.功的概念：物体受到 的作用,并且在 则说明该力对物体做了功.
①功是力在 的累积效应.
②做功的两个不可缺少的因素是 和
2、功是能的转化的量度，是 量，功的正、负 代表大小，而是用来表示做功的结果使物体的能量增减情况的
3、公式：W=Fs cosθ（θ为F 与s间的夹角）
说明：恒力做功大小只与F、s、θ这三个量有关，与物体是否受到其他的力、物体运动的速度、加速度等其他因素无关，也与物体运动的路径无关.：
① 当 力F对物体做正功
② 当 力F对物体做负功
③ 当 力F对物体不做功，如向心力、洛伦兹力
4、①滑动摩擦力、空气阻力做功的大小等于力和路程（不是位移）的乘积
②作用力和反作用力的冲量大小相等，方向相反，但做的功不一定相等，即功的代数和不一定为零
③摩擦力可做 功、 功和 功，关键看力与位移的夹角大小
方法导引

一、判断正、负功的方法
1、公式法
以公式W=Fs cosθ从力F与位移s的夹角θ的大小入手，若＞90°，F做负功，
θ＝90°F不做功；θ＜90°，F做正功
例1：升降机载着人匀减速上升，则升降机对人的支持力做正功还是负功？

2、速度法
从力F与物体运动的速度v 的方向的夹角θ的大小入手，
例2、发射地球同步卫星时，先将卫星发射至近地圆轨道1，然后经点，使其沿椭圆轨道2运动，最后再次点，将卫星送入同步圆轨道3，轨道1、2相切于Q点，轨道2、3相切于P点（如图所示），以下说法正确的是（）
A、卫星在轨道2上由Q到P 的过程中速率逐渐减小
B、卫星在轨道2上由P到Q的过程中速率逐渐减小
C、卫星在轨道1上经过Q点的加速度大于它在轨道2上经过Q点时的加速度
D、卫星在轨道2上经过P点时的加速度等于它在轨道3上经过P点时的加速度
3、功的效果法
以正、负功的物理意义为依据，从阻碍运动还是推动运动入手分析，阻碍运动是阻力，阻力对物体做负功；推动物体运动是动力，动力做正功
O
例3：如图所示，把A、B两小球由图中位置同时四静止释放（轻绳子开始拉直），则在两球向下摆动时，下列说法正确的是（）
A、绳AB对球B不做功
B、绳AB对球B负做功
C、绳AB对球B正做功
D、绳AB对球A不做功
思考：绳OA对球A是否做功
4、功能关系法
从能量角度入手，此法适用于变力做功也适用于恒力做功，关键应分析清楚能量转化情况，从功是能量转化的量度入手，如果系统的机械能能量增加，说明外界对系统做正功，如果系统的机械能能量减少，说明外界对它做负功，关键是弄清能量增加还是减少
例4：如图所示，一辆小车静止在光滑水平导轨上，一个小球用细绳悬挂在车上，由图中位置无初速释放，则在小球下摆过程中，绳的拉力（）
A、对小球不做功
B、对小球做正功
C、对小球做负功
D、对小车做正功
练习：P83：（例1）
二、功的计算方法
（一）恒力的功：①公式法：
②动能定理法
例5：如图，一个质量为m的木块，放在倾角为α的斜面上保持静止状态，现将斜面体沿水平方向向右匀速移动S，木块与斜面保持相对静止，在这一过程中重力对木块做的功 。摩擦力对木块做的功 。弹力对木块做的功 。合力对木块做的功 。
F
θ

练习：如图所示某人用恒力F，通过动滑轮把重物拉上斜面，用力方向始终与斜面成θ角，将物体沿斜面向移动S过程中，人所做的功为（）
A：
B：
C：
D：
思考：你能用几种方法求解？
（二）变力功的计算：
1、将变力功转化为恒力的功（即研究对象转换法）
此法是根据题设的条件转换研究对象，从而将求变力所做功的问题转化成求恒力所做功的问题。
例6：P82 （例释1）
2、微元法
将物体的位移分割成许多小段，因每段很小，每一小段上作用在物体上的力可以视为恒力，这样就将变力做功转化为在无数多个无穷小的位移上的恒力所做元功的代数和。此法常应用于求解力的大小不变、方向改变或者方向不变、大小改变的变力做功问题。
例7：P82 （例释3）
3、力的平均值法
当某个力的方向不变，但其大小随位移均匀变化时，可以用力的初始值F1和末状态值F2的平均值来计算该变力所做的功。
例8、 如图3所示，在光滑的水平面上，劲度系数为k的弹簧左端固定在竖直墙上，右端系着一小球，弹簧处于自然状态时，小球位于O点，今用外力压缩弹簧，使其形变量为x，当撤去外力后，求小球到达O点时弹簧的弹力所做的功。
F
练习：某人用竖直向上的力匀速提起长为L、质量为m的置于地面上的铁链，求将铁链从提起到刚提离地面时，提力所做的功？

4、图像法
在题设情况下，如果能找出力F与位移s的函数关系，则在F－s的平面直角坐标系中，作出F随s变化的图像，那么，图像与横坐标轴所围成的图形的面积即是F对物体在某一段位移上所做功的数值。
例9、用质量为5kg的均匀铁索从10m深的井中吊起质量为20kg的重物，在这个过程中至少要做多少功（取g＝10m/s2）

B
A
练习：如图所示，轻弹簧的劲度系数为k，一端固定，另一端与光滑水平面上的物体相连，设物体的质量为m，物体在位置A时，弹簧伸长量为x1,在位置B时弹簧伸长量为x2，求物体在弹力作用下从位置A变化到位置B，弹力对物体做的功？

5、功率法
利用求解变力做功，已知变力做功的平均功率，利用此式可求出功率不变情况下变力做的功，尤其在机械做功时常用
例9、一辆汽车以恒定的输出功率75W在一条平直的公路上加速行驶，在t=20s内前进了500米，求牵引力在这段时间内所做功？

6、能量转化法
此法是根据题设条件，利用动能定理或功能原理，间接计算变力所做的功。
例10、如图6所示，在水平放置的光滑板中心开一个小孔O，穿过一细绳，绳的一端系住一个小球，另一端用力F拉着使小球在平板上做半径为r的匀速圆周运动，在运动过程，逐渐增大拉力，当拉力增大为8F时，球的运动半径减为 r/2，求在此过程中拉力所做的功。

7、动能定理法
用动能定理求变力的功是最基本的方法

O
R
A
B
例11、如图所示，质量为m=2kg的小球，从半径r=0.5m的半圆形槽的边缘A点沿内表面开始下滑，到达最低点B的速度为v=2m/s,求在弧AB段阻力对物体所做的功Wf=?

练习：一物体质量为10kg，在平行于斜面的拉力F作用下沿斜面向上运动，斜面与物体间的动摩擦因数为，当物体运动到斜面中点时，去掉力F，物体刚好可运动到斜面顶端停下，设斜面倾角为
30°，取g=10m/s2,求拉力F=？

三、摩擦力的功
1、静摩擦力做功的特点：
静摩擦力可以做正功，也可以做负功，还可以不做功。
在静摩擦力做功的过程中，只有机械能的相互转移（静摩擦力起着传递机械能的作用），而没有机械能转化为其它形式的能。
在相互摩擦的系统内，一对静摩擦力做功的和总是等于零。
2、滑动摩擦力做功的特点：
（1）滑动摩擦力可以对物体做正功，也可以对物体做负功，还可以不做功。
（2）在一对滑动摩擦力做功的过程中，能量的转化有两种情况：一是相互摩擦的物体之间机械能的转移；二是机械能转化为内能，转化的量值等于滑动摩擦力与相对位移的乘积，即

（3）在相互摩擦的系统内，一对滑动摩擦力做功的和总是负值，其绝对值等于滑动摩擦力与相对位移的乘积，即恰好等于系统损失的机械能。
（4）做曲线运动的物体受到滑动摩擦力，做往返运动时受到的滑动摩擦力、空气阻力，力的方向发生变化，力的大小不变，这类力做的功等于力和路程的乘积。
例12、 如图所示，在光滑的水平面上，有一质量为M的长木板以一定初速度向右匀速运动，将质量为m的小铁块无初速地轻放到木板前端。设小铁块与木板间的动摩擦因数为，当小铁块在木板上相对木板滑动L时与木板保持相对静止，此时小铁块对地位移为s。在这个过程中系统产生的热量为多少？

V0

思考：你能用几种方法求解？
例13、如图所示，斜面倾角为θ，质量为m的滑块距挡板P为s0 ，以初速度v0沿斜面上滑，滑块与斜面间的动摩擦因数为，滑块所受摩擦力大于滑块所受重力沿斜面向下的分力，若滑块每次与挡板相碰均无机械能损失，求滑块经过的路程？

θ
s0
P
v0

练习1： 如图所示，质量为m的木板（足够长）以速度v在光滑水平面上向左运动，一质量也为m的小铁块以同样大小的速度从木板左端向右运动，若它们之间的动摩擦因数为，求小铁块能在长木板上滑行多远？

练习2.如图志示,质量为m的物体以速度v0竖直向上抛出,物体落回地面时,速度大小为3v0/4(设物体在运动中所受空气阻力大小不变).求:
(1)物体运动过程中,所受空气阻力的大小.
(2)物体以初速2v0竖直向上抛出时的最大高度.
3v0/4
v0
(3)若物体落地碰撞过程中无能量损失,求物体运动的总路程.

2、如图所示，在一光滑的水平面上有两块相同的木板B和C。重物（A视质点）位于B的右端，A、B、C的质量相等。现A和B以同一速度滑向静止的C，B与C发生慧碰。碰后B和C粘在一起运动，A在C上滑行，A与C有摩擦力。已知A滑到C的右端面未掉下。试问：从B、C发生正碰到A刚移动到C右端期间，C所走过的距离是C板长度的多少倍？

3、一个圆柱形的竖直的井里有一定量的水，井的侧面和底部是密闭的，在井中固定地插着一根两端开口的薄壁圆管，管和井共轴，管下端未触及井底，在圆管内有一不漏气的活塞，它可沿圆管上下滑动，开始时，客内外水面相齐，且活塞恰好接触水面，如图所示，现用卷扬机通过绳子对活塞施加一个向上的力F，使活塞缓慢向上移动，已知圆管半径r=0.100m，井的半径R=2r ,水的密度，大气压为，求活塞上升的过程中拉力F所做功？（井和管在水面上及水面以下的部分都足够长，不计活塞质量，不计摩擦，重力加速度g=10m/s2）