1、,第二节 功 教学建议,1.理解功的定义和做功的两个必要条件,例1.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,答案B,第二节 功 复习建议,2.理解功的公式W=FLcos,(1)W本意是力F的功，只有当F是另一物体作用力的合力时才是另一物体对该物体做的功,例1.如图所示，木块M上表面是水平的，当木块m置于M上，并与M一起沿光滑斜面由静止开始下滑，在下滑过程中A木块M对木块m不做功B木块M对
2、木块m的支持力做负功C木块M对木块m的摩擦力做负功D木块m所受合外力对m做正功,答案ABD,(1)W本意是力F的功，只有当F是另一物体作用力的合力时才是另一物体对该物体做的功,【对应练习】在加速运动的车厢里一个人用力向前推车厢，如图所示。人相对车厢未移动，则（ ）A人对车做正功B人对车做负功C推力对车做正功D人对车不做功,答案BC,分析解答：如图，推力F的作用点发生s位移，推力做功W=Fs；人做功 W=F1s-F2s F2F1（两功和）WW2。两次支持力的大小相同( mg)，自动扶梯的运行速度不变，所以扶梯功率相同。,解释二：用功的公式两次电梯对人的作用力相同(mg)，但力的作用点的位移不同
3、第一次力的作用点的位移：L1= h 第二次作力的用点的位移：L2W2。 两次支持力的大小相同( mg)，自动扶梯的运行速度不变，所以扶梯功率相同。,例题3:如图所示，一恒力F通过一定滑轮拉物体沿光滑水平面前进了s，在运动过程中，F与水平方向保持角，则拉力F对物体做的功为(). (A)Fscos(B)2Fscos (C)Fs(1+cos)(D) 2Fs,(3)L本意是力F作用下的质点的对地位移，Lsin才是质点在力的方向上的对地位移,2.理解功的公式W=FLcos,解法一：,根据功的公式寻找力作用下的质点在力的方向上的对地位移,例题3：如图所示，一恒力F通过一定滑轮拉物体沿光滑水平面前进了s，在
4、运动过程中，F与水平方向保持角，则拉力F对物体做的功为(). (A)Fscos (B)2Fscos (C)Fs(1+cos)(D)2Fs,答案：C,S,S,L=S+Scos,L,一根绳子对滑轮的拉力，可视为两个作用力对物体的拉力,利用等量代换转移研究对象,解法二：,W=Fs+Fscos,(4)W是标量，但有正负，负功表示物体克服该力做功要消耗能量。,2.理解功的公式W=FLcos,例题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，如图所示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：A3J； B4J； C5J； D7J,答案：D
5、,例题5:木工在向木板中钉钉子时，木板对钉子的阻力大小可认为随钉子钉入木板的深度成正比，比例系数为2000N/m，试求将一枚钉子钉入木板深度5cm时木工至少要做多少功？,(5)公式中F应为恒力，或F为位移L上的平均值，否则不能应用此公式计算变力做功,2.理解功的公式W=FLcos,答案：2.5J,（用力在位移上的平均值计算）,Fm=KX=2000X0.05=100NW= FmL=50X0.05=2.5J,例8.如图所示，用恒力F通过光滑的定滑轮，将静止于水平面上的物体从位置A拉到位置B，物体可视为质点，定滑轮距水平面高为h，物体在位置A、B时，细绳与水平面的夹角分别为和，求绳的拉力F对物体做的
6、功.,(1)化变力为恒力求变力做功 -等效代换,3.关于变力做功的几种方法,答案：,例9.用水平拉力缓慢拉动一质量为1kg的物体在水平地面上绕一固定点做圆周运动，半径为5m，物体与地面的动摩擦因数为0.2,则转动一周摩擦力对物体做的功是 J，摩擦力对地面做的功是 J，水平拉力对物体做的功是 J。 .,(2)化曲线运动为直线运动求变力做功 -实质是微分求和,3.关于变力做功的几种方法,答案: -62.8 ；0 ； 62.8,例6.一辆汽车质量为m，从静止开始起动，沿水平面前进了距离s后，就达到了最大行驶速度.设汽车的牵引力功率保持不变，所受阻力为车重的k倍，求:(1)汽车的牵引功率.(2)汽车从
7、静止到开始匀速运动所需的时间,(4)利用W=Pt来计算变力做功,3.关于变力做功的几种方法,答案:(1) (2),例7.某研究性学习小组用力的传感器探究物体被从静止拉动到开始做直线运动的规律，得到了物体运动时拉力随位移变化的关系图线，如图所示。由图可以得出拉力在10m内做功为 J。,(5)利用图像来计算变力做功,3.关于变力做功的几种方法,答案: 6.8,例8.试计算力F在使物体运动2m、4m和第2m内所做的功。,(5)利用图像来计算变力做功,3.关于变力做功的几种方法,答案: -15J ；5J ；-5J,例题9.试计算利用传送带由地面向15m高处传送一件质量为40kg的货物电动机所做的功。已
8、知传送带与水平方向夹角为370，货物与传送带之间的动摩擦因数为0.8，传送带稳定运动的速度为2.0m/s，货物刚放在传送带上的速度可视为零。 g取10m/s2 (不计电动机及传送装置的损耗),(6)利用功能关系来计算变力做功,3.关于变力做功的几种方法,(7)应用动能定理计算变力做功最主要方法,3.关于变力做功的几种方法,例题11.如图所示，斜面倾角为，滑块质量为m，滑块与斜面的动摩擦因数为，从距挡板为s0的位置以v0的速度沿斜面向上滑行.设重力沿斜面的分力大于滑动摩擦力，且每次与P碰撞前后的速度大小保持不变，斜面足够长.求滑块从开始运动到最后停止滑行的总路程s.,答案：,（4）一对相互作用的
9、滑动摩擦力对物体系做的总功一定不为零（净功为负值，机械能减少使内能增加-摩擦生热）； 一对相互作用的静摩擦力对物体系做的总功一定为零（净功为零-两个物体相对静止，位移相同）；,(3)关于摩擦力做功正负的认识：不论是滑动摩擦力还是静摩擦力，它们既可以做正功，也可以做负功。做正功典型事例-传送带向高处传送物体,4.对几种力做功的讨论,例题12.如图1所示，动摩擦因数为，M和m向前移动距离距离分别为s1、s2，则 摩擦力对物体m做功数值为（ ） 摩擦力对平板M做功数值为（ ）摩擦力对系统做功为（ ）系统内能增加量为（ ）Amgs1Bmgs2Cmg(s1 +s2)Dmg(s1 -s2),B,A,D,D
10、,(5)对一对相作用力做功关系的讨论,4.对几种力做功的讨论,一对相互作用力的大小相等方向相反，学生很容易误认为其做功也大小相等，符号相反，总功为零，错误原因是没有注意到它们的受力物体不是同一个物体，两个相互作用的物体的位移没有确定的关系。,所以，一对相互作用力做功的大小和性质没有确定的关系关系,(5)对一对相互作用力做功的关系的讨论,4.对几种力做功的讨论,例题13：关于作用力与反作用力做功的关系下列说法中正确的是 ( ) 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作用力做正功时，反作用力可以做正功 D作用力与反作用力所做的功一定大小相等、正负相反,答案
11、：C,(6)对物体间的支持力做功的讨论,4.对几种力做功的讨论,物体受到的支持力一般都和运动方向垂直，学生很容易由思维定势推理到支持力都不做功。,可通过下面两例让学生理解：只要满足做功条件，支持力也可以做功。,问： 现阶段学过的各种性质的力中有没有永远不做功的力？,(6)对物体间的支持力做功的讨论,例题14.（1993年全国高考题）小物块位于光滑的斜面上，斜面位于光滑的水平地面上，如图1。从地面上看，在小物块沿斜面下滑的过程中，斜面对小物块的作用力()A. 垂直于接触面，做功为零 B. 垂直于接触面，做功不为零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,(6)对物
12、体间的支持力做功的讨论,此题可以从两个方面来理解支持力对小物体做功不为零：1.力做功的条件：支持力的方向与小物体位移方向不再垂直，如图2；2.根据能量守恒思想（有意识训练学生的能量守恒思想）：地面光滑斜面体必然向右运动，其动能增加必是小物体机械能减少，所以斜面对小物体一定做负功使物体机械能减少。,(6)对物体间的支持力做功的讨论,例题15. （上海市高考题）如图3，质量为m的物块始终固定在倾角为的斜面上，下面说法中正确的是（ ）A若斜面向左匀速移动距离S，斜面对物块没有做功B若斜面向上匀速移动距离S，斜面对物块做功mgSC若斜面向左加速度a移动距离S，斜面对物块做功maSD若斜面向下加速度a移
13、动距离S，斜面对物块做功maS,答案：ABC,例题16：一小球用轻绳悬挂在某固定点，现将轻绳水平拉直，然后由静止开始释放小球，考虑小球由静止开始运动到最低位置的过程(A)小球在水平方向的速度逐渐增大(B)小球重力做功的功率逐渐增大(C)到达最低位置时小球线速度最大(D)到达最低位置时小球在重力做功的功率最大,答案:AC,3. 有关功率计算的几种典型情景,（1）跳绳时克服重力做功的平均功率,例题17. （1994年上海市高考题）跳绳是一种健身运动。设某运动员的质量是50kg，他1min跳绳180次。假定在每次跳跃中，脚与地面的接触时间占跳跃一次所需时间2/5，则该运动员跳绳时克服重力做功的平均功
14、率是_W（g取10m/s2）,典型问题：平均功率=总功/总时间,第三节 功率 教学建议,（1）跳绳时克服重力做功的平均功率,解析：跳一次的时间是 s人跳离地面属竖直上抛，到回到地面需时 s人上抛到最高点时间为 s此过程克服重力做功 W 跳绳时克服重力做功的平均功率 W,3. 有关功率计算的几种典型情景,（2）心脏工作的平均功率,例题18.（1998年上海高考题）人的心脏每跳一次大约输送 的血液，正常人血压（可看做心脏压送血液的压强）的平均值约为 ，心跳约每分钟70次，据此估测心脏工作的平均功率约为_W,典型问题：流体做功模型,第三节 功率 教学建议,第三节 功率 教学建议,（3）机车起动的功率
15、问题,关键：动态变化的问题关键在于确定临界状态，寻找各段过程所遵循的物理规律。,例题19.额定功率为80kW的汽车，在平直公路上行驶的最大速度为20m/s，汽车的质量m=2103kg。如果汽车从静止开始做匀加速直线运动，加速度大小为2m/s2。运动过程中阻力不变，求：（1）汽车所受的恒定阻力；（2）3s末汽车的瞬时功率；（3）经过多长时间汽车功率达到额定值？,(答案：4000N，48000w，5s),例题20：一艘轮船以恒定的输出功率行驶。已知轮船行驶时所受阻力与速度成正比，行驶的最大速度为vm。当轮船以速度v1行驶时，加速度为a1。试求：当轮船以速度v2行驶时，加速度为多大？,（5）重力势能
16、是相对的，它随参考点的选择不同而不同 。该问题是本节课的一个难点，可通过多举实例以求突破。（6）重力做正功，物体高度下降，重力势能降低；重力做负功，物体高度上升，重力势能升高。 例题21：一实心的正方体铁块与一实心的正方体木块质量相等，将它们放在水平地面上，下列结论正确的是（以地面处重力势能为零）A铁块的重力势能大于木块的重力势能B铁块的重力势能等于木块的重力势能C铁块的重力势能小于木块的重力势能D上述三种情况都有可能,第四节 重力势能 教学建议,答案：C,应用动能定理计算变力做功重要的物理方法,补充例题,答案：D,例.如图所示，板长为L，板的B端静止放有质量为m的小物体，物体与板的动摩擦因数
17、为.开始时板水平，在缓慢转过一个小角度的过程中，小物体保持与板相对静止，则在这个过程中().(A)摩擦力对小物体做功为mgLcos(1-cos)(B)摩擦力对小物体做功为mgLsin(1-cos)(C)弹力对小物体做功为mgLcossin(D)板对小物体做功为mgLsin,答案：（1）D（2）B（3）BD,对应练习如图所示，质量为m的小球用长L的细线悬挂而静止在竖直位置。在下列三种情况下，分别用水平拉力F将小球拉到细线与竖直方向成角的位置。在此过程中，拉力F做的功各是多少？可供选择的答案有A. B. C. D.用F缓慢地拉；F为恒力；若F为恒力，而且拉到该位置 时小球的速度刚好为零。,不论恒力
18、做功还是变力做功，用动能定理求解最方便。,例题1：质量为m的物体在竖直向上的恒力F作用下减速上升了H，在这个过程中，下列说法中正确的有A.物体的重力势能增加了mgH B.物体的动能减少了FHC.物体的机械能增加了FH D.物体重力势能的增加大于动能的减少,第十节 能量守恒定律与能源,答案:ACD,例题2：跳水项目是我国运动员的强项之一，在2010年广州亚运会高台跳水比赛中，质量为m的跳水运动员进入水中后受到水的阻力而做减速运动，设水对他的阻力大小恒为Ff，那么在他减速下降高度为h的过程中，下列说法正确的是(g为当地重力加速度)()A他的动能减少了Ffh B他的重力势能增加了mghC他的机械能减少了Ffh D他的机械能减少了(Ffmg)h,第十节 能量守恒定律与能源,答案:C,
