高一物理功教案.doc

5.2功

班级________姓名________学号_____

学习目标:

1.理解功的概念，知道功的两个要素。

2.知道功的公式W=Fscosθ，会用这个公式计算恒力功。

3.理解正功和负功的概念，知道在什么情况下力做正功或负功。

4.知道什么是几个力对物体所做的总功，知道几个力对物体所做的总功等于这几个力的合力对物体所做的功，也等于各个力分别对物体做功的代数和。

5．了解求变力的功的一般思维方向。

6．理解功和能的关系。

学习重点:1.功的概念和功的计算公式。

2.正、负功的意义。

3．功能关系。

学习难点:功的概念、正、负功的意义。

主要内容:

一、功

功是物理学中一个抽象而又重要的概念，是以后学习“能”的基础。

功的定义：

功的两个要素：力和位移

【例一】关于力对物体做功的情况，下列说法中正确的是()

物体做自由落体运动时，重力对物体一定做功。

行星绕太阳在椭圆轨道上运行时，太阳对行星的引力一定做功。

沿斜坡向上行驶的汽车，牵引力一定做功。

D．细绳的一端固定，另一端拴着小球，使小球在竖直平面内作变速圆周运动，细绳的拉力一定做功。

功的大小：

①力和位移方向一致的情况：W=FS

②力和位移有夹角（α）的情况：W=FScosα

若α=0，则cosα=1，②式就化成①式，因此②式是计算功的一般公式。

公式表明：力F对物体做的功只与F、s和a三者有关，与物体的运动状态等因素无关。

③应用公式注意：

A．式中的F一定是恒力(大小、方向都不变)，即此式是求恒力做功的公式。若是变力，中学阶段一般不用此式求功。

B．式中的位移s一般是相对地面而言的。在物体可以看作质点时，s是物体的位移；当物体不可以看作质点或力的作用点与物体有相对运动时，s是力的作用点的位移．scosa即为在力的方向上发生的位移。

C．力所做的功，只和有力作用的那一段位移有关，若力取消后物体仍在运动，则力对物体所做功与力取消后物体发生的位移无关(即力F与位移s具有同时性)。

4．功的单位：在国际单位制中，是焦耳，简称焦，符号是J。1J等于1N的力使物体在力的方向上发生1m的位移时所做的功。

5．功是过程量，反映力对位移的累积效果。

6．功是标量，虽有正负之分，但却无方向，功的运算遵循代数运算法则。

【例二】如图所示，倾角为θ的斜面上有一个质量为m的物体，在水平推力F的作用下移动了距离s，如果物体与斜面间的摩擦系数为μ，则推力做的功为（）

A．FssinθB．Fscosθ

C．μmgscosθD．mg(sinθ+μcosθ)s

二、正功和负功

1．对公式w=Fscosa讨论得知：

①当o≤a＜π/2时，cosa0，wo，表示力对物体做正功。

②当a=π/2时，cosa=0，w=0，表示力对物体不做功(力与位移方向垂直)。

③当π/2＜a≤π时，cosa0，w0，表示为对物体做负功。

可见，一个力作用于物体，可以对物体做正功，做负功，也可能不做功。

2．正功、负功的物理意义

①功是标量，只有大小，没有方向，功的正负既不表示功有方向，也不表示功的数量的大小。既不能说“正功和负功方向相反”，也不能说“正功大于负功”。正功和负功只表示两种相反的做功效果。

②力对物体做正功，说明物体在发生该段位移的过程中，该力是动力，使物体的能量增加。力对物体做负功，说明物体在发生该段位移的过程中，该力是阻力，使物体的能量减少。

③一个力对物体做负功，往往说成物体克服这个力做功（取绝对值），这两种说法在意义上是等同的。

【例三】质量为m的物体置于倾角为α的斜面体上，物体和斜面体间的摩擦系数为μ，在外力作用下斜面体以加速度a向左做匀加速直线运动，如图所示，运动过程中物体与斜面之间保持相对静止，下列说法正确的是()。

A．斜面体对物体m的支持力一定做正功。

B．斜面体对物体m的摩擦力一定做正功。

C．斜面体对物体所的摩擦力可能不做功。

D．斜面体对物体m的摩擦力可能做负功。

【例四】关于摩擦力对物体做功，以下说法中正确的是()

A．滑动摩擦力总是做负功。

B．滑动摩擦力可能做负功，也可能做正功。

C．静摩擦力对物体一定做负功。

D．静摩擦力对物体总是做正功。

三、功能关系

功是能量转化的量度。

理解：

四、几个力的总功

∑W=W1+W2+W3+…

∑W=∑Fs=∑F·s

当合力F为恒力时W=Fscosα，α是合力F与物体位移s的夹角。

变力的功无法用公式W=Fscosα计算。

【例五】一个质量m=