2016-2017学年人教版必修二第七章追寻守恒量——能量功学案2.docx

学案1　追寻守恒量——能量 学案2　功 [学习目标定位] 1.了解势能、动能的概念，领会寻找守恒量是科学研究的重要思想方法.2.理解功的概念，知道W＝Flcos α的适用范围，会用功的公式进行计算.3.理解正、负功的概念，会根据公式计算多个力所做的总功． 一、动能和势能 1．动能：物体由于运动而具有的能量． 2．势能：相互作用的物体凭借其位置而具有的能量． 二、功 1．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，这个力就对物体做了功． 2．公式：W＝Flcos_α，其中F、l、α分别为力的大小、位移的大小和力与位移方向的夹角． 3．单位：焦耳，简称焦，符号J. 三、正功和负功 1．当α＝eq \f(π,2)时，W＝0，力F不做功． 2．当0≤α＜eq \f(π,2)时，W≥0，力F对物体做正功． 3．当eq \f(π,2)＜a≤π时，W＜0，力F对物体做负功． 四、总功的计算 当一个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有两种计算方法． 1．各个分力分别对物体所做功的代数和． 2．几个力的合力对物体所做的功. 一、追寻守恒量——能量 [问题设计] 　如图1所示为伽利略的理想斜面实验(忽略了摩擦及空气阻力)． 图1 (1)当小球沿斜面从高处由静止滚下时，小球的高度不断减小，而速度不断增大，当小球沿另一个斜面向上滚时，小球的位置不断升高，而速度不断减小，这些说明了什么？ (2)若改变右边斜面的倾角则发现，无论倾角大些还是小些，小球总是能达到同一高度，若把斜面放平，小球将一直运动下去，这些说明什么？ 答案　(1)当小球凭借其位置而具有的物理量不断减少时，由于运动而具有的物理量不断增加；当小球凭借其位置而具有的物理量不断增加时，由于运动而具有的物理量不断减小． (2)说明在运动过程中“某个量”是守恒的． [要点提炼] 1．在伽利略的理想斜面实验中，小球的势能和动能可以相互转化． 2．能量的性质 (1)能量是一个状态量，是描述物质(或系统)运动状态的一个物理量． (2)自然界中物质的运动是多种多样的，相对于各种不同的运动形式有各种不同形式的能量． (3)各种不同??式的能量可以相互转化，并且在转化过程中，能量的总量是不变的． 二、功 [问题设计] 某同学用手平托一本书竖直向上移动一段距离，又平托书水平移动一段距离，在这两个过程中手对书的支持力是否对书做功？ 答案　平托一本书竖直向上移动时，手对书的支持力对书做功，而平托书水平移动一段距离时，手对书的支持力不做功． [要点提炼] 1．力和物体在力的方向上发生的位移，是做功的两个不可缺少的因素． 2．力对物体所做的功等于力的大小、位移的大小、力与位移夹角的余弦这三者的乘积，即W＝Flcos α. 说明　(1)力F、位移l都是矢量，但功W却是标量． (2)力F是恒力，此式只适用于恒力做功的计算． 三、正功和负功 [问题设计] 1．某物体在水平面上向右运动了l，当物体受到与水平方向夹角为30°的力作用时，如图2甲所示，力对物体做的功为多少？当物体受到与水平面夹角为150°的力作用时(如图乙所示)，力对物体做的功为多少？ 　 图2 答案　当θ＝30° 时，W＝Flcos 30°＝eq \f(\r(3),2)Fl；当θ＝150°时，W＝Flcos 150°＝－eq \f(\r(3),2)Fl 2．功的正、负的含义是什么？ 答案　正功表示动力对物体做功；负功表示阻力对物体做功． [要点提炼] 1．由W＝Flcos α可知： (1)当0≤αeq \f(π,2)时，W0，力对物体做正功； (2)当eq \f(π,2)α≤π时，W0，力对物体做负功，或称物体克服这个力做功； (3)当α＝eq \f(π,2)时，W＝0，力对物体不做功． 2．功的正、负并不表示方向，也不表示功的大小，只表示是动力做功还是阻力做功． 一、正、负功的判断 例1　如图表示物体在力F的作用下在水平面上发生了一段位移x，这四种情形下力F和位移x的大小都是一样的，则力对物体做正功的是(　　) 解析　A、C中力与位移(速度)方向的夹角为锐角，故力对物体做正功，B、D中力与位移(速度)方向的夹角为钝角，故力对物体做负功． 答案　AC 例2　质量为m的小物块在倾角为α的斜面上处于静止状态，如图3所示．若斜面体和小物块一起以速度v沿水平方向向右做匀速直线运动，通过一段位移l.斜面体对物块的摩擦力和支持力的做功情况是(　　) 图3 A．摩擦力做正功，支持力做正功 B．摩擦力做正功，支持力做负功 C．摩擦力做负功，支持力做正功 D．摩擦力做负功，支持力做负功 解析　物体的受力及位移如图所示，摩擦力Ff与位移l的夹角α＜90°，故摩擦力做正功，支持力FN与l夹角β