71追寻守恒量能量72功学案(人教版必修二).docVIP

1.追寻守恒量 2.功 问题导学 一、追寻守恒量 1．在伽利略的斜面实验中，小球从释放点到另一侧斜面最高点的过程中，能量怎样变化？总能量遵循什么规律？ 2．如果没有摩擦，小球将上升到原来的高度。减小倾角，小球仍能达到同一高度，但滚得远些，如果斜面放平，小球运动情况将会怎样？ 3．在伽利略的斜面实验中，若空气阻力和摩擦力不能忽略，那么人们寻找的守恒量还存在吗？ 关于伽利略的斜面实验，下列描述正确的是（　　） A．伽利略斜面实验对于任意斜面都适用，都可以使小球在另一个斜面上升到同样的高度 B．只有斜面光滑时，才有可能重复伽利略实验 C．在伽利略斜面实验中，在另一个斜面上升时，只有斜面“坡度”较缓才有可能使小球上升到同样高度 D．设想在伽利略斜面实验中，若面光滑，并且使另一个面变成水平，则可以使小球沿平面运动到无穷远处 1．伽利略的理想斜面实验使我们认识到不同形式能量间能发生转化并保持能量守恒，从而引入了能量的概念。 2．能量 （1）势能：与势能大小有关的因素：物体间的相互作用力和物体间的相对位置。 （2）动能：物体的动能不但与物体的速度有关，还与物体的质量有关。 3．动能和势能在转化过程中能量守恒。 动能和势能之间可以相互转化。若不计空气阻力和碰撞时的能量损失，动能和势能的总量保持不变。 二、对功的正确理解 1．物体在水平恒力F的作用下前进的位移为l，则力F做了多少功？若力与运动方向成一角度α（如图），那么又如何表示这个力对物体所做的功呢？ 2．力可以做正功，也可以做负功，那么如何理解功的正负？ 3．摩擦力对物体一定做负功吗？试探究摩擦力做功有哪些特点？ 如图所示，质量为m的物体在与水平方向成θ角的恒力F作用下以加速度a做匀加速直线运动，已知物体和地面间的动摩擦因数为μ，物体在水平地面上运动距离x的过程中，力F做功为（　　） A．μmgx　　　　　　B． C． D． 1．功的概念 物体在力的作用下，沿力的方向发生一段位移，则这个力对物体做了功。 2．做功的两个不可缺少的因素 （1）力；（2）物体在力的方向上发生的位移。 3．计算功的大小的公式 当力的方向与运动方向成某一角度时，功的大小等于力的大小、位移的大小、力与位移夹角的余弦这三者的乘积，W＝Flcos α。 （1）公式中的F是恒力，即大小、方向不变的力。 （2）公式中的α是力与位移的夹角，W＝Flcos α有两种理解：lcos α是位移l在F方向上的分位移；Fcos α是力F在位移l方向上的分力。 （3）如果力的方向与物体运动方向一致，则W＝Fl； 如果力的方向与物体运动方向相反，则W＝－Fl。 （4）计算功时，一定要明确是哪个力对物体做的功。 （5）功是标量，没有方向。功的单位是焦耳，符号是J，由公式W＝Fl知，1 J＝1 N×1 m＝1 N·m。 （6）功是过程量，是力的作用效果在空间上的积累。 4．力做正功还是负功的判断方法 （1）看力F与位移l的夹角α α＜90°，力做正功；α＞90°，力做负功。 （2）看力F与速度v的夹角α α＜90°，力做正功；α＞90°，力做负功。 （3）看速率增大还是减小，若在力作用下速率增大，此力做正功，反之做负功。 三、总功及其求法 1．如果物体受到的各个力对物体做功都不为零，那么合力对物体做功一定不为零吗？如果一个物体所受的合力不为零，那么合力一定对物体做功吗？ 2．若一个物体在几个力F1、F2、F3…的共同作用下，运动的位移为x，如何计算所有外力对物体做的总功？ 如图所示，利用斜面从货车上提货，每包货物的质量m＝20 kg，斜面倾角α＝37°，斜面的长度l＝2 m，货物与斜面间的动摩擦因数μ＝0.2，求货物从斜面顶端滑到底端的过程中所受合外力做的功。（取g＝10 m/s2） 两种求合力功的方法要依据题目特点灵活运用，如物体处于平衡状态或某一方向受力平衡时，先求合力再求功的方法简单方便；如已知物体受力中有的不做功，有的虽做功，但方便求得该力的功（如重力功）时，选择W＝W1＋W2＋…＋Wn简单方便。 四、探究变力做功的计算 如图所示，在一大小不变、方向始终沿切线方向的力F作用下，物体沿半径为R的圆运动了一周，求力F做的功。 迁移与应用4 静止在水平面上的物体M，受到一水平向右的推力作用，在推力作用下向右运动了4 m，水平推力随物体位移的变化图象如图所示，推力的最大值为4 N，且力随位移的变化图线恰好为四分之一圆周，求水平推力在此过程中所做的功。 变力做功的计算 恒力做功可直接用功的公式W＝Flcos α求出，变力做功一般不能直接套用该公式，求变力做功的方法如下： 1．将变力做功转化为恒力做功。 （1）分段法：力在全程是变力，但在每一个阶段是恒力，这样就可以先计算每个阶段的功，再利用求和的方法计算整个过程中变力做的功。 （2）微元法：当