【精选】0702《功》导学案.doc

0702《功》导学案 【学习目标】 1.初步认识做功与能量变化的关系； 2.知道做功的两个要素，理解功的概念，写出功的公式和单位； 3. 知道功是标量、知道负功的两种等价说法； 4. 会根据公式计算多个力的总功。 【重点难点】 1. 知道W=Flcos α的适用范围； 2.初步理解正功、负功的物理意义。 【知识链接】 1.能量 （1）伽利略在斜面小球实验中，发现一个启发性的事实：无论斜面陡或缓，小球总会在斜面上的某点停下来，这点距斜面底端的竖直高度与它出发时的高度 .在物理学中，我们把这一事实说成是“某一量是 的”，并且把这个量叫做 或 . （2）相互作用的物体凭借其位置而具有的能量叫做 . （3）物体由于运动而具有的能量叫做 . 2.功 （1）一个物体受到力的作用，并在 发生了一段位移，就说这个力对物体做了功. （2）力和物体在 上发生的 ，是做功的两个不可缺少的因素.如果力的方向与位移的方向一致，功等于力的大小与位移大小的乘积，公式是 . （3）若力F与位移l之间成α角时，力所做的功W= ，即力对物体所做的功，等于 . （4）功的单位是 ，符号是 . （5）功是标量. 3.正功与负功 （1）根据功的计算公式W=Flcos α可得下列几种情况： ①当α=90°时，cos α=0，则W 0，即力对物体 . ②当0°≤α＜90°时，cos α＞0，则W 0，即力对物体 . ③当90°＜α≤180°时，cos α＜0，则 W 0，即力对物体 或 . （2）功的正负既不表示方向，也不表示大小，它表示 . 4.总功 当物体在几个力共同作用下发生一段位移时，这几个力对物体所做的总功，等于 .可以证明，它也就是 . 【问题探究】 1.甲、乙、丙三位同学分别提着同样的一桶水，甲静止不动；乙在水平面上匀速走动；丙提水上楼.三位同学对水桶的拉力都做功了吗？ 2.摩擦力一定做负功吗？ 3.功有正负之分，是否说明功是矢量？若功不是矢量那么正负又有什么含义呢？ 1.对功的公式W=Flcos θ的理解 （1）各字母符号的意义，F作用在物体上的力，恒力，单位N，l是力的作用点的对地位移，矢量，单位m，cos θ是力与位移l正方向之间夹角θ的余弦. （2）对整式的剖析理解：①W=Fl·cos θ，lcos θ是位移l在力F方向的分量，思想方法：分解位移. ②W=Fcos θ·l，Fcos θ是力F在l方向上的分量，思想方法：分解力. 特别提醒： （1）这两种思想方法是等效的，在应用时可根据具体的问题情景灵活选用恰当的方法. （2）W=Flcos θ是恒力对物体做功的公式（适用条件）对变力做功不能直接使用. 2.对正功、负功的认识 如图7-2-1所示，物体沿光滑水平面向右由位置1运动到位置2的过程中，力F1做的功W1=F1lcos θ1＞0，即F1对物体做正功，同时我们看到F1促进了物体的运动；力F2做的功W2=F2lcos θ2＜0，即F2对物体做负功，同时力F2阻碍了物体的运动.所以，功的正负只表示力是促进物体运动还是阻碍物体运动，即功的正负表示力的作用效果，而不表示方向，功是标量. 3.对摩擦力做功的讨论 在相当多的问题里，摩擦力都阻碍物体运动，对物体做负功，这就很容易给人一种感觉——摩擦力一定做负功，实际上，因摩擦力的方向与物体的运动方向之间没有必然的联系所以摩擦力可以做负功，也可以做正功.也可以不做功，下面按静摩擦力的功和滑动摩擦力的功分述如下： （1）静摩擦力的功 例如，光滑水平面上放着一辆平板车，车上放一物体A，用力F拉动车上的物体A，B与A一起以相同的速度前进，且A与B间无相对滑动，则静摩擦力F0对A做负功，F0′对B做正功，如图7-2-2所示. 图7-2-2 因为，A受到的静摩擦力F0与A的位移l反向，即F0对A做的功WA=F0lcos 180°=-F0l＜0；B受到的静摩擦力F0′与B的位移l同向，F0′对B做的功WB=F0′lcos 0°=F0′l＞0. 例如，放在匀速转动圆盘上随同盘M一起转动的物体C，它受的向心力是静摩擦力Ff，Ff对物体C不做功. 因为，静摩擦力Ff在任一时刻都与速度方向垂直，即在Ff的方向没有发生位移，所以Ff不做功，如图7-2-3所示. （2）滑动摩擦力的功 设光滑水平面上放一质量为M的平板车，一质量为m的物体以速度v沿平板车表面飞入，当m在车表面滑行距离为L时，平板车前进了l远，这时m与M相对