第七章学案-机械能守恒定律.docVIP

第1、2节 追寻守恒量——能量 功 【重难点】 了解动能和势能的概念，在动能和势能的转化过程中体会能量守恒 重点使学生掌握功的计算公式，理解力对物体做功的两个要素 【知识梳理】 一、 追寻守恒量——能量 1．伽利略斜面实验探究 图7-1-1 如图7-1-1所示，让静止的小球沿一个斜面滚下，小球将滚上另一个对接斜面，没有摩擦时，。始、末位置高度相同，小球运动中的量叫能量。 2．势能相互作用的物体凭借其而具有的能量。 3．动能物体由于而具有的能量。 4．在伽利略的理想斜面实验中，小球的动能和势能相互转化，但二者的总量是的。 二、功 1．功的定义 一个物体受到力的作用，并在力的方向上发生了一段，我们就说这个力对物体做了。 2．做功的因素 和物体在力的方向上发生的，是做功的两个不可缺少的因素。 3．功的公式 (1)力F与位移l同向时：W＝。 (2)力F与位移l有夹角α时：W＝F，其中F、l、cos α分别表示、、。 (3)各物理量的单位：力的单位是N，位移的单位是m，功的单位是，即。 4．正功和负功 夹角α的范围 做功情况 物理意义 α＝ cos α＝0，W＝0，即力F对物体 F不是动力也不是阻力 0≤α＜ cos α0，W＞0，即力F对物体 F是 ＜α≤π cos α0，W＜0，即力F对物体或者说物体力F做功 F是 5．合力的功 功是标量，当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等于各个力分别对物体所做功的，也等于这几个力的对这个物体所做的功。 1．下面列举的情况中所做的功不为零的是(　　) A．举重运动员，举着杠铃在头上方停留3 s，运动员对杠铃做的功 B．木块在粗糙水平面上滑动，支持力对木块做的功 C．一个人用力推一个笨重的物体，但没推动，人的推力对物体做的功 D．自由落体运动中，重力对物体做的功 2．(多选)一个力对物体做了负功，则说明(　　) A．这个力一定阻碍物体的运动B．这个力不一定阻碍物体的运动 C．这个力与物体运动方向的夹角α90°D．这个力与物体运动方向的夹角α90° 3．(多选)质量为m的物体放在粗糙的水平面上，受到水平力F的作用，(　　) A．如果物体做匀加速直线运动，则力F一定做正功 B．如果物体做匀加速直线运动，则力F可能做负功 C．如果物体做匀减速直线运动，则力F可能做正功 D．如果物体做匀减速直线运动，则力F可能做负功 　一个质量为m＝2 kg的物体，刚开始处于静止状态后施加一与水平方向成37°角斜向上方的拉力F的作用，且F＝10 N，在水平地面上移动的距离为s＝2 m，物体与地面间的滑动摩擦力为f＝4.2 N。求：(sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8) (1)各个力对物体所做的功； (2)合外力对物体所做的功； (3)各个力对物体所做的功的代数和。 ．水平地面上有质量分别为m和4m的物块A和B，两者与地面的动摩擦因数均为μ。细绳的一端固定，另一端跨过轻质动滑轮与A相连，动滑轮与B相连，如图7-1-3所示。初始时，绳处于水平拉直状态。若物块A在水平向右的恒力F作用下向右移动了距离s，重力加速度大小为g。求： 图7-1-3 (1)物块B克服摩擦力所做的功； (2)物块A、B的加速度大小。 1．平均值法 当力F的大小发生变化，且F、l呈线性关系时，F的平均值＝，用计算F做的功。 2．图像法 变力做的功W可用F-l图线与l轴所围成的面积表示。l轴上方的面积表示力对物体做正功的多少，l轴下方的面积表示力对物体做负功的多少。 图7-1-4 3．分段法(或微元法) 当力的大小不变，力的方向时刻与速度同向(或反向)时，把物体的运动过程分为很多小段，这样每一小段可以看成直线，先求力在每一小段上的功，再求和即可，力做的总功W＝Fs路或W＝－Fs路。 4．等效替换法 若某一变力的功和某一恒力的功相等，则可以用求得的恒力的功来作为变力的功。 　如图7-1-5所示，一辆拖车通过光滑定滑轮将一重物G匀速提升，当拖车从A点水平移动到B点时，位移为s，绳子由竖直变为与竖直方向成θ的角度，求此过程中拖车对绳子所做的功。 图7-1-5 1.如图7-1-6所示，某个力F＝10 N作用在半径为R＝1 m的转盘的边缘上，力F的大小保持不变，但方向保持在任何时刻均与作用点的切线一致，则转动一周这个力F做的总功为(　　) 图7-1-6 A．0 B．20π J C．10 J D．10π J 2．用铁锤把钉子钉入木板，设木板对钉子的阻力F与钉进木板的深度成正比，已知铁锤第一次将钉子钉进d，如果铁锤第二次敲钉子时对钉子做的功与第一次相同，那么，第二次钉子进入木板的深度是(　　) A．(－1)d B．(－1)d C. D.d 1．一对平衡力做功的特点 一对平衡力作用在同一物体上，若物体静止