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成才之路·物理路漫漫其修远兮吾将上下而求索人教版·必修2第七章机械守恒定律成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修2机械守恒定律第七章第七章第二节成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修2第二节功第七章第七章第二节成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修2学习目标定位1课堂情景切入2知识自主梳理3重点难点突破4考点题型设计5课时作业7易错案例剖析6第七章第二节成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修2学习目标定位第七章第二节成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修2*理解功的概念，知道力和在力的方向上发生的位移是做功不可缺少的两个因素**掌握功的公式W＝Flcosα，能用公式进行有关计算*理解正功与负功的意义，并会解释生活实例第七章第二节成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修2课堂情景切入第七章第二节成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修2下面三种情景中，人是否对物体做功？要回答这个问题，我们需要明确功的定义。第七章第二节成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修2知识自主梳理第七章第二节成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修21．概念：一个物体受到力的作用，并在____________发生了一段位移，这个力就对物体做了功。2．做功的因素：_______和物体在____________上发生的__________，是做功的两个不可缺少的因素。3．功的计算(1)若力的方向与位移的方向一致，则W＝________。(2)若力的方向与位移的方向夹角为α，则W＝________。4．功的单位：国际单位制中，功的单位是__________，简称_______，符号是_______。功力的方向上力力的方向位移FlFlcosα焦耳焦J第七章第二节成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修2α的取值cosα功的正负物理意义0≤απ2cosα0W0，力对物体__________做功的力是_______(选填“动力”或“阻力”，下同)α＝π2cosα＝0W＝0，力对物体__________力既不是_______，也不是_______π2α≤πcosα0W0，力对物体________做功的力是_______设力F与位移l方向间的夹角为α，则由功的公式W＝Flcosα可得下表：正功和负功做正功动力不做功动力阻力做负功阻力第七章第二节成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修2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：1．各个分力分别对物体所做功的__________；2．几个力的__________对物体所做的功。总功的计算代数和合力第七章第二节成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修2重点难点突破第七章第二节成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修2一、对功的理解1．功是过程量：描述了力的作用效果在空间上的累积，它总与一个具体过程相联系。2．做的功的两个必要因素(1)物体受到力的作用；(2)物体在力的方向上有位移。如图甲所示，举重运动员举着杠铃不动时，杠铃没有发生位移，举杠铃的力对杠铃没有做功。如图乙所示，足球在水平地面上滚动时，重力对球做的功为零。第七章第二节成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修2功是力在空间上的积累效应，它总是与一个具体的过程相联系，因此，功是一个过程量。同时功与具体的某一个力或某几个力对应，学习时要注意是哪一个力或哪几个力的功，以及所对应的过程。第七章第二节成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修23．功的单位焦(J)，1J＝1N×1m＝1N·m4．对公式W＝Flcosα的理解对公式W＝Flcosα可以有两种理解：一种是力F在位移l方向上的分力Fcosα与位移l的乘积；另一种是力F与在力F方向上的位移lcosα的乘积。第七章第二节成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修2特别提醒：(1)式中F一定是恒力。若是变力，中学阶段一般不用上式求功。(2)式中的l是力的作用点的位移，也为物体对地的位移。α是F的方向与l的方向间的夹角。(3)力对物体做的功只与F、l、α三者有关，与物体的运动状态等因素无关。第七章第二节成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修2(河北成安一中、永年二中、临漳一中2014～2015学年高一联考)如图所示的四幅图是小明提包回家的情景，小明提包的力不做功的是()答案：B第七章第二节成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修2解析：据功的概念及功的两个因素可知，只有同时满足力及在力的方向上有位移两个条件时，力对物体才做功，A、C、D做功，B没有做功，选B。第七章第二节成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修2二、对正功和负功的理解1．功是标量(1)功是标量，只有量值，没有方向。功的正、负并不表示功的方向，而且也不是数量上的正与负。我们既不能说“正功与负功的方向相反”，也不能说“正功大于负功”，它们仅仅表示相反的做功效果。(2)一个力对物体做负功，往往说成物体克服这个力做功，这两种说法是等效的。例如，滑动摩擦力对物体做的功为－10J，也可以说成物体克服摩擦力做的功为10J。(3)比较做功多少时，只比较功的绝对值，不看功的正负号。例如，－8J的功要比5J的功多。第七章第二节成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修22．判断力是否做功及做功正负的方法(1)看力F的方向与位移l的方向间的夹角α——常用于恒力做功的情形。(2)看力F的方向与速度v的方向间的夹角α——常用于曲线运动的情形。若α为锐角则做正功，若α为直角则不做功，若α为钝角则做负功。第七章第二节成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修23．功的正负的物理意义动力学角度能量角度正功若某力对物体做正功，则这个力对物体来说是动力若力对物体做功，则外界向物体提供能量，即受力物体获得了能量负功若某力对物体做负功，则这个力对物体来说是阻力若物体克服外力做功，则物体要消耗自身的能量，即物体失去了能量第七章第二节成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修2(杭州市2014～2015学年高一下学期七校联考)如图甲为一女士站立在台阶式自动扶梯上正在匀速上楼，如图乙为一男士站立在履带式自动人行道上正在匀速上楼。下列关于两人受到的力做功判断正确的是()第七章第二节成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修2A．甲图中支持力对人做正功B．乙图中支持力对人做正功C．甲图中摩擦力对人做负功D．乙图中摩擦力对人做负功答案：A解析：图甲中支持力竖直向上，对人做正功，A正确；图乙中支持力垂直履带斜向上，对人不做功，B错误；图甲中摩擦力为零，C错误；图乙中摩擦力沿履带向上，对人做正功，D错误。第七章第二节成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修2三、关于摩擦力的功和相互作用力的功1．摩擦力做功的特点(1)滑动摩擦力和静摩擦力都可以对物体不做功。(2)滑动摩擦力和静摩擦力都可以对物体做负功。(3)滑动摩擦力和静摩擦力都可以对物体做正功。第七章第二节成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修22．作用力、反作用力做功的特点(1)作用力与反作用力特点：大小相等、方向相反，但作用在不同物体上。(2)作用力、反作用力作用下的物体的运动特点：可能向相反方向运动，也可能向相同方向运动，也可能一个运动而另一个静止，还可能两物体都静止。(3)由W＝Flcosα可以判断，作用力与反作用力的功的特点是：没有必然关系，即不一定是一正一负，绝对值也不一定相等。第七章第二节成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修2一同学穿着旱冰鞋处于静止状态，推一下竖直墙壁后有了向后的速度。关于该同学推墙的过程中，下列说法正确的是()A．墙壁对该同学做正功B．墙壁对该同学没有做功C．该同学对墙壁做正功D．该同学对墙壁没有做功答案：BD第七章第二节成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修2解析：(1)先分析墙壁的受力及做功情况：墙壁受推力但没有位移→该同学对墙壁不做功→C错误，D正确(2)再分析人的受力及做功情况：墙壁对人的作用力是作用在手上的→人的手在力的作用下没有位移→墙壁对人不做功→A错误，B正确第七章第二节成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修2四、合力和变力做功的计算1．总功的计算物体受到多个外力作用时，计算合外力的功，要考虑各个外力共同做功产生的效果，一般有如下两种方法：(1)先由力的合成与分解法或根据牛顿第二定律求出合力F合，然后由W＝F合lcosα计算。(2)由W＝Flcosα计算各个力对物体做的功W1、W2、…、Wn，然后将各个外力所做的功求代数和，即W合＝W1＋W2＋…＋Wn。第七章第二节成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修2特别提醒：(1)先求各个力做的功，再求总功时，应用的是算术运算法则，而不是矢量运算法则。(2)求某一个力做的功时，不受其他力存在的影响。(3)求各个力做的总功时，每个力对应的位移必须是相对于同一惯性参考系的位移(一般选地面)。第七章第二节成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修22．变力功的计算(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F＝F1＋F22，用F计算F做的功。(2)图象法变力做的功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。第七章第二节成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修2(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。第七章第二节成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修2新中国成立前后，机械化生产水平较低，人们经常通过“驴拉磨”的方式把粮食颗粒加工成粗面来食用，如图所示，假设驴拉磨的平均用力大小为500N，运动的半径为1m，则驴拉磨转动一周所做的功为()A．0B．500JC．500πJD．1000πJ答案：D第七章第二节成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修2解析：由于F的方向保持与作用点的速度方向一致，因此F做功不为零，可否定A答案。由于F的方向保持与作用点的速度方向一致，因此可把圆周划分成很多小段研究，如图所示，当各小段的弧长Δsi足够小(Δsi→0)时，在这Δsi内F的方向几乎与该小段的位移方向重合。故WF＝F·Δs1＋F·Δs2＋F·Δs3＋…＝F·2πR＝1000πJ。(这等效于把曲线拉直)第七章第二节成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修2考点题型设计第七章第二节成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修2对功的概念的理解根据功的概念，下列说法中正确的是()A．工人扛着行李在水平路面上匀速前进时，工人对行李做正功B．工人扛着行李从一楼走到三楼，工人对行李做正功C．作用力与反作用力做的功大小相等，并且其代数和为0D．在水平地面上拉着一物体运动一圈后又回到出发点，则由于物体位移为0，所以摩擦力不做功第七章第二节成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修2解析：选项A中，由于行李受力平衡，工人对行李的作用力竖直向上，与行李的运动方向始终垂直，故对行李不做功，选项A错误；在选项B中，工人对行李的作用力与行李的运动方向夹角为锐角，故对行李做正功，选项B正确；根据牛顿第三定律，作用力与反作用力大小相等，方向相反，但二者对不同的物体做功，两个受力物体的位移大小也不一定相等，所以选项C错误；D选项中，摩擦力是变力，且总与物体相对地面的运动方向相反，因此当物体回到出发点后，虽然物体位移为0，但摩擦力仍对物体做了负功，故选项D错误。答案：