2013-2014学年高一物理配套课件：7.1、2 追寻守恒量——能量 功（人教版必修2）.ppt

1、基础知识研读深层互动探究金榜冲关必备达标对点演练1 追寻守恒量能量2 功基础知识研读深层互动探究金榜冲关必备达标对点演练基础知识研读深层互动探究金榜冲关必备达标对点演练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WFlcos 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.基础知识研读深层互动探究金榜冲关必备达标对点演练1伽利略斜面实验探究(1)实验现象：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，hA_hB，如图71、21所示(2)能量概念的建立：始、末位置高度相同，小球运动中守恒的量叫能量追寻

2、守恒量图71、21基础知识研读深层互动探究金榜冲关必备达标对点演练2能量概念(1)动能：物体由于_而具有的能量(2)势能：相互作用的物体凭借其_而具有的能量(3)能的转化：在伽利略的理想斜面实验中，小球的势能和动能可相互转化运动位置基础知识研读深层互动探究金榜冲关必备达标对点演练1伽利略斜面实验中，小球从斜面A上离斜面底端h高处滚下斜面，通过最低点后继续滚上另一个斜面B，在小球运动的这一过程中，下列说法正确的是()小球在A斜面上运动时，离斜面底端的竖直高度越来越小，小球的运动速度越来越大小球在A斜面上运动时，动能越来越小，势能越来越大小球在B斜面上运动时，速度越来越大，离斜面底端的高度越来越小

3、小球在B斜面上运动时，动能越来越小，势能越来越大A B C D基础知识研读深层互动探究金榜冲关必备达标对点演练解析物体在A斜面下滑过程中，高度逐渐减小，速度逐渐增大，因此重力势能逐渐减小，动能逐渐增大，重力势能转化为动能，但总能量不变；物体在B斜面上升过程中，高度逐渐增大，速度逐渐减小，因此重力势能逐渐增大，动能逐渐减小，动能转化为重力势能，但总能量不变，C正确答案 C基础知识研读深层互动探究金榜冲关必备达标对点演练1.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做功的两个因素功力的方向上基础知识研读深层互动探究金榜冲关必备达标对点演练3公式(1)力F与位移l同向时，W

4、_.(2)力F与位移l夹角为时，W_.其中F、l、分别为_、_和_方向的夹角思考1：物体只要受力且运动，该力就一定做功吗？提示：不一定物体运动一段时间后位移若是0或物体的位移方向垂直于受力方向，力就不做功FlFlcos 力的大小位移的大小力与位移基础知识研读深层互动探究金榜冲关必备达标对点演练2.下列四幅图片所描述的情景中，人对物体做功的是()解析A项中人对物体做正功；B项中力和位移垂直，不做功；C项中重物位移为零，不做功；D项中人对拖把做正功；故A、D正确答案 AD基础知识研读深层互动探究金榜冲关必备达标对点演练正功和负功做正功动力不做功动力阻力做负功阻力基础知识研读深层互动探究金榜冲关必备

5、达标对点演练思考2：力F1做功10 J，F2做功15 J，力F1和F2哪个做功多？提示：功的正负不表示大小，只表示做功的力是阻力还是动力，F1做的功小于F2做的功，F2做功多基础知识研读深层互动探究金榜冲关必备达标对点演练3.一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90D这个力与物体运动方向的夹角90时，cos 0，力对物体做负功，此力阻碍物体的运动，故A、C对答案 AC基础知识研读深层互动探究金榜冲关必备达标对点演练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2正功、负功的物理意

6、义：功的正负由力和位移之间的夹角决定，所以功的正负不表示方向，而只能说明做功的力对物体来说是动力还是阻力3一个力对物体做负功，往往说成物体克服这个力做功对正功、负功的理解基础知识研读深层互动探究金榜冲关必备达标对点演练【典例1】一人乘电梯从1楼到20楼，在此过程中经历了先加速，后匀速，再减速的运动过程，则电梯对人的支持力的做功情况是()A加速时做正功，匀速时不做功，减速时做负功B加速时做正功，匀速和减速时做负功C加速和匀速时做正功，减速时做负功D始终做正功解析在加速、匀速、减速的过程中，支持力与人的位移方向始终相同，所以支持力始终对人做正功，故D正确答案 D基础知识研读深层互动探究金榜冲关必备

7、达标对点演练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的方向间的夹角常用于曲线运动的情形若为锐角则做正功，若为直角则不做功，若为钝角则做负功基础知识研读深层互动探究金榜冲关必备达标对点演练【跟踪1】如图71、22所示，人站在电动扶梯的水平台阶上，假定人与扶梯一起沿斜面加速上升，在这个过程中，人脚所受的静摩擦力()A等于零，对人不做功B水平向左，对人做负功C水平向右，对人做正功D沿斜面向上，对人做正功图71、22基础知识研读深层互动探究金榜冲关必备达标对点演练解析 人向右上方加速，则摩擦力水平向右，对人做正功答案 C基础知

8、识研读深层互动探究金榜冲关必备达标对点演练一个恒力F对物体做功WFlcos 有两种处理方法：(1)W等于力F乘以物体在力F方向上的分位移lcos，即物体的位移分解为沿F方向上和垂直于F方向上的两个分位移l1和l2，则F做的功WFl1Flcos；(2)W等于力F在位移l方向上的分力Fcos 乘以物体的位移l，即将力F分解为沿l方向上和垂直于l方向上的两个分力F1和F2，则F做的功WF1lFcos l.功的正、负可直接由力F与位移l的夹角的大小判断对公式WFlcos 的理解及应用基础知识研读深层互动探究金榜冲关必备达标对点演练【典例2】如图71、23所示，质量为m2 kg的物体静止在水平地面上，受

9、到与水平地面夹角为37、大小F10 N的拉力作用，物体移动了l2 m，物体与地面间的动摩擦因数0.3，g取10 m/s2.求(1)拉力F所做的功W1；(2)摩擦力Ff所做的功W2；(3)重力G所做的功W3；(4)弹力FN所做的功W4；(5)合力F合所做的功W.图71、23基础知识研读深层互动探究金榜冲关必备达标对点演练审题技巧解析(1)对物体进行受力分析，如图所示W1Flcos 1020.8 J16 J(2)FNGFsin 20 N100.6 N14 NFfFN0.314 N4.2 NW2Ff lcos 1804.22 J8.4 J基础知识研读深层互动探究金榜冲关必备达标对点演练(3)W3Gl

10、cos 900(4)W4FNlcos 900(5)WW1W2W3W47.6 J也可由合力求总功F合Fcos Ff100.8 N4.2 N3.8 NF合与l方向相同，所以WF合l3.82 J7.6 J答案(1)16 J(2)8.4 J(3)0(4)0(5)7.6 J基础知识研读深层互动探究金榜冲关必备达标对点演练几个力的总功的求法虽然力、位移都是矢量，但功是标量，物体受到多个力的作用时，计算合力的功(即总功)，要考虑这些力共同的效果，一般有以下两种方法：(1)先由WFlcos 计算各个力对物体所做的功W1、W2、W3、然后求所有力做功的代数和，即W合W1W2W3(2)先由力的合成或根据牛顿第二定

11、律求出合力F合，然后由W合F合lcos 计算总功，此时为F合的方向与l的方向间的夹角基础知识研读深层互动探究金榜冲关必备达标对点演练【跟踪2】如图71、24所示，质量为m的物体静止在倾角为的斜面上，物体与斜面间的动摩擦因数为.现使斜面水平向左匀速移动距离l.试求：(1)摩擦力对物体做的功(物体与斜面相对静止)；(2)斜面对物体的弹力做的功；(3)重力对物体做的功；(4)斜面对物体做的功是多少？各力对物体所做的总功是多少？图71、24基础知识研读深层互动探究金榜冲关必备达标对点演练解析物体相对斜面静止，物体相对地面水平向左匀速移动l.物体受力情况如图所示，物体受到重力mg、摩擦力Ff和支持力FN

12、的作用这些力均是恒力，故可用WFlcos 计算各力的功根据物体的平衡条件，可得Ffmgsin，FNmgcos.基础知识研读深层互动探究金榜冲关必备达标对点演练(1)WFfFflcos(180)mglsin cos；(2)WFNFNlcos(90)mglsin cos；(3)WGmglcos 900；(4)斜面对物体做的功为斜面对物体施加的力做功的代数和，即W斜WFfWFN0各个力对物体所做的总功等于各力做功的代数和即W总WFfWFNWG0.答案(1)mglsin cos(2)mglsin cos(3)0(4)00基础知识研读深层互动探究金榜冲关必备达标对点演练虽然作用力、反作用力具有大小相等、

13、方向相反的特点，但是作用力和反作用力做的功没有一定的关系，它们的做功情况大致有以下几种：(1)两个力可以均不做功(2)其中一个力做功，另一个力可以不做功(3)其中一个力做正功，另一个力可以做负功(4)两个力可以均做正功或均做负功作用力、反作用力做功的特点基础知识研读深层互动探究金榜冲关必备达标对点演练【典例3】关于两个物体间的一对作用力和反作用力的做功情况，下列说法正确的是()A作用力做功，反作用力一定做功B作用力做正功，反作用力一定做负功C作用力和反作用力可能都做负功D作用力和反作用力做的功一定大小相等基础知识研读深层互动探究金榜冲关必备达标对点演练解析作用力和反作用力大小一定相等，但它们的

14、做功情况却不一定相同因为作用力和反作用力是作用在不同的物体上，所产生的作用效果不一定相同作用力做正功，反作用力可能做负功；作用力不做功，反作用力可能做正功、负功或不做功例如：如图甲，B向左运动时，A对B的摩擦力做负功，而B对A的摩擦力不做功，所以A、B、D均错；如图乙，分别用力F1和F2作用在A、B两物体上，结果A相对B发生滑动，此过程中，A、B间的一对滑动摩擦力均做负功基础知识研读深层互动探究金榜冲关必备达标对点演练答案 C基础知识研读深层互动探究金榜冲关必备达标对点演练比较一对作用力和反作用力做的功时，不要只看到力的大小是否相等，方向是否相反，还要注意分析两物体在相应力的作用下的位移情况基

15、础知识研读深层互动探究金榜冲关必备达标对点演练【跟踪3】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基础知识研读深层互动探究金榜冲关必备达标对点演练解析(1)先分析墙壁的受力及做功情况：答案 BD基础知识研读深层互动探究金榜冲关必备达标对点演练解题技法4 变力做功的求解方法变力做功的四种求解方法1平均值法基础知识研读深层互动探究金榜冲关必备达标对点演练2图象法变力做的功W可用Fl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

16、的面积表示力对物体做负功的多少基础知识研读深层互动探究金榜冲关必备达标对点演练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WFs路或WFs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基础知识研读深层互动探究金榜冲关必备达标对点演练典例剖析【典例】用水平拉力拉着滑块沿半径为R的水平圆轨道运动一周，如图71、25所示，已知滑块与轨道间的动摩擦因数为，滑块质量为m，求此过程中摩擦力做的功.图71、25基础知识研读深层互动探究金榜冲

17、关必备达标对点演练解析由题意知，滑块所受的摩擦力在整个过程中大小均为Fmg不变、方向时刻变化且与滑块运动方向相反，是变力，但是我们可以把圆周分成无数段小微元段，每一小段可近似成直线，从而摩擦力在每一小段上方向不变，每小段上可用恒力做功的公式计算，然后各段累加起来，便 可求得结果基础知识研读深层互动探究金榜冲关必备达标对点演练如图所示，把圆轨道分成s1、s2、s3、sn微元段，摩擦力在每一段上为恒力，则在每一段上做的功W1mgs1，W2mgs2，W3mgs3，Wnmgsn，摩擦力在一周内所做的功WW1W2W3Wnmg(s1s2s3sn)mg2R.所以滑块运动一周，摩擦力做功为2mgR.答案 2m

18、gR基础知识研读深层互动探究金榜冲关必备达标对点演练【审题技巧】利用公式WFlcos 只能计算恒力做功，对变力做功关键是化“变”为“恒”，常用的思路是求平均力做功或将变力做的功转化为各段的恒力做的功，然后再求总功基础知识研读深层互动探究金榜冲关必备达标对点演练【我来冲关】1.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71、26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图71、26基础知识研读深层互动探究金榜冲关必备达标对点演练答案 12.56 J基础知识研读深层互动探究金榜

19、冲关必备达标对点演练2如图71、27所示，某人用大小不变的力F拉着放在光滑平面上的物体，开始时与物体相连的绳和水平面间的夹角是，当拉力F作用一段时间后，绳与水平面间的夹角为.已知图中的高度h，求绳的拉力FT对物体所做的功绳的质量、滑轮质量及绳与滑轮间的摩擦不计图71、27基础知识研读深层互动探究金榜冲关必备达标对点演练解析 设绳对物体的拉力为FT，显然人对绳的拉力F大小等于FT，由于FT在对物体做功的过程中大小不变，但FT的方向时刻在改变，因此上述问题是个变力做功问题人对绳的拉力F对绳做的功就等于绳的拉力FT对物体做的功而F的大小和方向都不变，因此只要计算恒力F对绳做的功就能解决问题设绳的拉力

20、FT对物体做的功为WFT，人的拉力F对绳做的功为WF，由图可知，在绳与水平面的夹角由变到的过程中，拉力F的作用点的位移大小为ll1l2.基础知识研读深层互动探究金榜冲关必备达标对点演练基础知识研读深层互动探究金榜冲关必备达标对点演练【状元微博】1恒力做功：WFlcos.2变力做功常用四种方法：(1)平均值法；(2)图象法；(3)分段法(或微元法)；(4)等效替换法3功的正、负由力与位移方向的夹角决定，正、负表示是动力还是阻力对物体做功.基础知识研读深层互动探究金榜冲关必备达标对点演练一、对能量的理解1高台滑雪运动员腾空跃下，如果不考虑空气阻力，则下落过程中该运动员机械能的转换关系是()A动能减

21、少，重力势能减少B动能减少，重力势能增加C动能增加，重力势能减少D动能增加，重力势能增加基础知识研读深层互动探究金榜冲关必备达标对点演练解析不考虑空气阻力，则运动员在跃下过程，速度增加，动能增加，重心下降，重力势能减少，故C正确故选C.答案 C基础知识研读深层互动探究金榜冲关必备达标对点演练二、对功的理解2下列说法错误的是()A10 J的功大于5 J的功B功是标量，正、负表示外力对物体做功还是物体克服外力做功C一个力对物体做了负功，则说明这个力一定阻碍物体的运动D功是矢量，正、负表示方向基础知识研读深层互动探究金榜冲关必备达标对点演练解析功是标量，功的正负既不表示方向也不表示功的大小而是表示力

22、对物体起动力作用(即力对物体做功)还是力对物体起阻力作用(即物体克服外力做功)选项A、B、C正确答案 D基础知识研读深层互动探究金榜冲关必备达标对点演练3下列关于做功的说法中，正确的是()A凡是受力作用的物体，一定有力对物体做功B凡是发生了位移的物体，一定有力对物体做功C只要物体受力的同时又有位移发生，则一定有力对物体做功D只要物体受力，又在力的方向上发生了位移，则一定有力对物体做功基础知识研读深层互动探究金榜冲关必备达标对点演练解析做功的两个不可缺少的因素是：力和在力的方向上的位移，也就是说，只有力或只有位移，是不符合做功条件的，故选项A、B错误；若物体发生位移的同时也受力的作用，当力与位移

23、垂直时，此力并不做功，故选项C错误，选项D正确答案 D基础知识研读深层互动探究金榜冲关必备达标对点演练三、功的计算4将一质量为m的小球竖直向上抛出，小球上升h后又落回地面，在整个过程中受到的空气阻力大小始终为f，则关于这个过程中重力与空气阻力所做的功，下列说法正确的是()A重力做的功为2mgh，空气阻力做的功为2fhB重力做的功为0，空气阻力做的功也为0C重力做的功为0，空气阻力做的功为2fhD重力做的功为2mgh，空气阻力做的功为0基础知识研读深层互动探究金榜冲关必备达标对点演练解析重力是恒力，可以用公式WFlcos 直接计算，由于位移为零，所以重力做的功为零；空气阻力在整个过程中方向发生了变化，不能直接用公式计算，可进行分段计算，上升过程和下降过程空气阻力做的功均为fh，因此在整个过程中空气阻力做的功为2fh.故选项C正确答案 C基础知识研读深层互动探究金榜冲关必备达标对点演练5图71、28表示物体在力F作用下在水平面上发生一段位移，试分别计算这三种情况下力F对物体所做的功设在这三种情况下力F和位移l的大小都相同：F10 N，l1 m角的大小如图所示71、28基础知识研读深层互动探究金榜冲关必备达标对点演练基础知识研读深层互动探究金榜冲关必备达标对点演练