高中物理1 功与功率第一课时学案

8.1功 第一课时

【学习目标】

1.理解功的概念，会用功的公式W＝Fxcos α进行计算.

2.理解正功和负功的概念，知道在什么情况下力做正功或负功.

3.能够分析摩擦力做功的情况，并会计算一对摩擦力对两物体所做的功.

【知识要点】

一、功

1.如果物体在力的作用下能量发生了变化，这个力一定对物体做了功。

注：做功的两个必要因素：力和物体在力的方向上发生的位移。 

2.功的计算公式：W＝Fxcos_α

 力对物体所做的功，等于力的大小、位移的大小、力和位移的夹角的余弦三者的乘积。

二、正功和负功

1.   功是标量，但功有正负之分。
2.   (1)当0≤α<时，W＞0，力对物体做正功；

(2)当<α≤π 时，W＜0，力对物体做负功，或称物体克服这个力做功；

(3)当α＝时，W＝0，力对物体不做功．

3.（1）功的正、负并不表示方向，也不表示功的大小，只表示是动力做功还是阻力做功．

（2）正功、负功的意义:正功: 表示动力对物体做功（促进）；负功: 表示阻力对物体做功（阻碍）.

三、几个力的合力所做的功

(1)先求物体所受的合外力，再根据公式W合＝F合xcos α求合外力的功．

(2)先根据W＝Fxcos α求每个分力做的功W1、W2、……Wn，再根据W合＝W1＋W2＋……＋Wn求合力的功．

【题型分类】

题型一、正、负功的判断

例1 如图表示物体在力F的作用下在水平面上发生了一段位移x，这四种情形下力F和位移x的大小都是一样的，则力对物体做正功的是(　　)

例2质量为m的小物块在倾角为α的斜面上处于静止状态，如图所示．若斜面体和小物块一起以速度v沿水平方向向右做匀速直线运动，通过一段位移x.斜面体对物块的摩擦力和支持力的做功情况是(　　)

A．摩擦力做正功，支持力做正功

B．摩擦力做正功，支持力做负功

C．摩擦力做负功，支持力做正功

D．摩擦力做负功，支持力做负功

【同类练习】

1.如图所示，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，以下说法正确的是(    )

A．台阶对人的摩擦力对人做负功

B．台阶对人的总作用力方向沿竖直向上

C．在此过程中人处于失重状态

D．人对台阶的压力大小等于台阶对人的支持力的大小

题型二、牛顿力学的局限性

例3如图所示，一个人用与水平方向成60°角的力F＝40 N 拉一个木箱，在水平地面上沿直线匀速前进了8 m，求：

(1)拉力F对木箱所做的功；

(2)摩擦力对木箱所做的功；

(3)外力对木箱所做的总功．

例4如图所示，两个互相垂直的力F1和F2作用在同一物体上，使物体运动，物体通过一段位移时，力F1对物体做功4J，力F2对物体做功3J，则力F1和F2的合力对物体做功为(  )

A．2J B．1J C．5J D．7J

【同类练习】

1.如图所示，摆球质量为m，悬绳的长为L，把悬绳拉到水平位置后放手。设在摆球运动过程中空气阻力f的大小不变，求摆球从A点运动到竖直位置B时，绳的拉力F，空气阻力f各做了多少功？

【成果巩固训练】

1．如图所示，一个物体放在水平面上，在跟竖直方向成θ角的斜向下的推力F的作用下沿平面移动了距离s，若物体的质量为m，物体与地面之间的摩擦力大小为f，则在此过程中（ ）

A．摩擦力做的功为fs B．力F做的功为Fscosθ

C．力F做的功为Fssinθ D．重力做的功为mgs

2．以一定的初速度竖直向上抛出一个小球，小球上升的最大高度为h，空气阻力的大小恒为f，则从抛出至回到原出发点的过程中，空气阻力对小球做的功为

A．0 B．-fh C．-2fh D．2fh

3．人造地球卫星在椭圆轨道上运行，由图中的a点运动到b点的过程中（　　）

A．万有引力对卫星做正功

B．万有引力对卫星做负功

C．万有引力对卫星先做正功，再做负功

D．万有引力对卫星一直不做功

4．如图所示为中国“立体巴士”，这种新型高大的汽车可跨越车流行驶，行驶速度在6080km/h，同时它承载的人数大约在1400人左右。某次在十字路口有一约100m长的汽车长队，立体巴士利用其优势，从车队尾部开始刹车，正好与第一辆小车平齐停在十字路口，用时10s，若将上述运动视为匀减速直线运动，根据以上数据能估算出立体巴士(　　)

A．刹车时加速度的大小

B．刹车时所受的合力大小

C．刹车时制动力所做的功

D．匀速行驶时的牵引力大小

5．如图所示，B物体在拉力F的作用下向左运动，在运动的过程中，A、B间有相互作用的摩擦力，则摩擦力做功的情况是：

A．A、B都克服摩擦力做功

B．摩擦力对A不做功，B克服摩擦力做功

C．摩擦力对A做功，B克服摩擦力做功

D．摩擦力对A、B都不做功

6．如图所示，两只手分别用大小为F的力，水平推两个木块，不考虑地面摩擦，到两个木块都前进了距离d时，两个力所做的总功为（  ）

A．Fd B．2Fd C．-Fd D．0

8．一个力对运动物体做了负功，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α＞90°

D．这个力与物体运动方向的夹角α＜90°

7．一位质量m=50kg的滑雪运动员从高度h=30m的斜坡由静止下滑,斜坡的倾角=37°，滑雪板与雪面滑动摩擦因数=0.1．则运动员滑至坡底的过程中,

（1）滑雪运动员所受的重力对他做了多少功？

（2）合力做了多少功？（装备质量不计）

8．如图所示，升降机内斜面的倾角，质量为2kg的物体置于斜面上始终不发生相对滑动，在升降机以5m/s的速度匀速上升4s的过程中．（g取），求：

(1)斜面对物体的支持力所做的功；

(2)斜面对物体的摩擦力所做的功；

(3)物体重力所做的功；

(4)合外力对物体所做的功。