高中物理人教版 (2019)必修 第二册功与功率学案设计

这是一份高中物理人教版 (2019)必修 第二册功与功率学案设计学案主要包含了功的正负，总功的两种求解思路等内容，欢迎下载使用。

一、功
1. 概念：一个物体受到力的作用，并在力的方向上发生了一段位移，这个力就对物体做了功。
2. 做功的两个因素。
（1）物体受力的作用。
（2）物体在力的方向上发生了位移。
3. 功的公式。
（1）力F与位移l同向时，W＝Fl。
（2）力F与位移l夹角为α时，W＝Flcsα。
其中F、l、α分别为力的大小、位移的大小和力与位移方向的夹角。
4. 功的单位。
在国际单位制中，功的单位是焦耳，简称焦，符号是J。1 J等于1 N的力使物体在力的方向上发生1 m的位移时所做的功，即1 J＝1 N·m。
5. 功是标量。
功有正负之分，但是功只有大小，没有方向。
二、功的正负
1. 功的正负不表示大小，只表示做功的力是阻力还是动力。
2. 功的正负的判断
三、总功的两种求解思路
由合力与分力的等效替代关系知，合力与分力做功也是可以等效替代的，因此计算总功的方法有两种：
1. 先求物体所受的合外力，再根据公式W合＝F合lcs α求合外力的功。
2. 先根据W＝Flcsα，求每个分力做的功W1，W2，…，Wn，再根据W合＝W1＋W2＋…＋Wn，求合力的功。即合力做的功等于各个分力做功的代数和。

1. 如图所示，一子弹以水平速度射入放置在光滑水平面上原来静止的木块，并留在木块当中，在此过程中子弹钻入木块的深度为d，木块的位移为l，木块与子弹间的摩擦力大小为F，则（ ）
A. F对木块做功为Fl
B. F对木块做功为F（l＋d）
C. F对子弹做功为－Fd
D. F对子弹做功为－F（l＋d）
【答案】AD
【解析】木块的位移为l，由W＝Flcsα得，F对木块做功为Fl，子弹的位移为l＋d，木块对子弹的摩擦力的方向与位移方向相反，故木块对子弹的摩擦力做负功，W＝－F（l＋d）。故A、D正确。
2. 如图所示，A、B叠放着，A用绳系在固定的墙上，用力F将B拉着右移。用FT、FAB和FBA分别表示绳子的拉力、A对B的摩擦力和B对A的摩擦力，则下列叙述中正确的是（ ）
A. F做正功，FAB做负功，FBA做正功，FT不做功
B. F和FBA做正功，FAB和FT做负功
C. F做正功，其他力都不做功
D. F做正功，FAB做负功，FBA和FT都不做功
【答案】D
【解析】力F与物体B的位移同向，故F做正功；FAB与物体B的位移反向，故FAB做负功；FBA作用在A上，A静止不动，故FBA不做功；绳子的拉力FT作用在A和墙上，二者均静止不动，故FT不做功。综上所述，D正确。
如图甲所示，在风洞实验室里，一根足够长的细杆水平固定，某金属小球穿在细杆上静止于细杆左端，现有水平向右的风力F作用于小球上，风力F随时间t变化的F－t图象如图乙所示，小球沿细杆运动的v－t图象如图丙所示，取g＝10 m/s2，试求：在0～5 s内风力所做的功。
【答案】18 J
【解析】由题图丙可知0～2 s为加速阶段，a＝＝m/s2＝1m/s2
0～2s内的位移：x1＝at＝×1×4m＝2 m，
2 s～5s内的位移：x2＝vt2＝2×3m＝6 m，
则风力做功为W＝F1x1＋F2x2＝18J。
1. 功的计算公式：W＝Flcsα。其中α为力F和位移l之间的夹角。
2. 功的正负：（1）0≤α