8.1.1 功 导学案-2023-2024学年高一下学期物理人教版（2019)必修第二册（含答案）

8.1.1 功 [学习目标] 理解功的概念，知道做功的两个要素。 明确功是标量，能够应用功的公式进行相关计算。 理解正功和负功的物理意义。 [导学] 一、功的概念：一个物体受到力的作用，并在 上发生了一段位移，则这个力就对物体做了功． 做功的两个必要因素 思考:（1）如果起重机提着货物静止不动，拉力对货物是否做功了？ （2）如果提着货物水平运动，拉力是否做功了？ （3） 陷在雪地里的汽车，人不管怎样用力，都推不动，人的推力对汽车是否做功了？ 二、公式 1. W=Fxcosα，其中α为F与x的夹角，F是力的大小，x一般是物体相对地面的位移，而不是相对于和它接触的物体的位移。 单位：焦耳(J)　1J=1N·m. (1) 如果力的方向与物体的运动方向一致： (2) 如果力的方向与物体的运动方向不一致： 推导：方法一：分解力 方法二：分解位移 (3) 理解W=Fxcosα ①力是_____力；位移是对_____位移；α是 和 的夹角。 ②功是 量。功是能量转化的量度，是力的空间积累效果。 ③功的单位：国际单位制中，功的单位是 ，简称 ，符号是 ，1J＝1N·m 注意：在力学中力矩的单位为N·m，功或能的单位为J． ④功与物体的运动状态及运动形式无关． ⑤功是 量．只有 ，没有 ，功的正负不是数量上的正与负，它们仅表示相反的做功效果，我们既不能说“正功和负功方向相反”也不能说“正功大于负功”． 动力对物体做 ，阻力对物体做 。 三、对正功和负功的讨论 1．当 时， ，表示力F对物体做正功． 2．当 时， ，表示 . 3．当 时， ，表示 ． （一个力对物体做负功，通常说成物体克服这个力做功（取绝对值），两种说法在意义上是等同的） 应用中的注意点: ①公式只适用于恒力做功 ② F和S是对应同一个物体的； ③恒力做功多少只与Ｆ、Ｓ及二者夹角余弦有关，而与物体的加速度大小、速度大小、运动时间长短等都无关，即与物体的运动性质无关，同时与有无其它力做功也无关。 四、合力的功 （1）合力的功可先通过计算合外力，再利用公式计算合外力的功得到。 （2）合力的功也可先通过计算各个力的功，再求各力做功的代数和得到。 （为合力与位移方向的夹角） 可以证明：当物体受几个力作用发生一段位移时，这几个力对物体做的总功（各力做功的代数和），等于这几个力的合力对物体做的功。 [典型例题] 下列说法正确的是（　　） A．静摩擦力一定不做功 B．滑动摩擦力一定做负功 C．静摩擦力对物体可能做功，滑动摩擦力对物体可能不做功 D．滑动摩擦力既可以做正功也可以做负功 E．功的正负是由位移和力的方向共同决定的 F．功是标量，做功比多 G．功等于能，能等于功 H．做功的过程就是能量转化的过程 I．功可以转化为能，能也可以转化为功 J．做了多少功，就有多少能量发生了变化 K．力对物体做功多，说明物体的位移一定大 L．力对物体不做功，物体可能有位移 M．力对物体做功少，说明物体一定受力小 N．功的大小是由力的大小和物体在力的方向上的位移大小决定的 O．力越大，力对物体做的功不一定越多 P．物体的位移越大，力对物体做的功越多 Q．力对物体不做功，物体的位移不一定为零 R．因为力和位移是矢量，所以功也是矢量 S．作用力的功与反作用力的功的代数和可能不为零 2．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，物体发生一段位移后，力F1对物体做功为8J，物体克服力F2做功6J，则力F1与F2的合力对物体做功为（　　） A．10J B．2J C．7J D．1J 3．如图所示，甲、乙、丙三个物体分别在大小相等、方向不同的力F的作用下，向右移动相等的位移x，关于F对甲、乙、丙做功的大小W1、W2、W3判断正确的(　　) A．W1>W2>W3 B．W1＝W2>W3 C．W1＝W2＝W3 D．W1