高三物理第一輪復(fù)習(xí) 第六章 第一單元 第1課時(shí) 功課件 必修2

1、第一單元　 功和功率第1課時(shí)　 功,必修2　 第六章　機(jī)械能和能源,,基礎(chǔ)回顧,考點(diǎn)一 　功,1．功的物理意義：功是物體能量轉(zhuǎn)化的量度，即功總是伴隨著________轉(zhuǎn)化．2．做功的兩個(gè)不可缺少的因素：________和物體在力的方向上發(fā)生的________，二者缺一不可．3．定義：力和物體在力的方向上的位移的乘積稱為力對(duì)物體做的功．4．計(jì)算式：W＝________，式中F要為_(kāi)_________力，α

2、是________的夾角，s一般都是指物體對(duì)地的位移．5．功的單位：在國(guó)際單位制中，功的單位是________(符號(hào)為_(kāi)_______)，1 N·m＝________.,6．功的特點(diǎn)(1)當(dāng)0°≤α< 90°時(shí)，W＞0，力對(duì)物體做________；(2)當(dāng)α＝90°時(shí)，W＝0，力對(duì)物體________；(3)當(dāng)90°<α≤180°時(shí)，W＜0，力對(duì)物體做___

3、_____，又可說(shuō)物體克服這個(gè)力________．,答案：1．能量 2．力　位移4．Fscos α　恒　力與位移5．焦耳　J　1 J　6．(1)正功　(2)不做功　(3)負(fù)功　做了功,要點(diǎn)深化,1．功的理解(1)功是標(biāo)量，也是過(guò)程量．正功表示對(duì)物體做功的力是動(dòng)力；負(fù)功表示對(duì)物體做功的力是阻力．(2)功不是能量，而是能量轉(zhuǎn)化的量度；能量是表征物體做功本領(lǐng)的物理量．(3)恒力做功的位移是指力的作用點(diǎn)在空間移

4、動(dòng)的位移在力的方向上的分解，不一定是物體移動(dòng)的位移．,位移還有相對(duì)性，比如兩個(gè)疊著的物體保持相對(duì)靜止一起向一個(gè)方向運(yùn)動(dòng)，如右圖所示，如果以地做參考系，在靜摩擦力的方向上兩個(gè)物體有位移，一個(gè)力做正功，另一個(gè)力做負(fù)功；如果一個(gè)物體以另一個(gè)物體作參考系，則相對(duì)位移為零，靜摩擦力沒(méi)有做功．在沒(méi)有說(shuō)明的情況下要以地面為參考系．,(4)某個(gè)力F對(duì)物體所做的功，只由這個(gè)力F和物體在這個(gè)力作用時(shí)間內(nèi)發(fā)生的位移s以及力F與s間夾角α完全決定，而與物體做何

5、種運(yùn)動(dòng)，其他力的作用都無(wú)關(guān)．2．計(jì)算功的方法(1)變力做的功一般不能用W＝Fscos α計(jì)算，中學(xué)階段求變力的功一般通過(guò)其他手段，如通過(guò)動(dòng)能變化量來(lái)計(jì)算，若變力大小與位移成正比，也可用平均力來(lái)求變力的功．(2)幾個(gè)力對(duì)物體做的總功：可先求合外力然后計(jì)算總功，也可先計(jì)算每個(gè)力對(duì)物體做的功，然后求各個(gè)力做功的代數(shù)和即得到總功，后一種方法比較簡(jiǎn)便有效．,,基礎(chǔ)回顧,考點(diǎn)二　 一對(duì)摩擦力做功的特點(diǎn),相互作用的一對(duì)摩擦力做功的特點(diǎn),答案

6、：正功　負(fù)功　不做功　路徑　負(fù)　路程　正功　負(fù)功　不做功　等于零,要點(diǎn)深化,1．滑動(dòng)摩擦力做功的分析(1)滑動(dòng)摩擦力對(duì)物體做正功這種情況很常見(jiàn)．如下圖所示，平板車放在光滑水平面上，右端放一小木塊，用力F拉平板車，結(jié)果木塊在平板車上滑動(dòng)，這時(shí)平板車給木塊的滑動(dòng)摩擦力f水平向右，木塊對(duì)地獲得向右的位移s，則滑動(dòng)摩擦力f對(duì)木塊做的功為W＝fs.,(2)滑動(dòng)摩擦力對(duì)物體做負(fù)功,這種情況最為常見(jiàn)，當(dāng)滑動(dòng)摩擦力阻礙物體運(yùn)動(dòng)或物體克服滑動(dòng)摩擦力運(yùn)

7、動(dòng)時(shí)，其對(duì)物體做負(fù)功. 如右圖所示，外力F把在粗糙水平桌面的質(zhì)量為m、滑動(dòng)摩擦因數(shù)為μ的物體向右拉過(guò)位移為s的過(guò)程中，摩擦力對(duì)物體做了負(fù)功W＝μmgscos π＝－μmgs.,(3)滑動(dòng)摩擦力對(duì)物體不做功在上圖中水平桌面雖然受到物體對(duì)它的滑動(dòng)摩擦力作用，但桌面并沒(méi)有運(yùn)動(dòng)，即在向右的滑動(dòng)摩擦力作用下，桌面相對(duì)于地面的位移s＝0，則W＝0，因而滑動(dòng)摩擦力對(duì)桌面不做功．,2．靜摩擦力做功的特點(diǎn)靜摩擦力可以做正功，也可以做負(fù)功，還可以不做功

8、，在知識(shí)點(diǎn)一要點(diǎn)深化第(3)點(diǎn)中有了說(shuō)明．該說(shuō)明中強(qiáng)調(diào)了以雙方相對(duì)運(yùn)動(dòng)的位移為零來(lái)分析靜摩擦力沒(méi)有做功，而在對(duì)地位移不為零時(shí)，靜摩擦力也可以不做功．,如右圖所示，質(zhì)量為m的橡皮隨水平圓形轉(zhuǎn)盤勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，橡皮所需的向心力由圓盤對(duì)橡皮的靜摩擦力提供的，而靜摩擦力方向始終指向圓心，與橡皮的運(yùn)動(dòng)方向始終垂直，根據(jù)W＝Fscos α可知，在任何時(shí)刻橡皮受到的靜摩擦力對(duì)它不做功．,3．摩擦力做功引起的能量轉(zhuǎn)化規(guī)律(1)一對(duì)滑動(dòng)摩擦力做功的過(guò)程中，既

9、有通過(guò)摩擦力做功，將部分機(jī)械能從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體上，又有部分機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能．滑動(dòng)摩擦力與相對(duì)位移的乘積，恰好等于系統(tǒng)損失的機(jī)械能，亦即等于轉(zhuǎn)化成的內(nèi)能．(2)在靜摩擦力做功的過(guò)程中，只有機(jī)械能從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體，而沒(méi)有機(jī)械能轉(zhuǎn)化為其他形式的能，也不生熱．,,,題型一 　力做功特點(diǎn)的判斷,常用的判斷力是否做功及做功的正負(fù)性的方法(1)根據(jù)力與位移或瞬時(shí)速度方向的夾角α判斷：,(2)根據(jù)質(zhì)點(diǎn)或系統(tǒng)的能量是否變化，

10、彼此是否有能量轉(zhuǎn)化進(jìn)行判斷；若有能量的變化，或彼此間有能量的轉(zhuǎn)化，則必定有力做功．,如右圖所示，,物體沿弧形軌道滑下后進(jìn)入足夠長(zhǎng)的水平傳送帶，傳送帶以圖示方向勻速運(yùn)轉(zhuǎn)，則傳送帶對(duì)物體做功情況可能是(　　)A．始終不做功　　　　B．先做負(fù)功后做正功C．先做正功后做負(fù)功 D．先做正功后不做功,解析：設(shè)傳送帶速度大小為v1，物體剛滑上傳送帶時(shí)的速度大小為v2.(1)當(dāng)v1＝v2時(shí)，物體與傳送帶沒(méi)有摩擦力，即傳送帶對(duì)物體沒(méi)有做功，A

11、對(duì)；(2)當(dāng)v1＜v2時(shí)，物體相對(duì)傳送帶向右運(yùn)動(dòng)，傳送帶對(duì)物體有向左的滑動(dòng)摩擦力，它對(duì)物體做負(fù)功，物體做減速運(yùn)動(dòng)，在雙方的速度相等時(shí)，摩擦力消失，以后傳送帶對(duì)物體沒(méi)有做功，B錯(cuò)誤；當(dāng)然也可一直做負(fù)功至右端．(3)當(dāng)v1＞v2時(shí)，物體相對(duì)傳送帶向左運(yùn)動(dòng)，傳送帶對(duì)物體有向右的滑動(dòng)摩擦力，它對(duì)物體做正功，物體做加速運(yùn)動(dòng)，在雙方的速度相等時(shí)，摩擦力消失，即傳送帶對(duì)物體沒(méi)有做功，C錯(cuò)D對(duì)．當(dāng)然也可一直做正功至右端．答案：AD,,題型訓(xùn)練,1

12、．某物體同時(shí)受三個(gè)力作用而做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，其中F1與加速度a的方向相同，F(xiàn)2與速度v相同，F(xiàn)3與速度v的方向相反，則下列說(shuō)法中錯(cuò)誤的是(　　)A．F1對(duì)物體做正功　　　　B．F2對(duì)物體做正功C．F3對(duì)物體做負(fù)功 D．合外力對(duì)物體做負(fù)功,解析：因物體做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，a的方向與速度v的方向相反．故F1對(duì)物體做負(fù)功，A錯(cuò)誤；F2與速度v的方向相同做正功，B正確；F3與速度v的方向相反做負(fù)功，C正確；合外力

13、的方向與速度v的方向相反做負(fù)功，D正確．答案：A,,題型二 　變力做功的求解方法,1．用動(dòng)能定理或功能關(guān)系(功是能量轉(zhuǎn)化的量度)．(在每一單元都有涉及)2．將變力做功轉(zhuǎn)化為恒力做功：若某一變力的功和某一恒力的功相等，則可以通過(guò)計(jì)算該恒力的功，求出該變力的功．而恒力做功又可以用W＝Fscos α計(jì)算，從而使問(wèn)題變得簡(jiǎn)單．3．微元法：當(dāng)物體在變力的作用下作曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)，若力的方向與物體運(yùn)動(dòng)的切線方向之間的夾角不變，且力與位移的方向同

14、步變化，可用微元法將曲線分成無(wú)限個(gè)小元段，每一小元段可認(rèn)為恒力做功，總功即為各個(gè)小元段做功的代數(shù)和．,4．平均法：當(dāng)變力F是位移s的線性函數(shù)時(shí)，求出變力F對(duì)物體做的功可以用平均力來(lái)計(jì)算，平均力 = ，功W＝Fs.,5．圖象法：當(dāng)物體在變力作用下與位移成線性函數(shù)關(guān)系時(shí)，或作出力與位移的圖象，如右圖所示．根據(jù)上述平均法可知，每段位移力所做的功為該位移內(nèi)所包圍的面積．,,如右圖,定滑輪至滑塊的高度為h，已知細(xì)繩的拉

15、力為F(恒定)，滑塊沿水平面由A點(diǎn)前進(jìn)S至B點(diǎn)，滑塊在初、末位置時(shí)細(xì)繩與水平方向夾角分別為α和β.求滑塊由A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)過(guò)程中，繩的拉力對(duì)滑塊所做的功．,解析：設(shè)繩對(duì)物體的拉力為FT，顯然人對(duì)繩的拉力F等于FT.FT在對(duì)物體做功的過(guò)程中大小雖然不變，但其方向時(shí)刻在改變，因此該問(wèn)題是變力做功的問(wèn)題．但是在滑輪的質(zhì)量以及滑輪與繩間的摩擦不計(jì)的情況下，人對(duì)繩做的功就等于繩的拉力對(duì)物體做的功．由圖可知，在繩與水平面的夾角由α變到β的過(guò)程中，拉力

16、F的作用點(diǎn)的位移大小為：,答案：,題型訓(xùn)練,2．人在A點(diǎn)拉著繩通過(guò)離地面的高度為h光滑定滑輪，吊起質(zhì)量m的物體，如圖所示，開(kāi)始繩與水平方向的夾角為α，當(dāng)人勻速地提起物體由A點(diǎn)沿水平方向運(yùn)動(dòng)到達(dá)B點(diǎn)，此時(shí)繩與水平方向成β角，求人對(duì)繩的拉力所做的功．,解析：人對(duì)繩的拉力大小雖然始終等于物體的重力，但方向卻時(shí)刻在變化，無(wú)法利用恒力公式直接求出人對(duì)繩的拉力所做的功，若轉(zhuǎn)換研究對(duì)象就不難發(fā)現(xiàn)，人對(duì)繩的拉力所做的功與繩對(duì)物體的拉力所做的功相同，而

17、繩對(duì)物體的拉力是恒力，滑輪離地面的高度為h.人由A走到B的過(guò)程中，物體G上升的高度等于滑輪右側(cè)的繩子增加的長(zhǎng)度，即,答案：,,題型三　 作用力與反作用力做功問(wèn)題,作用力與反作用力做功的特點(diǎn)：作用力與反作用力同時(shí)存在，作用力做功時(shí)，反作用力可能做功，也可能不做功，可能做正功，也可能做負(fù)功．不要以為作用力與反作用力大小相等，方向相反，就一定有作用力與反作用力的做功數(shù)值相等一正一負(fù)．,下列關(guān)于作用力與反作用力的做功問(wèn)題中，說(shuō)法正確的是(

18、 )A．作用力做功，反作用力一定做功B．作用力做正功，反作用力一定做負(fù)功C．作用力做功數(shù)值一定等于反作用力做功數(shù)值D．單純根據(jù)作用力的做功情況不能判斷反作用力的做功情況,解析：要解答這個(gè)問(wèn)題，可設(shè)想一個(gè)具體例子，如圖所示：A、B兩磁鐵同名磁極相對(duì)，分別放在兩輛小車上，同時(shí)釋放后，斥力作用下兩車分開(kāi)，作用力、反作用力都做正功，兩車質(zhì)量相等時(shí)，位移相等，做功數(shù)值也相等；而兩車質(zhì)量不相等時(shí)，位移不相等，做功數(shù)值當(dāng)然也不相等．

19、如按住A不動(dòng)，只釋放B，則A對(duì)B的作用力做正功，B對(duì)A的作用力不做功．因此可見(jiàn)，單純根據(jù)作用力做功情況不能確定反作用力做功的數(shù)值、正負(fù)．,答案：D,題型訓(xùn)練,3．如右圖所示，物體A置于物體B上，一輕質(zhì)彈簧一端固定，另一端與B相連，在彈性限度范圍內(nèi)，A和B一起在光滑水平面上作往復(fù)運(yùn)動(dòng)(不計(jì)空氣阻力)，并保持相對(duì)靜止．則下列說(shuō)法正確的是(　　),A．作用在A上的靜摩擦力大小與彈簧的形變量成正比B．作用在A上的靜摩擦力大小始終沒(méi)有變化C

20、．B對(duì)A的靜摩擦力對(duì)A做功，而A對(duì)B的靜摩擦力對(duì)B不做功D．B對(duì)A的靜摩擦力始終對(duì)A做正功，而A對(duì)B的靜摩擦力始終對(duì)B做負(fù)功,解析：由牛頓第二定律和整體法，在彈簧伸長(zhǎng)量為x時(shí)，整體的加速度為a＝ ,方向向左．由牛頓第二定律和隔離法，A所受的靜摩擦力f＝ma＝ ，方向向左，由此看出作用在A上的靜摩擦力大小與彈簧的形變量成正比．在彈簧收縮的過(guò)程中，A所受的靜摩擦力與

21、其運(yùn)動(dòng)方向相同，靜摩擦力對(duì)A做正功，B所受的靜摩擦力與其運(yùn)動(dòng)方向相反，靜摩擦力對(duì)B做負(fù)功；但在彈簧伸長(zhǎng)的過(guò)程中，A所受的靜摩擦力與其運(yùn)動(dòng)方向相反，靜摩擦力對(duì)A做負(fù)功，B所受的靜摩擦力與其運(yùn)動(dòng)方向相同，靜摩擦力對(duì)B做正功．,答案：A,,,警示　 混淆“力相對(duì)地的位移”與“力相對(duì)物體 的位移”的概念,物塊位于光滑斜面上，斜面位于光滑水平地面上，在小物塊沿斜面下滑的過(guò)程中，斜面對(duì)

22、小物塊的作用力(　　)A．垂直于接觸面，做功為零B．垂直于接觸面，做功不為零C．不垂直于接觸面，做功為零D．不垂直于接觸面，做功不為零,錯(cuò)解：斜面對(duì)小物塊的作用力垂直于接觸面，作用力與物體的位移垂直，故做功為零．即A選項(xiàng)正確．,分析糾錯(cuò)：,小物塊P在下滑過(guò)程中和斜面之間有一對(duì)相互作用力F和F′，如圖所示．如果把斜面Q固定在水平桌面上，物體P的位移方向和彈力方向垂直，這時(shí)斜面對(duì)物塊P不做功．但此題告訴的條件是斜劈放在光滑的水平面