第7章 1.追寻守恒量——能量 2.功—2020-2021同步人教版高中物理必修二讲义

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1．追寻守恒量——能量

2．功

[学习目标]　1.[物理观念]知道能量守恒是自然界的重要规律．　2.[物理观

念]理解势能、动能的概念，理解功的概念．　3.[科学思维]掌握 W＝Flcos α的

适用条件，会用它进行计算．(重点)　4.[科学方法]理解正功、负功的含义，会

求多个力的总功．(重点、难点)　5.[科学方法]掌握变力功的求法．

一、追寻守恒量——能量

1．伽利略的斜面实验探究

过程将小球由斜面 A上某位置由静止释放，小球运动到斜面 B上

现象小球在斜面 B上速度变为 0时，即到达最高点时的高度与它出发

时的高度相同

结论这一事实说明某个量是守恒的，在物理学上我们把这个量叫作能

量或者能

2．势能：相互作用的物体凭借其位置而具有的能量．

3．动能：物体由于运动而具有的能量．

4．在伽利略的理想斜面实验中，小球的动能和势能相互转化，但二者的总

量是保持不变的．

二、功和功的公式

1．功的定义

一个物体受到力的作用，并在力的方向上发生了一段位移，我们就说这个

力对物体做了功．

2．做功的因素

(1)力；(2)物体在力的方向上发生的位移．

3．功的公式

(1)力F与位移 l同向时：W＝Fl.

(2)力F与位移 l有夹角 α时：W＝Fl cos α ，其中 F、l、cos α分别表示力的

大小、位移的大小、力与位移夹角的余弦．

(3)各物理量的单位：F

的单位是 N，l

的单位是 m，W的单位是 N·m，即

三、正功、负功、合力的功

1．正功和负功

α的取值 W的取值含义

α＝W＝0力F不做功

0≤α＜W＞0力F对物体做正功

＜α≤πW＜0

力F对物体做负功

(或说成物体克服力 F做功)

2.总功的计算

(1)方法一：几个力对物体做的总功等于各个力分别对物体做功的代数和，

即

W总＝W1＋ W 2＋ W 3＋ … ＋ W n.

(2)方法二：求几个力的总功时，也可以先求这几个力的合力，再应用功的

定义式求合外力做的功，即为总功．W合＝F

合· l cos α .

1．思考判断(正确的打“√”，错误的打“×”)

(1)有力作用在物体上，并且物体也发生了位移时，力对物体一定做了功．

(×)

(2)力对物体不做功，说明物体的位移一定为零． (×)

(3)用力推汽车，汽车没动，但推车者累得出汗时，可以说推车者对汽车做

功了． (×)

(4)因为功有正、负，所以功是矢量． (×)

(5)力F1做功 10 J，F2做功－15 J，力 F1比F2做功少． (√)

2．在伽利略的斜面实验中，小球停下来的高度为 h1，与它出发时的高度 h2

相同，我们把这一事实说成是“某个量守恒”，下面说法中正确的是(　　)

A．小球在运动的过程中速度是守恒的

B．小球在运动的过程中高度是守恒的

C．小球在运动的过程中动能是守恒的

D．小球在运动的过程中能量是守恒的

D　[伽利略的斜面实验中，小球的速度、高度、动能都随时间变化，而能

量恒定不变，故 D正确．]

3．如图所示，木块 A、B叠放在光滑水平面上，A、B之间不光滑，用水

平力 F拉B，使 A、B一起沿光滑水平面加速运动，设 A对B的摩擦力为 F1，B

对A的摩擦力为 F2，则以下说法正确的是(　　)

A．F1对B做负功，F2对A做正功

B．F1对B做正功，F2对A不做功

C．F2对A做正功，F1对B不做功

D．F2对A不做功，F1对A做正功

A　[以整体受力分析可知 F＝(mA＋mB)a可知，A、B两物体的加速度向右，

隔离物体 A，通过受力分析可知，B对A的摩擦力 F2向右，而 A向右运动，由

W＝FL 可知，F2对A做正功，A对B的摩擦力 F1向左，故 F1对B做负功，故

A正确，B、C、D错误．]

对功及其公式的理解

1．功是过程量

功描述了力的作用效果在空间上的累积，它总与一个具体过程相联系．

2．功是标量(对正功和负功的进一步理解)

(1)功的正、负不表示方向，功根本就没有方向；

(2)正温度比负温度高，但功不是这样，应先取绝对值再比较做功多还是做

功少；

(3)功的正、负仅表示是动力做功还是阻力做功．

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