1、1追寻守恒量能量2功第七章学习目标1.了解势能、动能的概念，领会寻找守恒量是科学研究的重要思想方法.2.理解功的概念，知道WFlcos 的适用范围，会用功的公式进行计算.3.理解正、负功的概念，会根据公式计算多个力所做的总功.内容索引重点探究启迪思维 探究重点达标检测检测评价 达标过关自主预习预习新知 夯实基础自主预习(1)过程：将小球由斜面A上某位置由 释放，小球运动到斜面B上.(2)现象：小球在斜面B上速度变为0(即到达最高点)时的高度与它出发时的高度 .(3)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做 或者 .一、追寻守恒量一、追寻守恒量能量能量1.伽利略的斜面实验探究
2、如图1所示.图1静止相同能量能2.动能和势能(1)动能：物体由于 而具有的能量.(2)势能：相互作用的物体凭借其 而具有的能量.二、功二、功1.功的定义：一个物体受到力的作用，并在 上发生了一段位移，这个力就对物体做了功.2.功的公式：W ，其中F、l、分别为 、位移的大小、.3.单位：国际单位制中，功的单位是 ，符号是 .运动位置力的方向Flcos 力的大小力与位移方向的夹角焦耳J三、正功和负功三、正功和负功1.力对物体做正功和负功的条件由WFlcos 可知(1)当0 时，W 0，力对物体做 功；(2)当 正负克服02.总功的计算当一个物体在几个力的共同作用下发生一段位移时，这几个力对物体所
3、做的总功等于：(1)各个分力分别对物体所做功的 .(2)几个力的 对物体所做的功.代数和合力即学即用即学即用1.判断下列说法的正误.(1)公式WFlcos 中的l是物体运动的路程.()(2)物体只要受力且运动，该力就一定做功.()(3)汽车沿斜坡向上加速行驶时，牵引力对汽车一定做功.()(4)功有正负之分，所以功是矢量.()(5)一个力对物体做了负功，则说明这个力一定阻碍物体的运动.()答案2.如图2所示，静止在光滑水平面上的物体，在与水平方向成60角斜向上的力F作用下沿光滑水平面运动了10 m，已知F10 N，则拉力F所做的功是 J.答案50图2重点探究1.用伽利略理想斜面实验探究能量用伽利
4、略理想斜面实验探究能量(1)实验装置(如图3所示)(2)实验过程让静止的小球沿一个斜面A滚下，小球将滚上另一个对接斜面B.(3)实验现象在没有空气阻力和摩擦力时(实际很小，可以忽略)，无论斜面B陡一些，还是缓一些，小球总能到达斜面B上与释放点等高的位置，即hAhB.(4)实验结论这一事实说明了小球在运动过程中“某个量是守恒的”.一、对能量转化的理解图32.动能、势能及相互转化动能、势能及相互转化(1)动能：物体由于运动而具有的能量.动能是状态量，与物体的质量和速度大小有关.(2)势能：相互作用的物体间由相互作用力和他们间的相对位置决定的能量，所以又叫位能.(3)势能和动能的相互转化从伽利略的理
5、想斜面实验可以看出，势能和动能可以相互转化.下降过程中小球速度越来越大，重力势能转化为动能；上升过程中小球速度逐渐减小，高度逐渐增大，动能又逐渐转化为重力势能.如果斜面是光滑的，且空气阻力忽略不计，小球总可以沿斜面B上升到原来的高度.这说明了势能和动能在相互转化过程中总量是守恒的.例例1如图4所示，将一个带轴的轮子用两根细线悬吊起来，使轮轴处于水平状态，做成一个“滚摆”.旋转滚摆，让细线绕在轮轴上，然后由静止开始释放滚摆.滚摆就会边旋转边下落，绕在轮轴上的细线也随之不断释放；到达最低点后，滚摆又会边旋转边上升，细线又随之逐渐绕在轮轴上.试分析滚摆运动过程中的能量转化情况.在阻力小到可以忽略的情
6、况下，试猜想滚摆每次都能回升到起始点的高度吗？解析 答案图4答案答案见解析解析解析在滚摆向下运动的过程中，滚摆的高度不断降低，下落速度和旋转速度不断增大，滚摆的重力势能转化为动能；在滚摆向上运动的过程中，滚摆的高度不断增加，上升速度和旋转速度不断减小，滚摆的动能又转化为重力势能.依据能量守恒，在阻力小到可以忽略的情况下，滚摆能量的总量保持不变，滚摆每次都能回升到起始点的高度.导学探究导学探究1.观察图5，分析图中的哪个人对物体做了功？二、对功的理解图5答案答案小川拉重物上升的过程，小川对重物做了功，其他三人都没有对物体做功.答案2.如图6所示，物体在与水平方向夹角为的力F的作用下沿水平面前进了
7、l，则力F对物体做的功如何表示？图6答案答案如图把力F沿水平方向和竖直方向进行分解，物体在竖直方向上没有发生位移，竖直方向的分力没有对物体做功，水平方向的分力Fcos 所做的功为Flcos，所以力F对物体所做的功为Flcos.答案知识深化知识深化对公式对公式WFlcos 的理解的理解1.某一恒力F对物体做的功，只与l、有关，与物体的运动状态及物体是否还受其他作用力等因素无关.2.功是标量，没有方向，但是有正负.3.公式WFlcos 适用于计算恒力做功，若是变力，此公式不再适用.解析解析支持力和重力与位移垂直，不做功，A、B错误；拉力和摩擦力做功分别为W1Flcos，W2(mgFsin)l，C正
8、确，D错误.例例2如图7所示，坐在雪橇上的人与雪橇的总质量为m，在与水平面成角的恒定拉力F作用下，沿水平地面向右移动了一段距离l.已知雪橇与地面间的动摩擦因数为，则雪橇受到的 A.支持力做功为mglB.重力做功为mglC.拉力做功为Flcos D.滑动摩擦力做功为mgl解析 答案图7导学探究导学探究某物体在力F作用下水平向右运动的位移为l，拉力的方向分别如图8甲、乙所示，分别求两种情况下拉力对物体做的功.三、正负功的判断图8答案知识深化知识深化1.正、负功的意义正、负功的意义 条件从动力学角度看从能量角度看正功当0 时，cos 0，W0力是物体运动的动力力对物体做正功，向物体提供能量，即受力物
9、体获得了能量不做功当 时，cos 0，W0力对物体既不起动力作用，也不起阻力作用 负功当 时，cos 0，W0力是物体运动的阻力物体克服外力做功，向外输出能量(以消耗自身能量为代价)，即负功表示物体失去了能量说明不能把负功的负号理解为力与位移方向相反，更不能错误地认为功是矢量.一个力对物体做了负功，往往说成物体克服这个力做了功(取绝对值)，即力F做负功(Fl)等效于物体克服力F做功(Fl)2.功的正负的判断功的正负的判断判断一个力对物体是否做功，做正功还是负功，常用的方法有以下两种：(1)根据力F与位移l的夹角进行判断A.重力对物体m做正功B.合力对物体m做功为零C.摩擦力对物体m做负功D.支
10、持力对物体m做正功例例3(多选)质量为m的物体，静止在倾角为的斜面上，斜面沿水平方向向右匀速移动了距离l，如图9所示.物体始终相对斜面静止，则下列说法正确的是 解析 答案图9解析解析物体的受力和位移如图所示.支持力FN与位移l的夹角W2 B.W1W2C.W1W2 D.无法判断答案解析1234答案解析4.(总功的计算总功的计算)如图13所示，质量m50 kg的滑雪运动员从高度h30 m的坡顶由静止下滑，斜坡的倾角37，滑雪板与雪面之间的动摩擦因数0.1.则运动员滑至坡底的过程中：(g取10 m/s2，sin 370.6，cos 370.8，装备质量不计)(1)滑雪运动员所受的重力对他做了多少功？1234图13答案答案1.5104 J解析解析重力做的功为：WGmgh501030 J1.5104 J答案解析(2)各力对运动员做的总功是多少？1234答案答案1.3104 J解析解析运动员所受合力：F合mgsin 37mgcos 37260 N合力方向沿斜坡向下，沿合力方向的位移l 50 m合力做的功W合F合l26050 J1.3104 J.
