2012届高考一轮复习学案：5.1追寻守恒量 功.docVIP

第 1 课时　追寻守恒量　功 基础知识归纳 1.追寻守恒量 (1)能量：简称“　能　”.物质运动的一般量度.任何物质都离不开运动.对运动所能做的最一般的量度就是能量，不同的能量对应于不同形式的运动，能量分为　机械能　、　内能　、　电能　、　磁能　、　化学能　、　原子能　等.当物质的运动形式发生转变时，能量形式同时也发生转变.自然界的一切过程都服从能量转化和守恒定律，物体要对外界做功，就必须消耗本身的能量或从别处得到能量的补充.因此，一个物体的能量愈大，它对外界就有可能做更多的功. (2)机械能：物体机械运动的量度，包括　动能、重力势能和弹性势能　. (3)动能：物体由于　运动　而具有的能量. (4)势能：相互作用的物体凭借其　位置　而具有的能量. 2.功的概念 (1)定义：一个物体受到力的作用，如果在力的方向上发生一段　位移　，就说这个力做了　功　. (2)做功的两个必要条件：a.　力　；b.　物体在力的方向上发生位移　. (3)功的单位：在国际单位制中，功的单位是　焦耳　，符号为　J　，其物理意义是：　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　. (4)功是　标量　，只有大小，没有方向. (5)功是　过程量　，即做功必定对应一个过程(位移)，应明确是哪个力在哪个过程中对哪个物体做功. 3.功的计算 (1)功的一般计算公式：　W＝Flcos α　； (2)条件：适用于　恒力　所做的功； (3)字母意义：F——　力　； l——物体对地　位移　； α——F、l正方向之间的夹角. 4.正负功的意义 (1)根据功的计算公式W＝Flcos α可得到以下几种情况： ①当α＝90°时，cos α＝0，则W＝0，即力对物体不做功； ②当0°≤α90°时，cos α0，则W0，即力对物体做正功； ③当90°α≤180°时，cos α0，则W0，即力对物体做　负功　，也常说成物体　克服　这个力做功. (2)功的正负既不表示方向，也不表示大小，它表示：正功是　动力　对物体做功，负功是　阻力　对物体做功.5.作用力与反作用力的功 作用力与反作用力同时存在，作用力做功时，反作用力可能做功，也可能　不做功　，可能做正功，也可能做　负功　；不要以为作用力与反作用力大小相等，方向相反，就一定有作用力、反作用力的功，数值相等，一正一负. 6.总功的求法 (1)先求外力的合力F合，再应用功的公式求出总功：　W＝F合lcos α　； (2)先分别求出各外力对物体所做的功W1、W2、W3、…，总功即这些功的代数和：　. 7.功的意义 功是力对空间的积累量，功是　能量转化的量度　. 一、判断力是否做功及其正负的方法 1.看力F与l夹角α——常用于恒力做功的情形. 2.看力F与v方向夹角α——常用于曲线运动情形. 若α为锐角做正功，若α为直角则不做功，若α为钝角则做负功. 二、求变力所做的功 1.化变力做功为恒力做功 (1)分段计算功，然后用求和的方法求变力所做的功. (2)用转换研究对象的方法求变力所做的功. 2.若F是位移l的线性函数时，先求平均值＝，由W＝lcos α求其功. 例如：用铁锤把小铁钉钉入木板，设木板对钉子的阻力与钉进木板的深度成正比，已知铁锤第一次将钉子钉进d，如果铁锤第二次敲钉子时对钉子做的功与第一次相同，那么，第二次进入木板的深度是多少？[，所以d′＝(－1)d] 3.作出变力变化的Fl图象，图象与位移轴所围的“面积”即为变力所做的功. 在Fl图象中，图线与坐标轴所围成的“面积”表示功.对于方向不变，大小随位移变化的力，作出Fl图象，求出图线与坐标轴所围成的“面积”，就求出了变力所做的功，上述例子也可用图象法来求解.因为木板对钉子的阻力与钉进木板的深度成正比，即F＝kd，其图象如图所示. 铁锤两次对钉子做功相同，则三角形OAB的面积与梯形ABDC的面积相等，即d×(kd)＝[kd＋k(d＋d′)]×d′，解得d′＝(－1)d 三、分析摩擦力做功 不论是静摩擦力，还是滑动摩擦力，既可以对物体做正功，也可以对物体做负功，还可能不对物体做功.力做功是要看哪个力对哪个物体在哪个过程中做的功，而不是由力的性质来决定.力做正功还是做负功要看这个力是动力还是阻力.摩擦力可以是动力也可以是阻力，也可能与位移方向垂直. 典例精析 1.基本概念的应用 【例1】如图所示，小物体A位于光滑的斜面上，斜面位于光滑的水平地面上，从地面上看，在小物体沿斜面下滑的过程中，斜面对小物体的作用力(　　) A.垂直于接触面，做功为零B.垂直于接触面，做功不为零 C.不垂直于接触面，做功为零D.不垂直于接触面，做功不为零 【解析】由于斜面是光滑的，斜面对物体的作用力只有支持力FN，方向一定垂直于斜面.若斜面固定不动，物体沿斜面运动时，支持力FN与物体位移方向垂直