高中人教版 (2019)1 功与功率学案设计
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1、初中学过功,那么功的两个要素是: 、
2、功的表达式:
3、矢量的合成遵循 或三角形法则
4、功率的表达式:
5、不同能量之间 (填“可以”或“不可以”)转化
新课预习
思考:初中学习功的计算都是满足力与运动同向的情况,但现实中更多的是力与运动方向不同向,这时,力做的功又该如何求解呢?
一、功:如图,一质量为m的物体在光滑的水平面上在与水平面夹角为θ的恒力F的作用下沿水平面向前移动了L的距离;力F在这个过程中做了多少功呢?
F
θ
分析:物体走过的位移L是 (填“标量”或“矢量”),可以进行合成或 ,根据初中所学的知识可知功的大小等于力和 方向位移的 ,因此,可以将 分解成沿 方向和 力方向。其中与力垂直的方向上有位移,而无 ,所以这个方向功为 ,而沿力方向既有力又有 ,因此这个方向的功可以表示成W= ;位移是矢量可以分解,那么力也是 ,也可以 ,请你将力进行分解,然后推出功的表达式,看一看与刚才推出的表达式一致吗?
由以上分析可知力对物体做的功等于 、 及 与 间夹角 值的乘积。表达式为W= 。
思考:上述公式中力F、位移L都是 (填“矢量”或“标量”),那么功应该是 (填“矢量”或“标量”);分析回忆一下数学中向量a点乘向量b即a∙ b= ,得到的结果是标量还是矢量? ,类比功的表达式:W= ,即相当于W=F∙L,所以功应该是 。
二、功的正负
因为功的表达式中角α取值范围为 ,在这个范围内余弦值有正负之分,因此功应该也有 之分,即当 ≤α< 时,余弦值为 ,即csα 0(填“”或“=”),即W 0(填“”或“=”);当α= 时余弦值为 ,即csα 0(填“”或“=”),即W 0(填“”或“=”),也就是说力与位移 时,该力 功;当
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