发布者：吴彭 发布时间：2019-04-26 浏览数( 0) 【举报】
课 题 | 7.2 功 | ||||||
备课时间 | 上课时间 | 课型 | |||||
课程目标 | 知识与 技能 | 1.掌握计算机械功的公式W=Fscosα；2知道在国际单位制中，功的单位是焦耳（J）；3.知道功是标量。 | |||||
过程与 方法 | 知道做机械功的两个不可缺少的因素，知道做功和“工作”的区别 | ||||||
情感态度与价值观 | 知道当力与位移方向的夹角大于90°时，力对物体做负功，或说物体克服这个力做了功。 | ||||||
教学重点 | 在理解力对物体做功的两个要素的基础上掌握机械功的计算公式。 | ||||||
教学难点 | 1．物体在力的方向上的位移与物体运动的位移容易混淆。 2．要使学生对负功的意义有所认识，也较困难。 | ||||||
教学过程 | |||||||
新课教学 1、推导功的表达式 教师活动：如果力的方向与物体的运动方向一致，该怎样计算功呢？ 投影问题一：物体m在水平力F的作用下水平向前行驶的位移为s，如图甲所示，求力F对物体所做的功。
学生活动：思考老师提出的问题，根据功的概念独立推导。 在问题一中，力和位移方向一致，这时功等于力跟物体在力的方向上移动的距离的乘积。 W=Fs 教师活动：如果力的方向与物体的运动方向成某一角度，该怎样计算功呢？ 投影问题二：物体m在与水平方向成α角的力F的作用下，沿水平方向向前行驶的距离为s，如图乙所示，求力F对物体所做的功。
学生活动：思考老师提出的问题，根据功的概念独立推导。 在问题二中，由于物体所受力的方向与运动方向成一夹角α，可根据力F的作用效果把F沿两个方向分解：即跟位移方向一致的分力F1，跟位移方向垂直的分力F2，如图所示：
据做功的两个不可缺少的因素可知：分力F1对物体所做的功等于F1s。而分力F2的方向跟位移的方向垂直，物体在F2的方向上没有发生位移，所以分力F2所做的功等于零。所以，力F所做的功W=W1＋W2=W1=F1s=Fscosα 教师活动：展示学生的推导结果，点评、总结，得出功的定义式。 力F对物体所做的功等于力的大小、位移的大小、力和位移夹角的余弦这三者的乘积。即： W=Fscosα W表示力对物体所做的功，F表示物体所受到的力，s物体所发生的位移，α为力和位移之间的夹角。 功的公式还可理解成在位移方向的分力与位移的乘积，或力与位移在力的方向的分量的乘积。 在SI制中，功的单位为焦。 1J=1N·m 在用功的公式计算时，各量要求统一采用国际单位制。 2、对正功和负功的学习 教师活动：指导学生阅读课文的正功和负功一段。 通过上边的学习，我们已明确了力F和位移s之间的夹角，并且知道了它的取值范围是０°≤α≤180°。那么，在这个范围之内，cosα可能大于0，可能等于0，还有可能小于0，从而得到功W也可能大于0、等于0、小于0。请画出各种情况下力做功的示意图，并加以讨论。 学生活动：认真阅读教材，思考老师的问题。 ①当α=π/2时， cosα=0，W=0。力F和位移s的方向垂直时，力F不做功；
②当α＜π/2时，cosα＞0，W＞0。这表示力F对物体做正功；
③当π/2＜α≤π时，cosα＜0，W＜0。这表示力F对物体做负功。
教师活动：投影学生画图情况，点评、总结。 点评：培养学生分析问题的能力。 教师活动：指导学生阅读课文。提出问题，力对物体做正功或负功时有什么物理意义呢？结合生活实际，举例说明。 学生活动：阅读课文，理解正功和负功的含义。回答老师的问题。 教师活动：倾听学生回答，点评、总结。 ①功的正负表示是动力对物体做功还是阻力对物体做功 功的正负由力和位移之间的夹角决定，所以功的正负决不表示方向，而只能说明做功的力对物体来说是动力还是阻力。当力对物体做正功时，该力就对物体的运动起推动作用；当力对物体做负功时，该力就对物体运动起阻碍作用。 ②功的正负是借以区别谁对谁做功的标志 功是标量，只有量值，没有方向。功的正、负并不表示功的方向，而且也不是数量上的正与负。我们既不能说“正功与负功的方向相反”，也不能说“正功大于负功”，它们仅表示相反的做功效果。正功和负功是同一物理过程从不同角度的反映。同一个做功过程，既可以从做正功的一方来表述也可以从做负功的一方来表述。 一个力对物体做负功，往往说成物体克服这个力做功。打个比喻，甲借了乙10元钱，那么从甲的角度表述，是甲借了钱；从乙的角度表述，乙将钱借给了别人。例如：一个力对物体做了-6J的功，可以说成物体克服这个力做了6J的功。 3、几个力做功的计算 教师活动：刚才我们学习了一个力对物体所做功的求解方法，而物体所受到的力往往不只一个，那么，如何求解这几个力对物体所做的功呢? 投影例题：如图所示，一个物体在拉力F1的作用下，水平向右移动位移为s，求各个力对物体做的功是多少?各个力对物体所做功的代数和如何? 物体所受的合力是多少?合力所做的功是多少?
学生活动：认真审题，解决问题。 教师活动：投影学生解题过程，点评总结。 解析：物体受到拉力F1 滑动摩擦力F2 重力G 支持力F3的作用。 重力和支持力不做功，因为它们和位移的夹角为90°；F1所做的功为： W1=Fscosα，滑动摩擦力F2所做的功为：W2=F2scos180°=-F2s。 各个力对物体所做功的代数和为：W=（F1cosα-F2）s 根据正交分解法求得物体所受的合力F=F1cosα-F2 合力方向向右，与位移同向； 合力所做的功为：W=Fscos０°=（F1cosα-F2）s 总结：当物体在几个力的共同作用下发生一段位移时，这几个力对物体所做的功可以用下述方法求解 （1）求出各个力所做的功，则总功等于各个力所做功的代数和； （2）求出各个力的合力，则总功等于合力所做的功。 教师活动：投影例题：一个质量m=2kg的物体，受到与水平方向成37°角斜向上方的拉力F1=10N，在水平地面上移动的距离s=2m。物体与地面间的滑动摩擦力F2=4.2N。求外力对物体所做的总功。
学生活动：认真审题，解决问题。 教师活动：投影学生解题过程，点评总结。 解析：拉力F1对物体所做的功为W1= F1scos37°=16J。 摩擦力F2对物体所做的功为W2= F2scos180°= -8.4J。 外力对物体所做的总功W=W1＋W2=7.6J。 （另解：先求合力，再求总功） 点评：通过实际问题的应用，培养学生独立分析问题的能力。 实例探究 对“功”的理解 ［例1］水流从高处落下，对水轮机做3×108J 的功，对这句话的正确理解是（ ） A．水流在对水轮机做功前，具有3×108J的能量 B．水流在对水轮机做功时，具有 3×108J的能量 C．水流在对水轮机做功后，具有 3×108J的能量 D．水流在对水轮机做功的过程中，能量减少3×108J 解析：本题考查了功和能的关系，并且同实际中的科技应用联系起来。 解：根据“功是能量转化的量度”可知，水流在对水轮机做功的过程中，有能量参与转化，水流对水轮机做了3×108J的功，则有3×108J的机械能减少了。故答案应选D。 点拨：功是能量转化的量度是指做功的过程就是能量转化的过程。做了多少功，就有多少能量发生转化，绝不能说功是能量的量度。 关于“功”的计算 ［例2］以一定的初速度竖直向上抛出一小球，小球上升的最大高度为h，空气阻力的 大小恒为f，则从抛出至落回到原出发点的过程中，空气阻力对小球做的功为 （ ） A．零 B． 解析：在小球从抛出至落回原地的过程中，小球所受阻力的方向变化了，所以是变力，如何求这一变力做的功，可分段处理。 答案：C 点拨：对于变力所做的功，可分段处理，求出每一段上（转换为恒力）该力所做的功，再求各段上功的代数和，或者求平均力，再求平均力所做的功。 课后作业 书面完成书本“问题与练习”中1-4题。 板书设计 1功的概念 （1）什么叫力做了功 （2）力做功的两个因素 2功的公式：W＝Fscosa 3正功和负功功是标量，功的正负不表示方向 4总功的求法 （1） （2）
巩固练习 1、起重机将质量为100 kg的重物竖直向上移动了2ｍ，下列三种情况下，做功的力各有哪几个?每个力做了多少功?是正功还是负功?（不计阻力，ｇ=9.8ｍ/s2） （1）匀加速提高，加速度a1=0.2ｍ/s2； （2）匀速提高； （3）匀减速下降，加速度大小a2=0.2ｍ/s2.
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