一、教學(xué)目標(biāo)1.知道做機(jī)械功的兩個(gè)不可缺少的因素,知道做功和工作的區(qū)別;2.掌握計(jì)算機(jī)械功的公式W=Fs cos α;知道在國(guó)際單位制中,功的單位是焦耳(J);知道功是標(biāo)量。知道當(dāng)力與位移方向的夾角大于90°時(shí),力對(duì)物體做負(fù)功,或說(shuō)物體克服這個(gè)力做了功。二、重點(diǎn)、難點(diǎn)分析1.重點(diǎn)是使學(xué)生在理解力對(duì)物體做功的兩個(gè)要素的基礎(chǔ)上掌握機(jī)械功的計(jì)算公式。2.物體在力的方向上的位移與物體運(yùn)動(dòng)的位移容易混淆,這是難點(diǎn)。3.要使學(xué)生對(duì)負(fù)功的意義有所認(rèn)識(shí),也較困難,也是難點(diǎn)。三、教具帶有牽引細(xì)線(xiàn)的滑塊(或小車(chē))。四、主要教學(xué)過(guò)程(一)教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)1.功的概念先請(qǐng)同學(xué)回顧一下初中學(xué)過(guò)的與功的概念密切相關(guān)的如下兩個(gè)問(wèn)題:什么叫做功?誰(shuí)對(duì)誰(shuí)做功?然后做如下總結(jié)并板書(shū):(1)如果一個(gè)物體受到力的作用,并且在力的方向上發(fā)生了位移,物理學(xué)中就說(shuō)這個(gè)力對(duì)物體做了功。如圖1所示,與同學(xué)一起討論如下問(wèn)題:在上述過(guò)程中,拉力F對(duì)滑塊是否做了功?滑塊所受的重力mg對(duì)滑塊是否做了功?桌面對(duì)滑塊的支持力N是否對(duì)滑塊做了功?強(qiáng)調(diào)指出,分析一個(gè)力是否對(duì)物體做功,關(guān)鍵是要看受力物體在這個(gè)力的方向上是否有位移。至此可作出如下總結(jié)并板書(shū):(2)在物理學(xué)中,力和物體在力的方向上發(fā)生的位移,是做功的兩個(gè)不可缺少的因素。 2.功的公式就圖1提出:力F使滑塊發(fā)生位移S這個(gè)過(guò)程中,F對(duì)滑塊做了多少功如何計(jì)算?由同學(xué)回答出如下計(jì)算公式:W=Fs。就此再進(jìn)一步提問(wèn):如果細(xì)繩斜向上拉滑塊,如圖2所示,這種情況下滑塊沿F方向的位移是多少?與同學(xué)一起分析并得出這一位移為s cos α。至此按功的前一公式即可得到如下計(jì)算公式:W=Fs cos α就此指出,計(jì)算一個(gè)力對(duì)物體所做的功的大小,與力F的大小、物體位移s的大小及Fs二者方向之間的夾角α有關(guān),且此計(jì)算公式有普遍意義(對(duì)計(jì)算機(jī)械功而言)。至此作出如下板書(shū):W=Fs cos α力對(duì)物體所做的功,等于力的大小、位移的大小、力和位移的夾角的余弦三者的乘積。在國(guó)際單位制中,功的單位是焦耳(J)  1J=1N·m 3.正功、負(fù)功1)首先對(duì)功的計(jì)算公式W=Fs cos α的可能值與學(xué)生共同討論。從cos α的可能值入手討論,指出功W可能為正值、負(fù)值或零,再進(jìn)一步說(shuō)明,力Fs間夾角α的取值范圍,最后總結(jié)并作如下板書(shū):當(dāng)0°≤α<90°時(shí),cos α為正值,W為正值,稱(chēng)為力對(duì)物體做正功,或稱(chēng)為力對(duì)物體做功。當(dāng)α=90°時(shí), cos α=0,W=0,力對(duì)物體做零功,即力對(duì)物體不做功。當(dāng)90°α≤180°時(shí),cos α為負(fù)值,W為負(fù)值,稱(chēng)為力對(duì)物體做負(fù)功,或說(shuō)物體克服這個(gè)力做功。2)與學(xué)生一起先討論功的物理意義,然后再說(shuō)明正功、負(fù)功的物理意義。提出功是描述什么的物理量這個(gè)問(wèn)題與學(xué)生討論。結(jié)合圖1,使學(xué)生注意到力作用滑塊并持續(xù)使滑塊在力的方向上運(yùn)動(dòng),發(fā)生了一段位移,引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)功特征是力在空間位移上逐漸累積的作用過(guò)程。然后就此提出:這個(gè)累積作用過(guò)程到底累積什么?舉如下兩個(gè)事例啟發(fā)學(xué)生思考:a.一輛手推車(chē)上裝有很多貨物,搬運(yùn)工推車(chē)要用很大的力。向前推一段距離就要休息一會(huì)兒,然后有了力氣再推車(chē)走。b.如果要你將重物從一樓向六樓上搬,搬運(yùn)過(guò)程中會(huì)有什么感覺(jué)?首先使學(xué)生意識(shí)到上述兩個(gè)過(guò)程都是人用力對(duì)物體做功的過(guò)程,都要消耗體能。就此指出做功過(guò)程是能量轉(zhuǎn)化過(guò)程,做功越多,能量轉(zhuǎn)化得越多,因而功是能量轉(zhuǎn)化的量度。能量是標(biāo)量,相應(yīng)功也是標(biāo)量。板書(shū)如下:功是描述力在空間位移上累積作用的物理量。功是能量轉(zhuǎn)化的量度,功是標(biāo)量。在上述對(duì)功的意義認(rèn)識(shí)的基礎(chǔ)上,討論正功和負(fù)功的意義,得出如下認(rèn)識(shí)并板書(shū):正功的意義是:力對(duì)物體做功向物體提供能量,即受力物體獲得了能量。負(fù)功的意義是:物體克服外力做功,向外輸出能量(以消耗自身的能量為代價(jià)),即負(fù)功表示物體失去了能量。 例題講解A、功的計(jì)算方法:(1) 恒力的功直接利用W=Flcosα來(lái)計(jì)算, 其中F應(yīng)是恒力l是力的作用點(diǎn)的位移αFl方向之間的夾角FcosαFl方向上的分力lcosαlF方向上的分位移。例1.如圖2-2-1所示,木塊A放在木塊B的左上端,用恒力FA拉至B的右端.第一次將B固定在地面上,F做的功為 W1;第二次讓B可以在光滑的地面上自由滑動(dòng),F做的功為W2.比較兩次做功,應(yīng)有(   )A     B
   C     D無(wú)法比較.
     分析:根據(jù)功的定義,力F做的功只與力的大小及力的方向上發(fā)生的位移大小的乘積有關(guān),位移的大小與參考系的選擇關(guān),在沒(méi)有指定參考系時(shí),一般是以地球?yàn)閰⒖枷担?/span>A物相對(duì)于B的位移在兩種情況下是一樣的,但在第一種情況中,B相對(duì)于地面是靜止的,故第二次A對(duì)地的位移大于第一次A對(duì)地的位移,即第二次做功多一些.正確選項(xiàng)為A點(diǎn)評(píng):功的計(jì)算公式中的位移l一般均是以地球?yàn)閰⒖?/span>(2) 合外力的功:一是先求合外力,再求總功;二是分別求各個(gè)力的功,再求各個(gè)力對(duì)物體做功的代數(shù)和,即:W=W1+ W2+ W3+……例2. 如圖2-2-2所示,一個(gè)質(zhì)量為m的木塊,放在傾角為α的斜面體上,當(dāng)斜面與木塊保持相對(duì)靜止沿水平方向向右勻速移動(dòng)距離s的過(guò)程中,作用在木塊上的各個(gè)力分別做功多少?合力的功是多少?  分析:木塊發(fā)生水平位移的過(guò)程中,作用在木塊上共有三個(gè)力,重力mg,支持力 ,靜摩擦力,根據(jù)木塊的平衡條件,由這三個(gè)力的大小,物體的位移及力與位移的夾角.即可由功的計(jì)算公式算出它們的功.:沿斜面建立直角坐標(biāo)將重力正交分解,由于物體相對(duì)斜面靜止而在水平面上做勻速運(yùn)動(dòng),根據(jù)力的平衡條件可得斜面對(duì)木塊的支持力  斜面對(duì)木塊的靜摩擦力 支持力 與位移s間的夾角為,則支持力做的功  摩擦力 與位移s的夾角為 α,則摩擦力 做功    重力與位移的夾角為90°,則重力做的功       合力做的功等于各個(gè)力做功的代數(shù)和,即點(diǎn)評(píng):可以看出,斜面對(duì)物體的彈力有的不做功、有的做功(如在本題中),關(guān)鍵在于物體在這個(gè)彈力的方向上是否有位移.不能簡(jiǎn)單的說(shuō)斜面的彈力對(duì)物體不做功。本題合力做的功也可以先計(jì)算出合力,再求出合力的功 B.判斷力是否做功及其正負(fù)的方法:(1) 看力F與l夾角α——常用于恒力做功的情形。例3.如圖2-2-3所示,小物體位于光滑的斜面上,斜面位于光滑的水平地面上,從地面上看,在小物體沿斜面下滑的過(guò)程中,斜面對(duì)小物體的作用力(    A、垂直于接觸面,做功為零;  B、垂直于接觸面,做功不為零;C、不垂直于接觸面,做功為零; D、不垂直于接觸面,做功不為零。解析:由于斜面是光滑的,斜面對(duì)物體的作用力只有支持力N,方向一定垂直于斜面。若斜面固定不動(dòng),物體沿斜面運(yùn)動(dòng)時(shí),支持力N與物體位移方向垂直,不做功,但當(dāng)斜面不固定時(shí),物體沿斜面下滑的同時(shí),在N的反作用力作用下,斜面要向后退,如圖2-2-3所示,物體參與了兩個(gè)分運(yùn)動(dòng):沿斜面的下滑;隨斜面的后移,物體的合位移l與支持力N的夾角α大于90°,故支持力N對(duì)物體做負(fù)功,做功不為零。選項(xiàng)D正確。(2) 看力Fv方向夾角α——常用于曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)情形。α為銳角做正功,α為直角則不做功,α為鈍角則做負(fù)功。例4.下面列舉的哪幾種情況下所做的功是零(  A.衛(wèi)星做勻速圓周運(yùn)動(dòng),地球引力對(duì)衛(wèi)星做的功    B.平拋運(yùn)動(dòng)中,重力對(duì)物體做的功C.舉重運(yùn)動(dòng)員,扛著杠鈴在頭上的上方停留10s,運(yùn)動(dòng)員對(duì)杠鈴做的功D.木塊在粗糙水平面上滑動(dòng),支持力對(duì)木塊做的功解析:引力作為衛(wèi)星做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力,向心力與衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)速度方向垂直,所以,這個(gè)力不做功。杠鈴在此時(shí)間內(nèi)位移為零。木塊支持力與位移方向垂直,所以,支持力不做功。故AC、D是正確的。 C.分析摩擦力做功不論是靜摩擦力,還是滑動(dòng)摩擦力既可以對(duì)物體做正功,也可以對(duì)物體做負(fù)功,還可能不對(duì)物體做功。力做功是要看哪個(gè)力對(duì)哪個(gè)物體在哪個(gè)過(guò)程中做的功,而不是由力的性質(zhì)來(lái)決定的。力做正功還是做負(fù)功要看這個(gè)力是動(dòng)力還是阻力。摩擦力可以是動(dòng)力也可以是阻力,也可能與位移方向垂直。例5. 質(zhì)量為M的長(zhǎng)木板放在光滑的水平面上(如圖 2-2-4所示),一個(gè)質(zhì)量為m的滑塊以某一速度沿木板表面從A點(diǎn)滑至B點(diǎn),在木板上前進(jìn)了Lm,而木板前進(jìn)Sm.若滑塊與木板間動(dòng)摩擦因數(shù)為μ,問(wèn):(1)摩擦力對(duì)滑塊所做功多大?(2)摩擦力對(duì)木板所做功多大? (1)滑塊受力情況如圖2-2-5()所示,摩擦力對(duì)滑塊所做的功為:  Wmμmg(sL)(2)木板受力情況如圖2-2-5()所示,摩擦力對(duì)木板所做的功為:  WMμmg·s D.求變力的功(1) 化變力為恒力: 分段計(jì)算功,然后用求和的方法求變力所做的功例6. 以一定的速度豎直向上拋出一小球,小球上升的最大速度為h,空氣的阻力大小恒為F,則從拋出至落回出發(fā)點(diǎn)的過(guò)程中,空氣阻力對(duì)小球做的功為(      A0       B.-Fh         C.-2Fh        D.-4Fh解析:從全過(guò)程看,空氣的阻力為變力,但將整個(gè)過(guò)程分為兩個(gè)階段:上升階段和下落階段,小球在每個(gè)階段上受到的阻力都是恒力,且總是跟小球運(yùn)動(dòng)的方向相反,空氣阻力對(duì)小球總是做負(fù)功,全過(guò)程空氣阻力對(duì)小球做的功等于兩個(gè)階段所做功的代數(shù)和,即點(diǎn)評(píng):空氣阻力、摩擦阻力是一種特殊的力,在計(jì)算這種力做功時(shí),不可簡(jiǎn)單地套用功的計(jì)算公式得出W=0的錯(cuò)誤結(jié)論。從上面的正確結(jié)果可以看出:空氣阻力做的功在數(shù)值上等于阻力與全過(guò)程小球路程的乘積。 用轉(zhuǎn)換研究對(duì)象的方法例7. 如圖2-2-6在光滑的水平面上,物塊在恒力F=100N的作用下從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn),不計(jì)滑輪的大小,不計(jì)繩與滑輪的質(zhì)量及繩、滑輪間的摩擦,2.4 m,α37°,β53°,求繩的拉力對(duì)物體所做的功. 解析:繩的拉力對(duì)物體來(lái)說(shuō)是個(gè)變力(大小不變,方向改變),但分析發(fā)現(xiàn),人拉繩卻是恒力,于是轉(zhuǎn)換研究對(duì)象,用人對(duì)繩子做的功來(lái)求繩對(duì)物體所做的功W=F·l=F()=100 J(2) 若F是位移l的線(xiàn)性函數(shù)時(shí),先求平均值,由求其功。例8. 用鐵錘把小鐵釘釘入木板,設(shè)木板對(duì)釘子的阻力與釘進(jìn)木板的深度成正比,已知鐵錘第一次將釘子釘進(jìn)d,如果鐵錘第二次敲釘子時(shí)對(duì)釘子做的功與第一次相同,那么,第二次進(jìn)入木板的深度是A      B、     C      D、解:  (3) 作出變力變化的F-l圖象,圖象與位移軸所圍的面積即為變力做的功。F-l圖象中,圖線(xiàn)與坐標(biāo)軸所圍成的面積表示功。對(duì)于方向不變,大小隨位移變化的力,作出F-l圖象,求出圖線(xiàn)與坐標(biāo)軸所圍成的面積,就求出了變力所做的功,上述例題也可用圖象法來(lái)求解。因?yàn)槟景鍖?duì)釘子的阻力與釘進(jìn)木板的深度成正比,則F=kd,其圖象為圖2-2-7所示。鐵錘兩次對(duì)釘子做功相同,則三角形OAB的面積與梯形ABCD的面積相等,解得    E.關(guān)于相互作用力的功作用力和反作用力所做功的數(shù)值沒(méi)有必然的聯(lián)系。一對(duì)作用力和反作用力,可以?xún)蓚€(gè)力均不做功;可以一個(gè)力做功,另一個(gè)力不做功;也可以一個(gè)力做正功,另一個(gè)力做負(fù)功;也可以?xún)蓚€(gè)力均做正功或均做負(fù)功。 【同步檢測(cè)】1.關(guān)于功是否為矢量,下列說(shuō)法正確的是( )A.因?yàn)楣τ姓拓?fù)功,所以功是矢量   B.因?yàn)楣](méi)有方向性,所以功是標(biāo)量C.力和位移都是矢量,功也一定是矢量    D.力是矢量,功也是矢量2.物體在兩個(gè)相互垂直的力作用下運(yùn)動(dòng),力F1對(duì)物體做功6J,物體克服力F2做功8J,則F1、F2合力對(duì)物體做功為(????????????? )A.14J  B.10J  C.2J  D.2J3.一個(gè)水平方向的恒力F先后作用于甲、乙兩個(gè)物體,先使甲物體沿著粗糙的水平面運(yùn)動(dòng)距離s,做功的數(shù)值為W1;再使乙物體沿光滑的斜面向上滑過(guò)距離s,做功的數(shù)值為W2,則AW1=W2            BW1>W2CW1<W2            D.條件不足,無(wú)法比較W1W24.質(zhì)量為m的物體,在水平力F作用下,在粗糙的水平面上運(yùn)動(dòng),下列哪些說(shuō)法正確(      )A.如果物體做加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),F(xiàn)一定對(duì)物體做正功B.如果物體做減速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),F(xiàn)一定對(duì)物體做負(fù)功C.如果物體做減速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),F(xiàn)也可能對(duì)物體做正功D.如果物體做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),F(xiàn)一定對(duì)物體做正功5.關(guān)于力對(duì)物體做功,如下說(shuō)法正確的是A.滑動(dòng)摩擦力對(duì)物體一定做負(fù)功       B.靜摩擦力對(duì)物體可能做正功C.作用力的功與反作用力的功其代數(shù)和一定為零   D.合外力對(duì)物體不做功,物體一定處于平衡狀態(tài)6.如圖2-2-8所示,一個(gè)小物體A放在斜面B上,B放于光滑的水平地面上,現(xiàn)用水平恒力FB使AB相對(duì)靜止一起通過(guò)一段路程,在這個(gè)過(guò)程中,以下哪些力有可能作正功AA受的重力       BB受的摩擦力CA受的支持力    DB受的壓力7如圖2-2-9所示,A、B兩物體疊放在一起,用一不可伸長(zhǎng)的水平細(xì)繩子把A系于左邊的墻上,B在拉力F作用下向右勻速運(yùn)動(dòng),在這過(guò)程中, A、B間的摩擦力的做功情況是(       A、對(duì)A、B都做負(fù)功       B、對(duì)A不做功,對(duì)B做負(fù)功C、對(duì)A做正功,對(duì)B做負(fù)功       D、對(duì)A、B都不做功8.粗糙水平面上,用繩子系一小球做半徑為R的圓周運(yùn)動(dòng),小球質(zhì)量為m,與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ,則小球經(jīng)過(guò)1/4圓周的時(shí)間內(nèi)(????????????? )A.繩子的拉力對(duì)球不做功  B.繩子的拉力對(duì)球做功πRF/2C.重力和支持力不做功  D.摩擦力對(duì)物體做功μmgRπ/29.如圖2-2-10,一根繩子繞過(guò)高4m的滑輪(大小、摩擦均不計(jì)),繩的一端拴一質(zhì)量為10kg的物體,另一側(cè)沿豎直方向的繩被人拉?。羧死±K子前進(jìn)3m,使物體勻速上升,則人拉繩所做的功為(      A500J    B300J     C100J   D50J 10. 如圖2-2-11所示,用50 N的力拉一個(gè)質(zhì)量為10kg的物體在水平地面上前進(jìn),若物體前進(jìn)了10m,拉力F做的功W1=________J,重力G做的功W2=________J.如果物體與水平面間動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.1,物體克服阻力做功W3=________J.    11.如圖2-2-12所示,物體A的質(zhì)量為2kg,置于光滑的水平面上,水平拉力2N,不計(jì)繩子與滑輪的摩擦和滑輪的質(zhì)量,物體A獲得的加速度a=________m/s2,在物體A移動(dòng)0.4m的過(guò)程中,拉力F做功________J.    12.靜止在光滑水平面上質(zhì)量為1kg的物體,受到圖2-2-13所示水平變力的作用,則在這2s內(nèi)力F共對(duì)物體做了多少功?          功同步檢測(cè)答案1.B   2.D  3.B  4.ACD  5.B  6.BC  7. B  8.AC  9.C  10.400,0,70  11.2;1.6  12.0  
 

相關(guān)教案

人教版 (新課標(biāo))1.追尋守恒量——能量教學(xué)設(shè)計(jì):

這是一份人教版 (新課標(biāo))1.追尋守恒量——能量教學(xué)設(shè)計(jì),共8頁(yè)。教案主要包含了三維目標(biāo),教學(xué)重點(diǎn),教學(xué)難點(diǎn),教具準(zhǔn)備,課時(shí)安排,教學(xué)過(guò)程,課件展示,板書(shū)設(shè)計(jì)等內(nèi)容,歡迎下載使用。

高中物理10.能量守恒定律與能源教學(xué)設(shè)計(jì):

這是一份高中物理10.能量守恒定律與能源教學(xué)設(shè)計(jì),共4頁(yè)。

人教版 (新課標(biāo))必修28.機(jī)械能守恒定律教案:

這是一份人教版 (新課標(biāo))必修28.機(jī)械能守恒定律教案,共9頁(yè)。教案主要包含了二兩點(diǎn)間的距離接近2mm等內(nèi)容,歡迎下載使用。

英語(yǔ)朗讀寶
資料下載及使用幫助
版權(quán)申訴
  • 1.電子資料成功下載后不支持退換,如發(fā)現(xiàn)資料有內(nèi)容錯(cuò)誤問(wèn)題請(qǐng)聯(lián)系客服,如若屬實(shí),我們會(huì)補(bǔ)償您的損失
  • 2.壓縮包下載后請(qǐng)先用軟件解壓,再使用對(duì)應(yīng)軟件打開(kāi);軟件版本較低時(shí)請(qǐng)及時(shí)更新
  • 3.資料下載成功后可在60天以?xún)?nèi)免費(fèi)重復(fù)下載
版權(quán)申訴
若您為此資料的原創(chuàng)作者,認(rèn)為該資料內(nèi)容侵犯了您的知識(shí)產(chǎn)權(quán),請(qǐng)掃碼添加我們的相關(guān)工作人員,我們盡可能的保護(hù)您的合法權(quán)益。
入駐教習(xí)網(wǎng),可獲得資源免費(fèi)推廣曝光,還可獲得多重現(xiàn)金獎(jiǎng)勵(lì),申請(qǐng) 精品資源制作, 工作室入駐。
版權(quán)申訴二維碼
高中物理人教版 (新課標(biāo))必修2電子課本

2. 功

版本: 人教版 (新課標(biāo))

年級(jí): 必修2

切換課文
  • 課件
  • 教案
  • 試卷
  • 學(xué)案
  • 更多
歡迎來(lái)到教習(xí)網(wǎng)
  • 900萬(wàn)優(yōu)選資源,讓備課更輕松
  • 600萬(wàn)優(yōu)選試題,支持自由組卷
  • 高質(zhì)量可編輯,日均更新2000+
  • 百萬(wàn)教師選擇,專(zhuān)業(yè)更值得信賴(lài)
微信掃碼注冊(cè)
qrcode
二維碼已過(guò)期
刷新

微信掃碼,快速注冊(cè)

手機(jī)號(hào)注冊(cè)
手機(jī)號(hào)碼

手機(jī)號(hào)格式錯(cuò)誤

手機(jī)驗(yàn)證碼 獲取驗(yàn)證碼

手機(jī)驗(yàn)證碼已經(jīng)成功發(fā)送,5分鐘內(nèi)有效

設(shè)置密碼

6-20個(gè)字符,數(shù)字、字母或符號(hào)

注冊(cè)即視為同意教習(xí)網(wǎng)「注冊(cè)協(xié)議」「隱私條款」
QQ注冊(cè)
手機(jī)號(hào)注冊(cè)
微信注冊(cè)

注冊(cè)成功

  • 0

    資料籃

  • 在線(xiàn)客服

    官方
    微信

    添加在線(xiàn)客服

    獲取1對(duì)1服務(wù)

  • 官方微信

    官方
    微信

    關(guān)注“教習(xí)網(wǎng)”公眾號(hào)

    打開(kāi)微信就能找資料

  • 免費(fèi)福利

    免費(fèi)福利

返回
頂部