高中物理 第七章 机械能守恒定律 第二节 功教案 新人教版必修2.doc

第二节 功课 时：一课时 教 师： 教学重点理解功的概念及正、负功的意义教学难点利用功的定义解决有关问题三维目标知识与技能1理解功的概念，能利用功的一般公式进行功的计算2理解总功，能计算合外力对物体所做的总功3理解功是能量转化的量度，并能举例说明过程与方法1能从现实生活中发现与功有关的问题2体会科学研究方法对人类认识自然的重要作用3能运用功的概念解决一些与生产和生活相关的实际问题情感、态度与价值观有参与科技活动的热情，有将功的知识应用于生活和生产实际的意识，勇于探究与日常生活有关的物理学问题教学过程：导入新课练习：放在光滑水平面的物体质量 m=10kg，受到一水平向右的拉力f=10n作用，从静止开始运动，求物体5s末的速度。思考： 物体有了速度我们可以认为物体具有了什么能量？ 在本题中力与能量之间有何关系，如果力与运动方向相反，又会如何？ 一、日常生活中的能量1、能量随处可见（1）动能：物体由于运动而具有的能量 （2）势能：相互作用的物体凭借其位置而具有的能量重力势能：物体由于被举高而具有的能量 弹性势能：物体由于被挤压或拉伸而具有的能量2、做功改变了物体的能量货物在起重机的作用下重力势能增加列车在机车牵引力的作用下动能增加了 握力器在手的压力下弹性势能增加二、阅读功部分，讨论：1、一个物体受到了力的作用，这个力就一定对物体做功对吗？物体在一定的时间内发生了位移，就一定有力对物体做功吗？2、物体受到了力的作用，而且物体在一定时间内也发生了位移，该力就一定对物体做功吗？3、试总结：什么是功?力对物体做功必须满足什么条件?如何理解物体的位移和物体在力的方向发生的位移? 二、功 1、条件：力和物体在力的方向上发生的位移，是做功的两个不可缺少的因素。 只有力，没有位移，故力不做功。 力与位移方向相同，力做功。 力与位移方向垂直，在竖直方向上有力但没有位移故力不做功2、 推导功的表达式：(1)如果力的方向与物体的运动方向一致，该怎样计算功呢？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。 (2)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？ （3）把力f分解后，分别算出两分力所做的功然后加起来就等于力f所做的功，这是为什么？（4）恒力对物体做功的一般表达式 w=fscos中各项所代表的意义分别是什么？（5）功的物理意义?功的单位是什么？ （6）功是标量还是矢量？二、功的概念1、功的定义：物体受到力的作用，并且在力的方向上发生一段位移，就叫做力对物体做了功。力和在力的方向上发生的位移是做功的两个不可缺少的因素。2、恒力对物体做功的公式：w = f s cos（是力的方 向与位移方向的夹角 ） 辨认力的方向与位移方向的夹角2、恒力对物体做功的公式： w=fscos （其中f为恒力，s为相对地面的位移，为力的方向和位移方向的夹角）物理意义：力f对物体所做的功等于力的大小、位移s的大小，力和位移之间夹角的余弦这三者的乘积。3、功的物理意义：描述力在空间上的积累效果 4、单位：焦（j）下图表示物体在力f作用下在水平面上发生一段位移s,试分别计算在这三种情况下力f对物体所做的功，设在这三种情况下力、位移的大小都相同：f=10 n,s=2 m,角的大小如图中所示。拓展讨论：甲和丙图中力f做的功相同，那么力f对物体产生的效果有什么不同呢？物体对地产生的压力不同 三、正功和负功 阅读教材正功和负功，讨论：（1）物体受到了力也在发生位移，什么时候力不做功？什么时候做正功？什么时候做负功？（2）什么功能使物体速度大小变大？什么功可使物体速度大小变小？（3）关于力对物体做负功的两种意义等同的说法是什么？（4）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总功如何求解?总功与合力做功有什么关系？情形（一）如小球在水平桌面上运动时，重力g和支持力fn都跟位移方向垂直，这两个力不做功。（1）当=/2时，cos=0，w=0。这表示力f的方向跟位移的方向垂直，力f不做功。情形（二）（）当/2时，cos0，w0。 这表示力f对物体做正功，力f充当动力角色，使物体运动加快，向物体输入能量。 如人用力拉车前进时，人的拉力对车做正 功。情形（三）（）当/2 时，cos0，w0。力f充当阻力角色，使物体运动减慢， 向外输出能量。 如推着小车跑动的人，到达目的地减速时，人向后拉车的力对车做负功。 一个力对物体做负功，往往说成物体克服这个力做了正功（取绝对值）。小结：1、正功：意味着动力做功，能量增加过程，负功：意味着阻力做功，能量减少过程。2、功的正负由力和位移之间的夹角决定。3、功是一个标量4、力对物体做负功（-fs） 物体克服力f做（正）功（fs）5、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总功等于这几个力的合力对物体所做的功。例：一个质量m150 kg的雪橇，受到与水平方向成37角斜向上方的拉力f500 n，在水平地面上移动的距离l5 m，雪橇与地面间的滑动摩擦力 f阻100 n，求力对雪橇所做的总功。 1、对物体进行受力分析；2、讨论有几种求解方法。 求力对物体所做的总功有两种方法：(1)分别求出每个力所做的功，然后求出所有功的代数和。即：w总=w1+w2+wn (2)、先求出物体所受的合力，然后再求出合力的功，即： w总=f合scos 练习： 质量为m2 kg的物体在水平地面上，受到与水平面成37，大小f110 n的拉力作用，移动的距离l2 m，已知：物体与地面的动摩擦因数0.3，g为10 m/s2，求：拉力f1对物体所做的功；摩擦力f2对物体所做的功；重力g对物体所做的功；弹力f3对物体所做的功；合外力f对物体所做的总功. 课堂小结通过本节课的学习，我们了解以下知识点：1、功的求解公式wflcos，其中指的是f和l之间的夹角。 2、功是一个可以有正负的标量，它的正负是由cos的正负决定的。 3、求解力对物体所做总功的方法：求出各个力所做的功，则总功等于各个力所做功的代数和。 课堂练习：1、如图所示，质量为m的物体静止于倾角为的光滑斜面体上，斜面体的质量为m.现对该斜面体施加一个水平向左的推力f，使物体与斜面之间无相对滑动，两物体一起沿水平方向向左移动了s，则在此匀加速运动过程中斜面体m对物体m做的功为()afsbmgstanc.fsdmgscossin2、起重机将质量为100 kg的重物竖直向上移动了2 m，下列三种情况下，做功的力各有哪几个力？每个力做了多少功？是正功还是负功？(不计阻力，g取9.8 m/s2)(1)匀加速提高，加速度a10.2 m/s2；(2)匀速提高；(3)匀减速下降，加速度大小a20.2 m/s2.3、如图，在光滑的水平面上，物块在恒力f100 n的作用下从a点运动到b点，不计滑轮的大小，不计绳与滑轮的质量及绳、滑轮间的摩擦，h2.4 m，37，53.求拉力f做的功答案：1d2(1)拉力和重力；w拉2103 j，wg1.96103 j；拉力做正功，重力