高中物理必修二第七章第二节《功》详案.doc

高中物理必修二第七章第二节功教学详案功的定义：物体受到力的作用并且在力的方向上产生了位移,这个力就对物体做了功复习引入。在初中我们已经学习了有关功的一些知识。同学们先跟着老师分析两个例子。1.马拉着车在平坦大路行走，马的拉力是否做功？2.一同学提一桶水上楼，手对水桶施加的拉力是否做功？学生：物体受到力的作用并且在力的方向上产生了位移做功二要素：1、作用在物体上的力2、物体在力的方向上产生位移1.对于踢飞出去的足球，脚是否做功？2.一同学提一桶水在水平路面上走是否做功？学生：必须满足两个条件：1、作用在物体上的力2、物体在力的方向上产生位移功是能量变化的量度（如果物体在力的作用下能量发生了变化，这个力一定对物体做了功）请同学们看教材上的两幅图片分析能量变化：1.列车的牵引力对汽车做了功，列车由静止开始运动什么能量发生了变化？2.起重机对货物做了功，货物有地面渐渐升起，什么能量发生了变化？总结：如果物体在力的作用下能量发生了变化，这个力一定对物体做了功，也就是说功是能量变化的量度功的表达式W=Flcos特殊情况：（1） 力与位移在同一直线上l 此时W=Fl（2）力与位移垂直FNFNl 此时W=0一般情况：（3） 力与位移有一定夹角（180）FFl讨论：当力的方向与位移方向既不相同又不垂直时，力对物体做的功如何计算？FFlF1F2学生：可以把该力向平行于位移和垂直于位移两个方向分解，用两个方向的分力代替该力产生的效果，因此该项力做的功与它的两个分力做的功等效，从而得出结论。 WF1=F1l=Fcosl WF2=F2l=Fsinl=0 W=W1W2=W1=Flcos总结：力对物体做的功，等于力的大小、位移的大小、力与位移夹角的余弦这三者的乘积。说明： 1.用此公式计算功时，F必须为恒力。 2.功是标量（因为功是能量变化的量度，能量是标量，所以功是标量） 3.功的国际单位：焦耳(J) 1J1N1m 1Nm 4.是力的方向与位移方向的夹角正功和负功当0/2时力对物体做正功当/2时力对物体做负功 通过上边的学习，我们知道了力F和位移l之间的夹角的取值范围是180。那么，在这个范围之内，cos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。请画出这三种情况下力做功的示意图，并加以讨论。1.当=/2时，cos=0，W=0。力F和位移s的方向垂直时，力F不做功；2.当0/2时，cos0，W0。此时力沿位移方向的分量与位移方向相同，物体的速度增加，力F为动力，我们就称力F对物体做的功为正功；3.当/2时，cos0，W0。此时力沿位移方向的分量与位移方向相反，物体的速度减小，力F为阻力，这时我们就称力F对物体做的功为负功（也可以说物体克服力做功）总结：功有正负。但正负号既不表示功的大小，也不表示方向。只表示力做功效果。补充问题：5J和-6J的功，哪个大？总功的两种求解方法1先求各力做的功，再求代数和。2先求合力，再求合力做的功。W总=W1+W2+W3+Wn=F合lcos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，如何求解几个力对物体所做的功呢? 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l，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?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；F1所做的功为：W1=Fscos，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=（F1cos-F2）s。根据正交分解法求得物体所受的合力F=F1cos-F2 合力方向向右，与位移同向；合力所做的功为：W=Fscos=（F1cos-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先求各力做的功，再求代数和。2先求合力，再求合力做的功。 W总=W1+W2+W3+Wn=F合lcos板书设计一、做功的两个要素 1作用在物体上的力。 2物体在力的方向上通过的位