高中物理 4.1 功教案 粤教版必修2

用心 爱心 专心1 第一节第一节功功 一 教学目的 一 教学目的 1 正确理解功的含义 知道力和物体在力的方向上发生位移是做功的两个不 可缺少的因素 2 正确应用公式 W FScos 计算力的功 4 知道功是标量 正确理解正功和负功的实质 能正确判断正功和负功 5 知道多个力对物体所做的总功 知道多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 6 求变力的功的一般思维方法 二 重点难点二 重点难点 1 理解功的概念 2 知道多个力对物体所做的总功 知道多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是本节的难点 3 求变力的功的一般思维方法是本节课对学生的一个能力培养点 三 教学过程 三 教学过程 一 引入新课 一 引入新课 在初中我们已经学过功的初步知识 一个物体受到力的作用 如果在力的方向 上发生一段位移 我们就说这个力对物体做了功 起重机提起货物的时候 货物受 到起重机钢绳拉力的作用发生一段位移 钢绳的拉力对货物做了功 机车牵引列车 前进 列车受到机车的牵引力作用发生位移 牵引力对列车做了功 本节课我们将 继续学习功的知识 旨在初中基础上进行扩展 二 进行新课 二 进行新课 分析课本事例 归纳出做功的必备条件 引导学生复习初中的知识 给出做功的两个因素 1 做功的两个不可缺少的因素 力和物体在力的方向上发生位移 功的大小是由力的大小和物体在力的方向的位移的大小确定 用心 爱心 专心2 图 1 2 功的计算公式 但是 物体的运动的方向并不总是跟力的方向相同 当力的方向跟运动方向成 某一夹角 时 如图 1 所示 那么怎样来计算这个力所做的功呢 引导学生学生讨论 然后师生共同归纳出如下方法 我们可以把力 F 分解成两个分力 跟位移方向一致的分 力 F1 跟位移方向垂直的分力 F2 这样就把计算 F 功的问题 转化为分别求力 F1和 F2的功问题 要注意培养把不熟悉的问题转化熟悉问 题求解的能力 设物体在力 F 作用下发生的位移是 s 力 F1所做的功等于 W1 F1S 力 F2的方向跟位移方向垂直 在 F2的方向上没有发生位移 力 F2所做 的功等于零 因此力 F 对物体所做的功就等于 F1s 而 F1 Fcos 所以 板书 1 公式 W FScos 这就是说 力对物体所做的功 等于力的大小 位移的大小 力和位移的夹角 的余弦三者的乘积 2 单位 J 在国际单位制中 功的单位是焦耳 简称焦 国际符号是 J 1J 就是 1N 的力 使物体在力的方向上发生 1m 位移所做的功 即 1J 1N m 3 功是标量 只有大小 没有方向 但有正功和负功之分 3 正功和负功 引导学生从数学角度分析正功和负功 然后分析正功和负功的物理意义 1 当 2 时 cos 0 W 0 这表示力 F 的方向跟位移的方向垂直时 力 F 不做功 如小球在水平桌面上 滚动 桌面对球的支持力不做功 2 当 0 W 0 这表示力 F 对物体做正功 例如 人用力推车前 FV 图 2 F V 图 3 用心 爱心 专心3 进时 人的推力 F 对车做正功 如图 2 所示 3 当时 cos 0 W 0 2 这表示力 F 对物体做负功 例如 人用力阻碍车前进时 人的推力 F 对车做 负功 如图 3 所示 一个力对物体做负功 经常说成物体克服这个力做功 取绝对值 例如 竖 直向上抛出的球 在向上运动的过程中 重力对球做了 6J 的功 可以说成球克服 重力做了 6J 的功 说了 克服 就不能再说做了负功 4 对功的理解 1 功一定要指明是哪个力对哪个物体做的功 例题 1 用水平恒力 F 作用于质量为 M 的物体 使之在光滑的水平面上沿 力的方向移动距离 S 恒力做功为 W1 再用该恒力作用于质量为 m mW2 B W1 W2 C W1 W2 D 无法判断 解析 恒力的功是指 F 所做的功 根据功的定义 力 F 所做的功只与 F 的大 小及在力 F 的方向上发生的位移大小积有关 不需考虑其它力的影响 因两次的 力相同 位移相同 所以功相等 选 C 2 合外力的功的求法 方法 1 先求出合外力 F 再利用 W Fscos 求出合外力的功 方法 2 先求出各个分力的功 再利用合外力的功等于物体所受各力功的代数 和出合外力的功 例题 2 在水平粗糙地面上 使同一物体由静止开始做匀加速直线运动 第 一次是斜上拉力 第二次是斜下推力 两次力的作用线与水平的夹角相同 力的大 小也相同 位移大小也相同 则 A 力 F 对物体做的功相同 合力对物体做的总功也相同 B 力 F 对物体做的功相同 合力对物体做的总功不相同 C 力 F 对物体做的功不相同 合力对物体做的总功相同 用心 爱心 专心4 D 力 F 对物体做的功不相同 合力对物体做的总功也不相同 解析 正确答案是 B 根据恒力做功公式 W Fscos 由于 F S 都相同 故 力 F 做功相同 求合力功时 先进行受力分析 受力图如 图 4 所示 下面用两种方法求合力的功 方法一 由于斜上拉和斜下推而造成物体 对地面的压力不同 从而滑动摩擦力 f N 的大 小不同 因而合力 F合 F cos f 不同 由 W合 F合S cos 知 W合不相同 方法二 因重力和支持力不做功 只有 F 和 f 做功 而 F 做功相同 但摩擦力 做功 Wf fscos 因 f 不同而不同 由 W合 WF Wf知 W合不相同 3 求变力功的方法是 把物体通过各个小段所做的功加在一起 就等于变 力在整个过程所做的功 例题 3 以一定的初速度竖直向上抛出一个小球 小球上升的最大高度为 h 空气阻力的大小恒为 f 则从抛出至回到原出发点的过程中 空气阻力对小球 做的功为 A 零 B fh C 2fh D 4fh 解析 先让学生在课堂上计算 然后对学生的解答过程进行评讲 学生可能出 现的错误是错选 A 原因是他们认为整个过程的位移为零 由公式 W Fscos 得 W 0 正确的分析是 物体在上升和下降过程 空气阻力大小不变方向改变 但都是 阻碍物体运动 亦即上升过程和下降过程都是做负功 所以全过程空气阻力对物体 做功 Wf fh fh 2fh 三 课堂小结 三 课堂小结 1 做功的两个不可缺少的因素 力和物体在力的方向上发生位移 2 功的计算公式 W FScos 当 2 时 cos 0 W 0 当 0 W 0 当时 cos 0 W 0 2 四 布置作业 四 布置作业 P61 第四题第四题 说明 说明 1 在本章的开始 最好先概括地复习一下初中讲过的功和能的知识 教学时 应强调这样的线索 功和能是有密切联系的物理量 以及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 2 教材讲解功的概念 是先复习初中讲过的公式 W Fs 然后扩展功的一般 公式 W Fscos 教学中要注意这个扩展过程 使学生知道其中的推理过程 培 养学生的推理能力 3 本节教材的重点是正功和负功 除了课本上的些例子 说明在什么情况下 做正功或负功 学生对负功不熟悉 应该着重加以说明 还应该使学生清楚地知道 一个力对物体做负功 往往说成物体克服这个力做功 取绝对值 这两种说法在 意义上是等同的 4 应该使学生知道 功是标量 当物体在几个