春高中物理72《功》教学设计6新人教版必修2

功整体设计功和能的看法是物理学中重要的基本看法,且贯串在所有物理学中,所以教材在第一节给出能量的看法后,接着对功进行研究和议论.学生在初中已经接触过功,但这节内容其实不是初中内容的简单重复,而是内容的深入和拓展,特别让学生注意划分平时生活中我们所说的做“工”与力对物体的做功的差别.教材从学生常有的起重机搬运货物、机车牵引列车前行、手握握力器的案例下手,便于学生认识的逐渐加深.教材本着创建情况,设疑激趣的原则,指引学生先剖析力与位移同向的例子,而后研究力与位移有夹角时功的求解.在实质问题中,一个运动的物体常常不仅受一个力的作用.教课中,让学生多举例子,领会在物体产生一个位移的过程中,这些力有的是动力,有的可能是阻力,还有的力对物体的位移没有直接的影响,进而引出正、负功的看法,教师要逐渐指引学生总结概括力做正、负功的条件,不要急于求成.在实质教课过程中,应多举实例,让学生动脑剖析、经过察看、剖析、总结、表述的过程,深入看法的理解.再辅以针对性较强的课堂训练,使学生能够娴熟掌握功的基本看法及其求解方法.教课重点理解功的看法及正、负功的意义.教课难点利用功的定义解决有关问题.课时安排课时三维目标知识与技术理解功的看法,能利用功的一般公式进行功的计算.理解总功,能计算合外力对物体所做的总功.理解功是能量转变的量度,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.领会科学研究方法对人类认识自然的重要作用.3.能运用功的看法解决一些与生产和生活有关的实质问题.感情态度与价值观有参加科技活动的热忱,有将功的知识应用于生活和生产实质的意识,勇于研究与平时生活有关的物理学识题.教课过程导入新课情况导入货物被起重机举高,重力势能增添了;列车在机车的牵引力之下,速度增大,动能增添了;弹簧遇到拉伸或压缩后,弹性势能增添了;“神舟”飞船返回地面时,在落地以前翻开下降伞,在空气阻力作用下,速度减小,动能减少了;物体从高处自由着落,速度增添,动能增添了这些都是我们所熟知的一些物理现象,这些现象有一个共同的特点,你能看出来吗?吊装货物“神舟”飞船返回列车加快弹簧被压缩问题导入在图中两个人分别向前、后拉车,他们所用的力对车产生的效果同样吗?假如车行进同样的位移,如何反应他们对车的作用成效拖沓机耕地时,对犁的拉力F是斜向上方的,而犁是在水平方

?向运动的,此时拖沓机的拉力F对犁做功吗?推动新课一、功复习回首:功这个看法同学们其实不陌生,我们在初中就已经学习过它的初步知识.让同学们思虑做功的两个因素:一是作用在物体上的力;二是物体在力的方向上挪动的距离.教师指引:高中知识的学习对知识的定义与理解更为深入,我们已经学习位移,对功的因素应如何更为精准地描绘?扩展教课:能够精准描绘为:①作用在物体上的力;②物体在力的方向上挪动的位移.即假如一个物体遇到力的作用,并且在力的方向上发生了位移,物理学中就说这个力对物体做了功.看法理解:教师用手托黑板擦,提示学生察看与思虑各力能否对物体做了功?过程一:平托黑板擦向上挪动一段距离.过程二:平托黑板擦水平挪动一段距离.问题1:在过程一中手对黑板擦的支持力与黑板擦的重力能否做功

,并说明原由.问题2:在过程二中手对黑板擦的支持力与黑板擦的重力能否做功

,并说明原由.学生思虑议论并由代表总结回答,在上涨过程中,位移方向在竖直方向,与支持力和重力共线,故二力做功了.在水平挪动过程中位移水平,在重力和支持力方向无位移,故此过程二力均未做功.评论：经过知识回首,复习做功的两个因素,并经过简单的讲堂演示,让学生现场剖析做功状况,加深做功因素的理解.并重申指出,剖析一个力能否对物体做功,重点是要看受力物体在这个力的方向上能否有位移.问题研究问题1:假如力的方向与物体的运动方向一致,应当如何计算这个力的功.课件展现情况一:物体m在水平力F的作用下水平向右的位移为l,以以下图所示,求力F对物体做的功.教师指导学生思虑问题,依据功的看法独立推导.特别重申力和位移方向一致,这时功等于力跟物体在力的方向上挪动的位移的乘积.即W=Fl.问题2:若力的方向与物体的运动方向成某一角度,该如何计算功呢?课件展现情况二: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l,以下图,求力F对物体所做的功.教师提示学生思虑,固然F与位移方向不一致,但能够依据力F的作用成效把F沿两个方向分解.即跟位移方向不一致的分力F1,跟位移方向垂直的分力F2.学生依据教师的提示画出物体的受力剖析图,并在互相垂直的方向上正交分解,并求解F1、F2的功.则分力F1所做的功等于F1l,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F2所做的功等于零.所以,力F对物体所做的功W等于F1l,而F1=Fcosα,所以,W=Flcosα教师利用实物投影仪展现学生的推导结果,评论、总结,得出功的定义式,及其文字表达,并重申公式中各量的物理意义.经过让学生着手亲身推导公式,让学生加深对公式的理解,为公式的灵巧应用打好基础.重点辨析:教师与学生共同经过详细实例的计算,对公式的使用注意事项总概括:公式中F应为恒力,即大小、方向不变.做功与物体运动形式(匀速或变速)没关,也就是说,当F、l及其夹角α确立后,功W就有确立值.计算功时,必定要明确是哪个力对物体做的功.功是过程量,是力在空间的累积量.5.公式中的单位:F——牛(N);l——米(m);W——焦(J).二、正功和负功公式理解:功的计算式W=Flcosα包括cosα这一因素,经过数学知识的学习我们知道:跟着α的变化,cosα的值也变化生利用数学知识议论随α的变化,cosα的取值如何变化

.,

指导学进而得到功

W的意义如何

.学生议论总结:力F与物体位移l的夹角α的取值范围为0°≤α≤180°.那么,在这个范围以内,cosα可能大于0,可能等于0,还有可能小于0,进而获得功W也可能大于0、等于0、小于0.教师指导学生思虑所议论的问题,并画出各样状况下力做功的表示图.并经过表示图总结:1.当α=时,cosα=0,W=0.力F和位移l的方向垂直时,力F不做2功;2.当α<时,cosα>0,W>0.这表示力F对物体做正功;23.当<α≤π时,cosα<0,W<0.这表示力F对物体做负功.2评论：教师经过实物投影仪投影学生绘图状况,评论、总结.利用数学知识剖析物理问题是物理学习常用的手段.培育学生剖析问题的能力.指导学生阅读课本内容.提出问题,力对物体做正功或负功时有什么物理意义呢?联合生活实质,举例说明.看法理解:指导学生经过正功、负功的看法比较理解正、负功的意义.在实质问题中,一个运动的物体常常不仅受一个力的作用,在物体产生一个位移的过程中,这些力中有的力是动力,有的力则可能是阻力

,还有的力对物体的位移没有直接的影响

.

比如

:用一个水平的力

F拉物体在粗拙水平面上运动

.

这时我们说

F对物体做了正功,而阻力f对物体也做了功,可是明显f与F的功是有区其余,f做的功是负功,也可说成是物体战胜阻力f做功.而支持力N和重力G就没有做功.思想拓展功是标量,只有数值,没有方向.功的正、负其实不表示功的方向,并且也不是数目上的正与负.我们既不可以说“正功与负功的方向相反”,也不可以说“正功大于负功”,它们仅表示相反的做功能果.正功和负功是同一物理过程从不一样角度的反应.举例说明：在上图中,能够说摩擦力做负功,也能够说物体战胜摩擦力做了正功.比方摩擦力做了-20J的功,能够说物体战胜摩擦力做了20J的功.形象比喻:小明借了小刚50元钱,从小明的角度,是小明借了钱;从小刚的角度,是小刚把钱借给他人.在上述对功的意义认识的基础上,议论正功和负功的意义,得出以下认识:正功的意义是:力对物体做功向物体供给能量,即受力物体获得了能量.负功的意义是:物体战胜外力做功,向外输出能量(以耗费自己的能量为代价),即负功表示物体失掉了能量.例题一个质量m=2kg的物体,遇到与水平方向成37°角斜向上方的力

F1=10N

作用,

在水平川面上挪动的距离

l=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

.解法一

:拉力

F1

对物体所做的功为：

W1=F1lcos37

°=10×2×0.8J=1.6J摩擦力F2对物体所做的功为：W2=F2lcos180°=-4.2×2J=-8.4J外力对物体所做的总功W等于W1和W2的代数和所以：W=W1+W2=7.6J.解法二：物体遇到的协力为:F合=F1cos37°-F2=10×4N-4.2N=3.8N5所以W=F合l=3.8×2J=7.6J.师生一同评论两种解答过程,并对解题规律总结以下:(1)当物体在几个力的共同作用下发生一段位移时,求这几个力的总功的方法:一是依据功的公式W=Flcosα,此中F为物体所受的合外力;二是先求各力对物体所做的功W1、W2、Wn,再求各力所做功的代数和,即W=W1+W2++Wn,注意代入功的正、负号.因为功是标量,第二种方法较为简易.讲堂训练以下图,质量为m的物体静止于倾角为θ的圆滑斜面体上,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,一同沿水平方向向左挪动了s,则在此匀速运动过程中斜面体M对物体m做的功为（）A.FsB.mgstanθC.mFsMmD.mgscosθsinθ答案：B2.起重机将质量为100kg的重物竖直向上挪动了2m,以下三种状况下,做功的力各有哪几个力?每个力做了多少功?是正功仍是负功?(不计阻力,g取9.8m/s2)匀加快提升,加快度a1=0.2m/s2;匀速提升;匀减速下降,加快度大小a2=0.2m/s2.答案：(1)拉力和重力;W拉=2×103J,WG=-1.96×103J;拉力做正功,重力做负功拉力和重力;均等于1.96×103J;拉力做正功,重力做负功拉力和重力;拉力做功-2×103J;重力做功1.96×103J;拉力做负功,重力做正功如图,在圆滑的水平面上,物块在恒力F=100N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,H=2.4m,α=37°,β=53°.求拉力F做的功.答案：100J以下图的轨道ABCD中,AB、CD为圆滑圆弧轨道,BC为长2m的水平轨道,物体与水平轨道间的动摩擦因数μ=0.2,质量为m的物体从高h=1m的A处由静止开始滑下,求：(1)物体第一次在轨道抵达的最大高度H;物体最后停在哪处?答案：(1)H=0.6m(2)物体最后停在BC的中点讲堂小结功是力作用在物体上对空间的累积效应,即谈到“功”,必有力作用在物体上并在力的方向上发生一段位移.功是能量变化的量度,这个看法是贯串全章的主线.对公式W=Flcosα要从三个方面理解:(1)功是针对某一力的,谈到功时,必定要指明是哪个力对物体做了功;(2)力对物体做功只和物体的运动过程有关,只需F、l、α同样,则恒力F做的功就同样,而与物体的运动状态没关,即不论物体是加快运动、减速运动仍是匀速运动;(3)因为位移与参照系的选用有关,所以功拥有相对性.功是标量,功的正负由夹角α来确立.正、负功的意义是:力对物体做正功,表示施力物体能够把能量传达给受力物体、受力物体的能量增添;力对物体做负功表示受力物体把能量传达给其余的物体,受力物体的能量减少,即物体战胜外力做功.公式W=Flcosα只合用于恒力做功的情况.关于变力做功的问题能够用其余方式求解(“动能定理”一节里将会讲得很透辟).部署作业教材“问题与练习”第2、3题.以小组为单位,让学生举出生活中力做正功、负功、不做功的实际例子,加深对教材内容的理解.板书设计功活动与研究主题:研究功的标量性提示:假如功是矢量,功的计算将恪守什么法例?假如功是标量,功的计算将恪守什么法例?试经过下边给出的实例加以证明.投影,展现问题:在圆滑水平面上物体遇到两个沿水平方向、相互垂直的大小分别为6N和8N的恒力,从静止开始运动5m,求每个力做的功和协力做的总功.参照答案：协力F=6282N=10N,协力方向即合位移方向,简单求得与6N的力夹角为53°,与8N的力夹角为37°,所以W1=F1lcosα1=6×5×cos53°J=18JW=Flcosα=8×5×cos37°J=32J222W合=10×5×cos0°J=50J=W1+W2≠W12W22可见,功的合成不切合平行四边形定章,而知足代数运算法例,故功是标量.习题详解1.解答：W甲=Flcos(180°-θ)=Flcos30°=10×2×3J=17.32J2W乙=-Flcos30°=-17.32JW丙=Flcos30°=17.32J解答:钢绳的拉力做功W=Fl=2.0×104×5J=1×105J重力做负功WG=-Gl=-2.0×104×5J=-1×105J物体战胜重力做功也是1×105J两力做功总和为零.3.解答:由题意知,运动员的位移l=h/sin30°=20m重力做的功为W=mglsin30°=60×10×20×1J=6.0×103JG2阻力做的功为F3JW=Flcos180°=50×20×(-1)J=-1.0×10弹力做的功WFN=FN·lcos90°=0各力的总功为W总=W