高一物理第四章 第1節(jié)功教案 粵教版 必修2（通用）

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1、高一物理第四章 第1節(jié)功教案 一、教學(xué)目的： 1．正確理解功的含義，知道力和物體在力的方向上發(fā)生位移是做功的兩個不可缺少的因素。 2．正確應(yīng)用公式W=FScosα計算力的功。 4．知道功是標(biāo)量，正確理解正功和負(fù)功的實(shí)質(zhì)，能正確判斷正功和負(fù)功。 5．知道多個力對物體所做的總功，知道多個力對物體所做的總功等于這幾個力的合力對物體所做的功。 6．求變力的功的一般思維方法。 二、重點(diǎn)難點(diǎn) 1．理解功的概念。 2．知道多個力對物體所做的總功，知道多個力對物體所做的總功等于這幾個力的合力對物體所做的功是本節(jié)的難點(diǎn)。 3．求變力的功的一般思維方法是本節(jié)課對學(xué)生的一個能力培養(yǎng)點(diǎn)。 三、

2、教學(xué)過程： （一）引入新課 在初中我們已經(jīng)學(xué)過功的初步知識，一個物體受到力的作用，如果在力的方向上發(fā)生一段位移，我們就說這個力對物體做了功。起重機(jī)提起貨物的時候，貨物受到起重機(jī)鋼繩拉力的作用發(fā)生一段位移，鋼繩的拉力對貨物做了功。機(jī)車牽引列車前進(jìn)，列車受到機(jī)車的牽引力作用發(fā)生位移，牽引力對列車做了功。本節(jié)課我們將繼續(xù)學(xué)習(xí)功的知識，旨在初中基礎(chǔ)上進(jìn)行擴(kuò)展。 （二）進(jìn)行新課： 分析課本事例，歸納出做功的必備條件。 （引導(dǎo)學(xué)生復(fù)習(xí)初中的知識，給出做功的兩個因素） 1．做功的兩個不可缺少的因素：力和物體在力的方向上發(fā)生位移。 功的大小是由力的大小和物體在力的方向的位移的大小確定。 2．功

3、的計算公式 α 圖1 F 但是，物體的運(yùn)動的方向并不總是跟力的方向相同。當(dāng)力的方向跟運(yùn)動方向成某一夾角α?xí)r（如圖1所示），那么怎樣來計算這個力所做的功呢？ （引導(dǎo)學(xué)生學(xué)生討論，然后師生共同歸納出如下方法。） 我們可以把力F分解成兩個分力：跟位移方向一致的分 力F1，跟位移方向垂直的分力F2，這樣就把計算F功的問題 轉(zhuǎn)化為分別求力F1和F2的功問題。（要注意培養(yǎng)把不熟悉的問題轉(zhuǎn)化熟悉問題求解的能力）設(shè)物體在力F作用下發(fā)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的方向上沒有發(fā)生位移，力F2所做的功等于零。因此力F對物體所做的功就等于F1s，而F

4、1=Fcosα,所以： 【板書】1．公式：W=FScosα. 這就是說，力對物體所做的功，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。 2．單位：J。 在國際單位制中，功的單位是焦耳，簡稱焦，國際符號是J。1J就是1N的力使物體在力的方向上發(fā)生1m位移所做的功。即：1J=1N.m 3．功是標(biāo)量，只有大小，沒有方向，但有正功和負(fù)功之分。 3．正功和負(fù)功 （引導(dǎo)學(xué)生從數(shù)學(xué)角度分析正功和負(fù)功，然后分析正功和負(fù)功的物理意義。） （1）當(dāng)α=π/2時，cosα=0,W=0. F V 圖2 α 這表示力F的方向跟位移的方向垂直時，力F不做功，如小球在水平桌面上滾動，

5、桌面對球的支持力不做功。 （2）當(dāng)α<π/2時， cosα>0,W>0. 這表示力F對物體做正功。例如，人用力推車前進(jìn)時，人的推力F對車做正功。如圖2所示。 F V 圖3 α （3）當(dāng)時，cosα<0,W<0. 這表示力F對物體做負(fù)功。例如，人用力阻礙車前進(jìn)時，人的推力F對車做負(fù)功。如圖3所示。 一個力對物體做負(fù)功，經(jīng)常說成物體克服這個力做功（取絕對值）。例如，豎直向上拋出的球，在向上運(yùn)動的過程中，重力對球做了-6J的功，可以說成球克服重力做了6J的功。說了“克服”，就不能再說做了負(fù)功。 4．對功的理解 （1）功一定要指明是哪個力對哪個物體做的功。 【例題1】用水平恒力

6、F作用于質(zhì)量為M的物體，使之在光滑的水平面上沿力的方向移動距離S，恒力做功為W1，再用該恒力作用于質(zhì)量為m(mW2; B． W1

7、等于物體所受各力功的代數(shù)和出合外力的功。 【例題2】在水平粗糙地面上，使同一物體由靜止開始做勻加速直線運(yùn)動，第一次是斜上拉力，第二次是斜下推力，兩次力的作用線與水平的夾角相同，力的大小也相同，位移大小也相同，則： A．力F對物體做的功相同，合力對物體做的總功也相同； B． 力F對物體做的功相同，合力對物體做的總功不相同； C．力F對物體做的功不相同，合力對物體做的總功相同； D． 力F對物體做的功不相同，合力對物體做的總功也不相同。 解析：正確答案是B。根據(jù)恒力做功公式W=Fscosθ,由于F、S、θ都相同，故力F做功相同。 G G F F f1 f2 N2 N1

8、 圖4 求合力功時，先進(jìn)行受力分析，受力圖如圖4所示，下面用兩種方法求合力的功。 方法一：由于斜上拉和斜下推而造成物體對地面的壓力不同，從而滑動摩擦力f=μN(yùn)的大小不同，因而合力F合=F.cosθ-f不同，由W合=F合S.cosθ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=-fscosθ 因f不同而不同，由W合=WF+Wf知W合不相同。 （3）求變力功的方法是：把物體通過各個小段所做的功加在一起，就等于變力在整個過程所做的功。 【例題3】以一定的初速度豎直向上拋出一個小球，小球上升的最大高度為h，空氣阻力的大小恒為f，則從拋出至回到原

9、出發(fā)點(diǎn)的過程中，空氣阻力對小球做的功為： A．零； B．-fh; C．-2fh; D．-4fh. 解析：先讓學(xué)生在課堂上計算，然后對學(xué)生的解答過程進(jìn)行評講（學(xué)生可能出現(xiàn)的錯誤是錯選A，原因是他們認(rèn)為整個過程的位移為零，由公式W=Fscosθ,得W=0。） 正確的分析是：物體在上升和下降過程，空氣阻力大小不變方向改變，但都是阻礙物體運(yùn)動，亦即上升過程和下降過程都是做負(fù)功，所以全過程空氣阻力對物體做功： Wf=-fh-fh=-2fh. （三）課堂小結(jié)： 1．做功的兩個不可缺少的因素：力和物體在力的方向上發(fā)生位移。 2．功的計算公式: W=FScosα. 當(dāng)α=π/2時，cosα

10、=0,W=0. 當(dāng)α<π/2時， cosα>0,W>0. 當(dāng)時，cosα<0,W<0. （四）布置作業(yè)：P61第四題 說明： 1．在本章的開始，最好先概括地復(fù)習(xí)一下初中講過的功和能的知識。教學(xué)時應(yīng)強(qiáng)調(diào)這樣的線索：功和能是有密切聯(lián)系的物理量，以及做功的過程就是能量轉(zhuǎn)化的過程，做了多少功，就有多少能量發(fā)生轉(zhuǎn)化。 2．教材講解功的概念，是先復(fù)習(xí)初中講過的公式W＝Fs，然后擴(kuò)展功的一般公式W＝Fscosθ。教學(xué)中要注意這個擴(kuò)展過程，使學(xué)生知道其中的推理過程，培養(yǎng)學(xué)生的推理能力。 3．本節(jié)教材的重點(diǎn)是正功和負(fù)功，除了課本上的些例子，說明在什么情況下做正功或負(fù)功。學(xué)生對負(fù)功不熟悉，應(yīng)該著重加以說明。還應(yīng)該使學(xué)生清楚地知道：一個力對物體做負(fù)功，往往說成物體克服這個力做功（取絕對值）。這兩種說法在意義上是等同的。 4．應(yīng)該使學(xué)生知道，功是標(biāo)量，當(dāng)物體在幾個力的共同作用下發(fā)生一段位移時，這幾個力對物體所做的總功，等于各個力分別對物體所做的功的代數(shù)和。還應(yīng)該使學(xué)生知道，幾個力對物體所做的總功，等于這幾個力的合力對物體所做的功，但不要求證明。在教學(xué)中要求學(xué)生會計算總功。 5．在有條件的情況下，希望教師講一講變力作功這個問題，以開闊學(xué)生的眼界，但這不是對全體學(xué)生的要求。