高中物理《功》教案4 粵教版必修2（通用）

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1、功 一、教學(xué)目標(biāo) 1、知識與技能 1． 知道功的定義，理解功的兩個因素。 2．掌握功的公式：W＝Flcosα，明確公式中各個字母所代表的物理量，知道功的單位。 3．知道功是標(biāo)量，理解正功和負功的含義。 4．知道什么是幾個力對物體所做的總功。 2、過程與方法 1． 通過實例體會做功的兩個因素。 2． 在具體的物理情景中，判斷物體所受各力是否做功以及做功的正負。 3． 通過例題的分析與計算，掌握合力做功的計算方法。 3、情感、態(tài)度與價值觀 功與生活聯(lián)系非常密切，通過生活實例來探究功，培養(yǎng)學(xué)生觀察生活、熱愛生活的良好品質(zhì) 二、教學(xué)重點 1． 功的概念。 2．功的計算公

2、式。 三、教學(xué)難點 1．如何判定各個力做功的正負。 2．各個力所做的總功的計算 四、課時安排 1課時 五、教學(xué)過程 新課導(dǎo)入： 功這個詞我們并不陌生，初中物理中學(xué)習(xí)過功的一些初步知識，今天我們又來學(xué)習(xí)功的有關(guān)知識，絕不是簡單地重復(fù)，而是要使我們對功的認識再提高一步。 一．功 1．功的概念 問題1：初中我們學(xué)過做功的兩個因素是什么？ 問題2：舉例說明力對物體做了功。 回答問題1：做功的兩個不可缺少的因素是： ①作用在物體上的力； ②物體在力的方向上發(fā)生的位移。 問題2舉例：①人推車前進時，車在人的推力作用下發(fā)生了一段位移，我們說推力對車做了功； ②起重機提起貨物

3、，貨物在起重機鋼繩的拉力作用下發(fā)生一段位移，拉力對貨物做了功； ③列車在機車的牽引力作用下發(fā)生一段位移，牽引力對列車做了功； 2．功的計算 就課本第四頁圖5.2-2提出：力F使滑塊發(fā)生位移l這個過程中，F(xiàn)對滑塊做了多少功如何計算？由同學(xué)回答出如下計算公式：W=Fl。 如課本第4頁圖5.2-3所示，這種情況下滑塊沿F方向的位移是多少？與同學(xué)一起分析并得出這一位移為lcosα。至此按功的前一公式即可得到如下計算公式： W=Flcosα 再根據(jù)公式W=Fl做啟發(fā)式提問：按此公式考慮，只要F與l在同一直線上，乘起來就可以求得力對物體所做的功。在圖5.2-3中，我們是將位移分解到F的方向上，

4、如果我們將力F分解到物體位移l的方向上，看看能得到什么結(jié)果？至此在圖5.2-3中將F分解到l的方向上得到這個分力為Fcosα，再與s相乘，結(jié)果仍然是W=Flcosα。就此指出，計算一個力對物體所做的功的大小，與力F的大小、物體位移l的大小及F和l二者方向之間的夾角α有關(guān)，且此計算公式有普遍意義（對計算機械功而言）。至此作出如下板書： W=Flcosα 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。 接下來給出F=100N、l=5m、α=37°，與同學(xué)一起計算功W，得出W=400N·m。就此說明1N·m這個功的大小被規(guī)定為功的單位，為方便起見，取名為焦耳，符號

5、為J，即1J=1N·m。最后明確板書為： 在國際單位制中，功的單位是焦耳（J） 1J＝1N·m 3.用圖像描述功的大小 我們可以用圖像來描述力對物體做功的大小。以Fcosα為縱坐標(biāo)，以l為橫坐標(biāo)。當(dāng)恒力F做功時，由Fcosα和l為鄰邊構(gòu)成的矩形的面積即表示功的大小，如圖1所示。如果外力不是恒力。外力做功就不能用矩形表示。不過可以將位移劃分為等距的小段，在每個小段中外力可近似看成恒力，所做功的大小即為該段對應(yīng)的小矩形的面積值，整個過程外力做功的大小就等于全體小矩形面積的和，如圖2所示。 請同學(xué)們經(jīng)過討論思考后進行實踐。 Fcosα O l 圖2 Fcosα O l 圖1

6、 4.正功和負功 （1）首先對功的計算公式W=Flcosα的可能值與學(xué)生共同討論。從cosα的可能值入手討論，指出功W可能為正值、負值或零，再進一步說明，力F與l間夾角α的取值范圍，最后總結(jié)并作如下板書： 當(dāng)0°≤α＜90°時，cosα為正值，W為正值，稱為力對物體做正功，或稱為力對物體做功。 當(dāng)α=90°時， cosα=0，W=0，力對物體做零功，即力對物體不做功。 當(dāng)90°＜α≤180°時，cosα為負值，W為負值，稱為力對物體做負功，或說物體克服這個力做功。 （2）與學(xué)生一起先討論功的物理意義，然后再說明正功、負功的物理意義。 ①提出功是

7、描述什么的物理量這個問題與學(xué)生討論。結(jié)合課本第四頁圖5.2-2，使學(xué)生注意到力作用滑塊并持續(xù)使滑塊在力的方向上運動，發(fā)生了一段位移，引導(dǎo)學(xué)生認識其特征是力在空間位移上逐漸累積的作用過程。 然后就此提出：這個累積作用過程到底累積什么？舉兩個事例啟發(fā)學(xué)生思考： a．一輛手推車上裝有很多貨物，搬運工推車要用很大的力。向前推一段距離就要休息一會兒，然后有了力氣再推車走。 b．如果要你將重物從一樓向六樓上搬，搬運過程中會有什么感覺？ 首先使學(xué)生意識到上述兩個過程都是人用力對物體做功的過程，都要消耗體能。就此指出做功過程是能量轉(zhuǎn)化過程，做功越多，能量轉(zhuǎn)化得越多，因而功是能量轉(zhuǎn)化的量度。能量是標(biāo)量，

8、相應(yīng)功也是標(biāo)量。板書如下： 功是描述力在空間位移上累積作用的物理量。功是能量轉(zhuǎn)化的量度，功是標(biāo)量。 ②在上述對功的意義認識的基礎(chǔ)上，討論正功和負功的意義，得出如下認識并板書： 正功的意義是：力對物體做功向物體提供能量，即受力物體獲得了能量。 負功的意義是：物體克服外力做功，向外輸出能量（以消耗自身的能量為代價），即負功表示物體失去了能量。 5．幾個力做功的計算 提出問題：剛才我們學(xué)習(xí)了一個力對物體所做功的求解方法，而物體所受到的力往往不止一個，那么如何求解這幾個力對物體所做的功呢？ 圖3 例題1：如圖3所示，一個物體在拉力F的作用下，水平向右移動位移為x，求各個力對物體做的功是

9、多少？各個力對物體所做功的代數(shù)和如何？物體所受合力是多少？合力所做的功是多少？ 學(xué)生認真審題，尋找解決的方法 解析：物體受到拉力F、滑動摩擦 力Ff、重力G和支持力FN的作用，如 圖所示。 重力和支持力不做功，因為它們和 位移的夾角為90°； F所做的功為：W1＝Fxcosα，滑動摩擦力Ff所做的功為：W2＝Ffcos180°＝-Fx 各個力對物體所做功的代數(shù)和為：W＝W1＋W2＝（Fcosα-Ff）x 根據(jù)正交分解法求得物體所受合力F′＝Fcosα-Ff，合力方向向右，與位移方向相同； 合力所做的功為：W′＝F′xcos0°＝（Fcosα-Ff）x 所以W＝W′

10、 即幾個力對一個物體做功的代數(shù)和，等于這幾個力的合力對這個物體所做的功。（課本第五頁“做一做”） 例題2：見課本第五頁“例題” 二．課堂小結(jié) 1．對功的概念和功的物理意義作必要的重復(fù)（包括正功和負功的意義）。 2．對功的計算公式及其應(yīng)用的主要問題再作些強調(diào)。 三．布置作業(yè)：課本第6頁“問題與練習(xí)” 四．板書設(shè)計 一、功 問題1：初中我們學(xué)過做功的兩個因素是什么？ 問題2：舉例說明力對物體做了功。 1． 功：（1）概念：作用在物體上的力與物體在力的方向上發(fā)生的位移的乘積 （2）定義式：W=Flcosα （3）單位：焦耳（J） （4）用圖像描述功的大小 （5）正功和負功 （6）幾個力做功的計算