第五章机械能及其守恒定律.docx

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1、第五章机械能及其守恒定律第二节.功江苏省漂阳中学彭建武一、教学目标：1 .知识与技能(1)知道功的定义，理解功的两个要素(2)掌握功的公式：W=Fscosa明确公式中各个字母所代表的物理量，知道功的单位(3)知道功是标量，理解正、负功的含义2 .过程与方法(1)在具体的物理情景中判断物体所受各力是否做功以及做功的正负(2)理解正负功的含义，并会解释生活实例。3 .情感、态度与价值观(I)功与生活联系非常密切，通过探究功来探究生活实例。(2)在功的概念和求解功的数值的过程中，培养科学严谨的态度二、教学重点、难点：教学重点：理解功的概念，掌握功的计算。教学难点：对正、负功的理解，总功的计算。三.教

2、学资源：计算机、投影仪四.教学设计教师活动学生活动点评一、引入新课学生思考并回答：一是作用在这样的引入问：初中我们学过做功的两个因素是什么？物体上的力，二是物体在力的过渡自然，同扩展：高中我们已学习了位移，所以做方向上移动的距离。时也引出了功的两个要素我们可以认为是：作用在物今天探究的体上的力；物体在力的方向上移动的位移。导入：个物体受到力的作用，且在力的方向上移动了一段位移，这时，我们就说学生产生了很多新的疑问。学生建立模型进行逻辑推理。主题。这个力对物体做了功。在初中学习功的概念时，强调物体运动方向和力的方向的致性，如果力的方向与物体的运动方向不一致呢？相反呢？力对物体做不做功？若做了功，

3、又做了多少功？怎样计算这些功呢？本节课我们来继续学习有关功的知识，在初中的基础上进行扩展。二、进行新课1、推导功的表达式如果力的方向与物体的运动方向i致，该怎样计算功呢？投影问题一：物体M在水平力尸的作激发学生的学习热情。教师活动学生活动点评用下水平向前行驶的位移为S,如图甲所示，求力尸对物体所做的功。：j由B系列问题环/.LiJ十如果力的方向与物体的运动方向成某一角度，该怎样计算功呢？投影问题二：物体加在与水平方向成角的力尸的作用下，沿水平方向向前行驶的距离为s,如图乙所示，求力F对物体所做的功。思考老师提出的问题，根据功的概念独立推导。在问题一中，力和位移方向-致，这时功等于力跟物体在力的

4、方向上移动的距离的乘积。W=Fs环相扣，培养学生仔细谨慎的科学态度。WLiJGj展示学生的推导结果，点评、总结，得出功的定义式。力F对物体所做的功等于力的大小、位移的大小、力和位移夹角的余弦这三者的乘积。即：W二尸SCoSa思考老师提出的问题，根据功的概念独立推导。在问题二中，由于物体所受力的方向与运动方向成一夹角a,可根据力产的作用效果把尸沿两个方向分解：即跟位移方向一致的分力尸1，跟位移方向垂直的分力F21如图所卬表示力对物体所做的功，尸表示物体所受到的力，s物体所发生的位移，a力F和位不：匕当Fl：功的公式还可理解成在位移方向的分力与位移的乘积，或力与位移在力的方向的分量的乘积。Fi=F

5、cosa2.功的单位在Sl制中，功的单位为焦。%=FsinaU=INm在用功的公式计算时，各量要求统一采用国际单位制。据做功的两个不可缺少的因素可知：分力F1对物体所做的功等于Fiso而分力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，所以分力尸2所做的功等于零。所以，力尸所做的功Wl=KS=Fscosa3.对正功和负功的学习指导学生阅读课文P5的正功和负功一段。通过上边的学习，我们已明确了力尸和位移S之间的夹角，并且知道了它的取值范围是0WaW180。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。请画出各种情况下

6、力做功的示意图，并加以讨论。认真的问题。竺=O,VV=O向垂直时-llaoTNJI期=JlJF力次材，思考老师/2时，cosa和位移S的方尸不做功；I.,、IIII培养学生分析问题的能力。G1当a0o做正功；/S2时，cosa:示力尸对物体教师活动学生活动点评W = w + W2 =Wl阅读课文，理解正功和负功的 含义。回答老师的问题。当n/2VWn时，COS0,WV0。这表示力尸对物体做负功。投影学生画图情况，点评、总结。指导学生阅读课文。提出问题，力对物体做正功或负功时有什么物理意义呢？结合生活实际，举例说明。倾听学生回答，点评、总结。功的正负表示是动力对物体做功还是阻力对物体做功功的正负

7、由力和位移之间的夹角决定，所以功的正负决不表示方向，而只能说明做功的力对物体来说是动力还是阻力。当力对物体做正功时，该力就对物体的运动起推动作用；当力对物体做负功时，该力就对物体教师活动学生活动点评运动起阻碍作用。功的正负是借以区别谁对谁做功的标志功是标量，只有量值，没有方向。功的正、负并不表示功的方向，而且也不是数量上的正与负。我们既不能说“正功与负功的方向相反”，也不能说“正功大于负功”，它们仅表示相反的做功效果。正功和负功是同一物理过程从不同角度的反映。同一个做功过程，既可以从做正功的一方来表述也可以从做负功的一方来表述。一个力对物体做负功，往往说成物体克服这个力做功。打个比喻，甲借了乙

8、10元钱，那么从甲的角度表述，是甲借了钱；从乙的角度表述，乙将钱借给了别人。例如：一个力对物体做了6J的功，可以说成物体克服这个力做了6J的功。提问：为什么说功是标量？学生产生疑问。问而不答，使学生产生疑问，为下面的问题作好铺垫。4.几个力做功的计算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，如何求解这几个力对物体所做的功呢？投影例题：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s,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？投影学生解题过程，点评总结。解析：物体受到拉力B、滑动摩擦力尸2

9、、重力G、支持力尸3的作用。重力和支持力不做功，因为它们和位移的夹角为90；Q所做的功为：W=7*scos0滑动摩擦力正2所做的功为：W2=F2Scos180o=-F2So各个力对物体所做功的代数和为：W=(77CoSQ-F2)s根据正交分解法求得物体所受的合力F=FICOSa-F2合力方向向右，与位移同向；认真审题，解决问题。教师活动学生活动点评合力所做的功为：W=Fscos0=(Ficos-Fa)SG二二2旅II学生思考、联想矢量、标量的运算法则的区别，得出功是标量。认真审题，解决问题。通过对问题的解决和相关知识间的联系和区别，领悟出其中的道理，锻炼综合分析能力。通过实际问题的应用，培养学

10、生独立分析问题的能力。777777/G总结：生一段位移以用下述方(1)求出彳力所做功的(2)求出彳做的功。提问：判断功是标投影例题：水平方向成在水平地面间的滑动库做的总功。当物体在几个力的共同作用下发；时，这几个力对物体所做的功可.法求解彳个力所做的功，则总功等于各个代数和；S个力的合力，则总功等于合力所根据“几个力做功的计算”，你能量还是矢量吗？一个质量m=2kg的物体,受到与,37角斜向上方的拉力尸I=IoN,上移动的距离s=2m物体与地面:擦力B=4.2No求外力对物体所2.:;1投影学生解题记解析：拉力FCWi=FISC摩擦力B对物4W2=外力对物体所(另解：先求小I.r.1-5Alt

11、程，点评总结。时物体所做的功为os370=16J,本所做的功为BSCOSl80=-8.4J.做的总功W=Wl+W2=7.6J力，再求总功)教师活动学生活动点评三、课堂总结、点评让学生概括总结本节的内容。请一个同学到黑板上总结，其他同学在笔记本上总结，然后请同学评价黑板上的小结内容。认真总结概括本节内容，并把自己这节课的体会写下来、比较黑板上的小结和自己的小结，看谁的更好，好在什么地方。总结课堂内容，培养学生概括总结能力。四、实例探究对“功”的理解例1水流从高处落下，对水轮机做3IO8J的功，对这句话的正确理解是()A.水流在对水轮机做功前,具有3XIO8J的能量B.水流在对水轮机做功时，具有3

12、XIO8J的能量C.水流在对水轮机做功后，具有3XIO8J的能量D.水流在对水轮机做功的过程中，能量减少3IO8J解析：本题考查了功和能的关系，并且同实际中的科技应用联系起来。解：根据“功是能量转化的量度”可知，水流在对水轮机做功的过程中，有能量参与转化，水流对水轮机做了3XIO8J的功，则有3X1。8J的机械能减少了。故答案应选D。点拨：功是能量转化的量度是指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，绝不能说功是能量的量度。关于“功”的计算例2以一定的初速度竖直向上抛出一小球，小球上升的最大高度为小空气阻力的大小恒为了,则从抛出至落回到原出发点的过程中，空气阻力对小球做

13、的功为A.零B.一()C.-2fhD.-4fh解析：在小球从抛出至落回原地的过程中，小球所受阻力的方向变化了，所以是变力，如何求这一变力做的功，可分段处理。学生思考并回答。应用本节课所学知识，通过分析解决。学习理论后，学会怎样用理论解决实际问题。加深了对功的计算、功的正、负的理解。教师活动学生活动点评答案：C点拨：对于变力所做的功，可分段处理，理解功是标求出每一段上（转换为恒力）该力所做的功，量极其计算再求各段上功的代数和，或者求平均力，再方法。求平均力所做的功。五、课后作业1、书面完成P6”问题与练习”中14题。练一练，做一做，想一想。2、思考题：1、起重机将质量为100kg的重物竖直向上移动了2m,下列三种情况下，做功的力各有哪几个?每个力做了多少功?是正功还是负功？（不计阻力，g=9.8ms2）（1）匀加速提高,加速度=02m心;（2）匀速提高；（3）匀减速下降，加速度大小2=02ms2.答案：（1）拉力和重力；Wti=2103J,WG=-L96X103j；拉力做正功，重力做负功（2）拉力和重力；均等于L96X力3J；拉力做正功，重力做负功（3）拉力和重力；拉力做功-2X1（）3J;重力做功1.96103J;拉力做负功，重力做正功2、如图在光滑的水平面上，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;行