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/.1iJ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。W1iJGj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F1：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S1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W1=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-11aoTNJI期=J1JF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=W1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由力和位移之

7、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10元钱，那

8、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、重力G、支

9、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，培养学生独立分析问

10、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.1-5A1t程，点评总结

11、。时物体所做的功为os370=16J,本所做的功为BSCOS180=-8.4J.做的总功W=W1+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3XIO8J的

12、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，空气阻力对小球做的功为A.零

13、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IOOkg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=-196X103j；拉力做正功，重力做负功（2）拉力和重力；均等于196X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=IOON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=