2.功教案和学案内容

2.功　 高中物理       人教2003课标版

1.初步认识做功与能量变化的关系。

2.理解功的概念,知道做功的两个要素。

3.明确功是标量,知道W=Flcos θ的适用范围,会用功的公式进行计算。

4.理解正功、负功的概念,会根据公式计算多个力的总功。

5.初步理解化变力为恒力、处理变力做功的思想方法。

通过渗透物理思想，使学生了解功的概念。

正功、负功的概念,会根据公式计算多个力的总功    变力为恒力、变力做功

问题:(1)力对物体做功的要素是什么?你用哪些方法可以判断一个力是否对物体做了功?力对物体做功的实质是什么?

(2)如图甲所示,力F使滑块发生位移l的这个过程中,F对滑块做了多少功?

(3)如果细绳斜向上拉滑块,如图乙所示,这种情况下滑块沿F方向的位移是多少?F对滑块做的功如何计算?将力F分解到物体位移l的方向上,看看又能得到什么结果?

(4)如何计算一个力对物体所做功的大小?在图乙中,若给出F=100 N、l=5 m、α=37°,请计算力F对物体所做的功W,并说出功的单位是如何定义的。

　　主题2:运用公式——探究正功、负功

问题:(1)应用数学知识对功的计算公式W=Flcos α的可能值进行共同讨论,从cos α的可能值入手,指出功W可能为正值、负值或零时力F与l间夹角α的取值范围。

(2)结合图甲到图戊的情景,讨论正功、负功的物理意义,它们反映了什么问题?

(3)功有大小、正负,那么功是矢量吗?如何比较功的大小?

主题1:(1)如果有力作用在物体上,而且物体在力的方向上发生了位移,我们就说力对物体做了功。力和物体在力的方向上的位移,是做功的两个不可缺少的要素。

判断一个力是否对物体做了功的方法:①从力对物体做功的要素来判断;②从能量方面来判断,如果一个过程中能量发生了变化,那么我们就说,这个力对物体做了功。

做功的过程实质上就是能量转化的过程,力对物体做多少功,就有多少能量发生了转化。

(2)计算公式:W=Fl。

(3)位移为l'=lcos α。由W=Fl可得到如下计算公式:W=Flcos α。如图所示,将F分解到l的方向上得到这个分力为Fcos α,再与l相乘,结果仍然是W=Flcos α。

(4)力对物体所做的功等于力的大小、位移的大小、力和位移的夹角的余弦三者的乘积。

W=Flcos α (α为F与l之间的夹角)。

运用公式计算功: W=Flcos α=100×5×cos 37°=400 N·m。由此说明N·m被规定为功的单位,为方便起见,取名为焦耳,符号为J,即1 J=1 N·m。 在国际单位制中,功的单位是焦耳(J),1 J=1 N·m。

主题2:(1)当0°≤α<90°时,cos α为正值, W为正值,力对物体做正功,或力对物体做功。

当α=90°时,cos α=0,W=0,力对物体做功为零,即力对物体不做功。

当90°<α≤180°时,cos α为负值, W为负值,力对物体做负功,或说物体克服这个力做功。

(2)图甲、乙中,小车前进中的拉力F、小球下落过程中的重力G对物体来说均为动力,力F和G对物体做正功。

图丙中的推力对正在前进中的小车来说是阻力;图丁中小车受到的滑动摩擦力阻碍小车的运动;图戊中正在上升的小球,重力与运动方向相反,阻碍小球的上升。这三个力均对物体做负功:

图丙中推力做功W=-Flcos θ

图丁中摩擦力做功W=flcos 180°=-fl

图戊中重力做功W=Glcos 180°=-Gl。

结论:从动力学的角度看,若力对物体做正功,则这个力对物体来说是动力;若力对物体做负功,则这个力是阻力,对物体的运动起阻碍作用。

(3)功是标量,功的正负既不表示功的方向也不表示功的数量大小,既不能说“正功和负功方向相反”,也不能说“正功大于负功”,正功和负功只表示两种不同的做功效果,比较功的大小,只需比较数量的大小,与正负号无关。

2.功　

2.功　

问题:(1)力对物体做功的要素是什么?你用哪些方法可以判断一个力是否对物体做了功?力对物体做功的实质是什么?

(2)如图甲所示,力F使滑块发生位移l的这个过程中,F对滑块做了多少功?

(3)如果细绳斜向上拉滑块,如图乙所示,这种情况下滑块沿F方向的位移是多少?F对滑块做的功如何计算?将力F分解到物体位移l的方向上,看看又能得到什么结果?

(4)如何计算一个力对物体所做功的大小?在图乙中,若给出F=100 N、l=5 m、α=37°,请计算力F对物体所做的功W,并说出功的单位是如何定义的。

　　主题2:运用公式——探究正功、负功

问题:(1)应用数学知识对功的计算公式W=Flcos α的可能值进行共同讨论,从cos α的可能值入手,指出功W可能为正值、负值或零时力F与l间夹角α的取值范围。

(2)结合图甲到图戊的情景,讨论正功、负功的物理意义,它们反映了什么问题?

(3)功有大小、正负,那么功是矢量吗?如何比较功的大小?

主题1:(1)如果有力作用在物体上,而且物体在力的方向上发生了位移,我们就说力对物体做了功。力和物体在力的方向上的位移,是做功的两个不可缺少的要素。

判断一个力是否对物体做了功的方法:①从力对物体做功的要素来判断;②从能量方面来判断,如果一个过程中能量发生了变化,那么我们就说,这个力对物体做了功。

做功的过程实质上就是能量转化的过程,力对物体做多少功,就有多少能量发生了转化。

(2)计算公式:W=Fl。

(3)位移为l'=lcos α。由W=Fl可得到如下计算公式:W=Flcos α。如图所示,将F分解到l的方向上得到这个分力为Fcos α,再与l相乘,结果仍然是W=Flcos α。

(4)力对物体所做的功等于力的大小、位移的大小、力和位移的夹角的余弦三者的乘积。

W=Flcos α (α为F与l之间的夹角)。

运用公式计算功: W=Flcos α=100×5×cos 37°=400 N·m。由此说明N·m被规定为功的单位,为方便起见,取名为焦耳,符号为J,即1 J=1 N·m。 在国际单位制中,功的单位是焦耳(J),1 J=1 N·m。

主题2:(1)当0°≤α<90°时,cos α为正值, W为正值,力对物体做正功,或力对物体做功。

当α=90°时,cos α=0,W=0,力对物体做功为零,即力对物体不做功。

当90°<α≤180°时,cos α为负值, W为负值,力对物体做负功,或说物体克服这个力做功。

(2)图甲、乙中,小车前进中的拉力F、小球下落过程中的重力G对物体来说均为动力,力F和G对物体做正功。

图丙中的推力对正在前进中的小车来说是阻力;图丁中小车受到的滑动摩擦力阻碍小车的运动;图戊中正在上升的小球,重力与运动方向相反,阻碍小球的上升。这三个力均对物体做负功:

图丙中推力做功W=-Flcos θ

图丁中摩擦力做功W=flcos 180°=-fl

图戊中重力做功W=Glcos 180°=-Gl。

结论:从动力学的角度看,若力对物体做正功,则这个力对物体来说是动力;若力对物体做负功,则这个力是阻力,对物体的运动起阻碍作用。

(3)功是标量,功的正负既不表示功的方向也不表示功的数量大小,既不能说“正功和负功方向相反”,也不能说“正功大于负功”,正功和负功只表示两种不同的做功效果,比较功的大小,只需比较数量的大小,与正负号无关。

• 优点:

  非常好

• 缺点:

  无