高二物理人教版必修27.2功教案（精編版）

1、高二物理人教版必修2 7.2 功教案第 3 頁(yè)第 4 頁(yè)突破策略一、功功這個(gè)概念同學(xué)們并不陌生,我們?cè)诔踔芯鸵呀?jīng)學(xué)習(xí)過(guò)它的初步知識(shí)。做功的兩個(gè)因素：一是作用在物體上的力；二是物體在力的方向上移動(dòng)的距離。高中知識(shí)的學(xué)習(xí)對(duì)知識(shí)的定義與理解更加深入,我們已經(jīng)學(xué)習(xí)位移,對(duì)功的要素應(yīng)如何更加精確地描述? 可以精確描述為: 作用在物體上的力; 物體在力的方向上移動(dòng)的位移。即如果一個(gè)物體受到力的作用,并且在力的方向上發(fā)生了位移,物理學(xué)中就說(shuō)這個(gè)力對(duì)物體做了功。例 1. 如圖所示，線(xiàn)拴小球在光滑水平面上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，圓的半徑是 1m ，球的質(zhì)量是 0.1kg ，線(xiàn)速度 v=1m/s，小球由a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)恰好

2、是半個(gè)圓周。那么在這段運(yùn)動(dòng)中線(xiàn)的拉力做的功是（）a0 b0.1j c0.314j d無(wú)法確定解析：小球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，線(xiàn)的拉力為小球做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，由于它總是與運(yùn)動(dòng)方向垂直，所以，這個(gè)力不做功。故a 是正確的。若力的方向與物體的運(yùn)動(dòng)方向成某一角度,該怎樣計(jì)算功呢 ? 例 2. 物體 m 在與水平方向成角的力 f 的作用下 ,沿水平方向向前行駛的第 5 頁(yè)距離為 l,如圖所示 ,求力 f 對(duì)物體所做的功。教師提示學(xué)生思考 ,雖然 f 與位移方向不一致,但可以根據(jù)力f 的作用效果把f 沿兩個(gè)方向分解。即跟位移方向不一致的分力1f跟位移方向垂直的分力2f。畫(huà)出物體的受力分析圖,并在相互垂直的方向

3、上正交分解 ,并求解12ff和的功。則分力1f所做的功等于1fl，分力2f的方向跟位移的方向垂直,物體在2f的方向上沒(méi)有發(fā)生位移,所以2f所做的功等于零。因此 ,力 f 對(duì)物體所做的功w 等于1fl，而1cos ff，所以， w=fl cos 公式的使用注意事項(xiàng)總歸納：1.公式中 f 應(yīng)為恒力 ,即大小、方向不變。2.做功與物體運(yùn)動(dòng)形式(勻速或變速 )無(wú)關(guān) ,也就是說(shuō) ,當(dāng) f、l 及其夾角 確定后,功 w 就有確定值。3.計(jì)算功時(shí) ,一定要明確是哪個(gè)力對(duì)物體做的功。4.功是過(guò)程量 ,是力在空間的積累量。二、正功和負(fù)功公式理解 :功的計(jì)算式w=fl cos 包含 cos 這一要素 ,通過(guò)數(shù)學(xué)知

4、識(shí)的學(xué)習(xí)我們知道 :隨著 的變化 ,cos 的值也變化 .指導(dǎo)學(xué)生利用數(shù)學(xué)知識(shí)討論隨的變第 6 頁(yè)化,cos 的取值如何變化 ,從而得到功 w 的意義如何。力 f 與物體位移l 的夾角 的取值范圍為0 180 。那么，在這個(gè)范圍之內(nèi) ,cos 可能大于 0,可能等于 0, 還有可能小于0,從而得到功 w 也可能大于 0、等于 0、小于 0. 教師指導(dǎo)學(xué)生思考所討論的問(wèn)題,并畫(huà)出各種情況下力做功的示意圖.并通過(guò)示意圖總結(jié) : 1.當(dāng)2時(shí),cos =0, w=0 。力 f 和位移 l 的方向垂直時(shí) ,力 f 不做功 ; 2.當(dāng)2時(shí),cos 0, w0 。這表示力 f 對(duì)物體做正功 ; 3.當(dāng)2時(shí),

5、cos 0, w0 。這表示 力 f 對(duì)物體做負(fù)功。教師通過(guò)實(shí)物投影儀投影學(xué)生畫(huà)圖情況,點(diǎn)評(píng)、總結(jié)。利用數(shù)學(xué)知識(shí)分析物理問(wèn)題是物理學(xué)習(xí)常用的手段。培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題的能力。在實(shí)際問(wèn)題中 ,一個(gè)運(yùn)動(dòng)的物體往往不只受一個(gè)力的作用,在物體產(chǎn)生一個(gè)位移的過(guò)程中 ,這些力中有的力是動(dòng)力,有的力則可能是阻力,還有的力對(duì)物體的位移沒(méi)有直接的影響。例如:用一個(gè)水平的力f 拉物體在粗糙水平面上運(yùn)動(dòng)。這時(shí)我們說(shuō) f 對(duì)物體做了正功 ,而阻力 f 對(duì)物體也做了功 ,但是顯然 f 與 f 的功是有區(qū)別的,f 做的功是負(fù)功 ,也可說(shuō)成是物體克服阻力f 做功。而支持力n 和重力 g 就沒(méi)有做功。思維拓展第 7 頁(yè)功是標(biāo)量

6、,只有數(shù)值 ,沒(méi)有方向 .功的正、負(fù)并不表示功的方向,而且也不是數(shù)量上的正與負(fù)。我們既不能說(shuō)“正功與負(fù)功的方向相反”, 也不能說(shuō)“正功大于負(fù)功” , 它們僅表示相反的做功效果。正功和負(fù)功是同一物理過(guò)程從不同角度的反映。在上圖中 ,可以說(shuō)摩擦力做負(fù)功,也可以說(shuō)物體克服摩擦力做了正功。比如摩擦力做了 -20 j 的功 ,可以說(shuō)物體克服摩擦力做了20 j 的功。在上述對(duì)功的意義認(rèn)識(shí)的基礎(chǔ)上,討論正功和負(fù)功的意義,得出如下認(rèn)識(shí) : 正功的 意義是 :力對(duì)物體做功向物體提供能量,即受力物體獲得了能量。負(fù)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(jià)),即負(fù)功表示物體失去了能量。例

7、 3. 一個(gè)質(zhì)量m=2 kg的物體 ,受到與水平方向成37 角斜向上方的力110fn作用 ,在水平地面上移動(dòng)的距離l=2 m, 物體與地面間的滑動(dòng)摩擦力24.2fn, 求外力對(duì)物體所做的總功。解法一 : 拉力 f1對(duì)物體所做的功為：11371020.8wflcosj=1.6 j 摩擦力 f2對(duì)物體所做的功為：22cos1804.2 2wf lj=-8.4 j 外力對(duì)物體所做的總功w 等于1w和2w的代數(shù)和所以：127.6wwwj。第 8 頁(yè)解法二：物體受到的合力為: 1237ffcosf合1045n-4.2 n=3.8 n 所以3.82wf l合j=7.6 j. 解題規(guī)律總結(jié)如下 : (1) 當(dāng)物體在幾個(gè)力的共同作用下發(fā)生一段位移時(shí),求這幾個(gè)力的總功的方法:一是根據(jù)功的公式w=fl cos , 其中 f 為物體所受的合外力;二是先求各力對(duì)物體所做的功 w1、w2、 wn,再求各力所做功的代數(shù)和,即 w=w1+ w2+ wn,注意代入功的正、負(fù)號(hào)。(2) 由于功是標(biāo)量 ,第二種方法較為簡(jiǎn)便. 突破反思本節(jié)從學(xué)生常見(jiàn)的起重機(jī)搬運(yùn)貨物、機(jī)車(chē)牽引列車(chē)前行、手握握力器的事例入手 ,便于學(xué)生認(rèn)識(shí)的逐步加深。本著創(chuàng)設(shè)情景,設(shè)疑激趣的原則 ,引導(dǎo)學(xué)生先分析力與位移同向的例子,然后探究力與位移有夾角時(shí)功的求解。在實(shí)際問(wèn)題中,一個(gè)運(yùn)動(dòng)的