高二物理人教版必修2 7.2功教案

1、.功重/難點重點：1.功的概念的理解2.會用功的公式進展計算3.正、負功物理意義的理解難點：正、負功物理意義的理解。 重/難點分析重點分析：理解功的概念，認清做功的兩個要素。知道功是標量，功的公式W=Fscos的含義及適用條件，會用功的公式進展計算。理解正功和負功的概念。知道幾個力對物體所做的總功等于這幾個力的合力對物體所做的功，會根據(jù)功的公式計算多個力的總功。難點分析：關(guān)于功我們不僅要從定義式W=Fscos 進展理解和計算，還應(yīng)理解它的物理含義。功是能量轉(zhuǎn)化的量度，即：做功的過程是能量的一個轉(zhuǎn)化過程，這個過程做了多少功，就有多少能量發(fā)生了轉(zhuǎn)化。對物體做正功，物體的能量增加。做了多少正功，物體

2、的能量就增加了多少；對物體做負功，也稱物體克服阻力做功，物體的能量減少，做了多少負功，物體的能量就減少多少。因此功的正、負表示能的轉(zhuǎn)化情況，表示物體是輸入了能量還是輸出了能量。打破策略一、功 功這個概念同學們并不陌生,我們在初中就已經(jīng)學習過它的初步知識。做功的兩個因素：一是作用在物體上的力；二是物體在力的方向上挪動的間隔 。高中知識的學習對知識的定義與理解更加深化,我們已經(jīng)學習位移,對功的要素應(yīng)如何更加準確地描繪?可以準確描繪為:作用在物體上的力; 物體在力的方向上挪動的位移。即假如一個物體受到力的作用,并且在力的方向上發(fā)生了位移,物理學中就說這個力對物體做了功。例1. 如下圖，線拴小球在光滑

3、程度面上做勻速圓周運動，圓的半徑是1m，球的質(zhì)量是0.1kg，線速度v=1m/s，小球由A點運動到B點恰好是半個圓周。那么在這段運動中線的拉力做的功是 A0 B0.1J C0.314J D無法確定解析：小球做勻速圓周運動，線的拉力為小球做圓周運動的向心力，由于它總是與運動方向垂直，所以，這個力不做功。故A是正確的。假設(shè)力的方向與物體的運動方向成某一角度,該怎樣計算功呢?例2. 物體m在與程度方向成角的力F的作用下,沿程度方向向前行駛的間隔 為l,如下圖,求力F對物體所做的功。老師提示學生考慮,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沿兩個方向分解。即跟位移方向不一致的分力跟位移方向

4、垂直的分力。畫出物體的受力分析圖,并在互相垂直的方向上正交分解,并求解的功。那么分力所做的功等于，分力的方向跟位移的方向垂直,物體在的方向上沒有發(fā)生位移,所以所做的功等于零。 因此,力F對物體所做的功W等于，而 ， 所以，W=Flcos 公式的使用本卷須知總歸納：1.公式中F應(yīng)為恒力,即大小、方向不變。2.做功與物體運動形式勻速或變速無關(guān),也就是說,當F、l及其夾角確定后,功W就有確定值。3.計算功時,一定要明確是哪個力對物體做的功。4.功是過程量,是力在空間的積累量。二、正功和負功公式理解:功的計算式W=Flcos包含cos這一要素,通過數(shù)學知識的學習我們知道:隨著的變化,cos的值也變化.

5、指導學生利用數(shù)學知識討論隨的變化,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.老師指導學生考慮所討論的問題,并畫出各種情況下力做功的示意圖.并通過示意圖總結(jié):1.當時,cos=0,W=0。力F和位移l的方向垂直時,力F不做功;2.當時,cos>0,W>0。這表示力F對物體做正功;3.當,cos<0,W<0。這表示力F對物體做負功。老師通過實物投影儀投影學生畫圖情況,點評、總結(jié)。利用數(shù)學知識分析

6、物理問題是物理學習常用的手段。培養(yǎng)學生分析問題的才能。在實際問題中,一個運動的物體往往不只受一個力的作用,在物體產(chǎn)生一個位移的過程中,這些力中有的力是動力,有的力那么可能是阻力,還有的力對物體的位移沒有直接的影響。例如:用一個程度的力F拉物體在粗糙程度面上運動。這時我們說F對物體做了正功,而阻力f對物體也做了功,但是顯然f與F的功是有區(qū)別的,f做的功是負功,也可說成是物體抑制阻力f做功。而支持力N和重力G就沒有做功。思維拓展功是標量,只有數(shù)值,沒有方向.功的正、負并不表示功的方向,而且也不是數(shù)量上的正與負。我們既不能說“正功與負功的方向相反,也不能說“正功大于負功,它們僅表示相反的做成效果。正

7、功和負功是同一物理過程從不同角度的反映。在上圖中,可以說摩擦力做負功,也可以說物體抑制摩擦力做了正功。比方摩擦力做了-20 J的功,可以說物體抑制摩擦力做了20 J的功。在上述對功的意義認識的根底上,討論正功和負功的意義,得出如下認識: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:物體抑制外力做功,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。例3. 一個質(zhì)量m=2 kg的物體,受到與程度方向成37°角斜向上方的力N作用,在程度地面上挪動的間隔 l=2 m,物體與地面間的滑動摩擦力N,求外力對物體所做的總功。解法一: 拉力F1對物體所做

8、的功為：J=1.6 J摩擦力F2對物體所做的功為：J=-8.4 J外力對物體所做的總功W等于和的代數(shù)和所以：J。解法二：物體受到的合力為:N-4.2 N=3.8 N所以J=7.6 J.解題規(guī)律總結(jié)如下:1當物體在幾個力的共同作用下發(fā)生一段位移時,求這幾個力的總功的方法:一是根據(jù)功的公式W=Flcos,其中F為物體所受的合外力;二是先求各力對物體所做的功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、負號。2由于功是標量,第二種方法較為簡便.打破反思本節(jié)從學生常見的起重機搬運貨物、機車牽引列車前行、手握握力器的事例入手,便于學生認識的逐步加深。本著創(chuàng)設(shè)情景,設(shè)疑激趣的原那么,引導學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功的求解。在實際問題中,一個運