功教学设计新课标文档格式.docx

1、起讨论如下问题：在上述过程中，拉力F对滑块是否做了功？ 滑块所受的重力g对滑块是否做了功？桌面对滑块的支持力 N是否对滑块做了功？强调指出，分析一个力是否对物体做 功，关键是要看受力物体在这个力的方向上是否有位移。至 此有如下总结并板书：在物理学中，力和物体在力的方向上发生的位移，是做 功的两个不可缺少的因素。功的公式就图1提出：力F使滑块发生位移s这个过程中，F对 滑块做了多少功如何计算？由同学回答出如下计算公式：=Fs。就此再进一步提问：如果细绳斜向上拉滑块，如图 2所示，这种情况下滑块沿 F方向的位移是多少？与同学一起 分析并得出这一位移为 scos a。至此按功的前一公式即可得 到如下

2、计算公式：=FsCOs a再根据公式=Fs做启发式提问：按此公式考虑，只要 F与s在同一直线上，乘起来就可以求得力对物体所做的功。在图2中，我们是将位移分解到 F的方向上，如果我们将力F分解到物体位移s的方向上，看看能得到什么结果？至此 在图2中将F分解到s的方向上得到这个分力为 Fcos a ,再 与s相乘，结果仍然是=FSCOS a。就此指出，计算一个力对 物体所做的功的大小，与力 F的大小、物体位移s的大小及F和s二者方向之间的夹角 a有关，且此计算公式有普遍意 义。至此有如下板书：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。接下来给出F=100N s=5

3、、a =37,与同学一起计算功，得出=400N。就此说明1N这个功的大小被规定为功的单位， 为方便起见，取名为焦耳，符号为 j，即1j=1N。最后明确板书为：在国际单位制中，功的单位是焦耳j = 1N正功、负功首先对功的计算公式 =FSCOS a的可能值与学生共同讨 论。从COS a的可能值入手讨论，指出功可能为正值、负值 或零，再进一步说明，力 F与S间夹角a的取值范围，最后 总结并作如下板书：当OWaV 90时，COS a为正值，为正值，称为力对物 体做正功，或称为力对物体做功。当a =90时，COS a =0, =0,力对物体做零功，即力对物 体不做功。当90V a W 180时，COS

4、 a为负值，为负值，称为力对 物体做负功，或说物体克服这个力做功。与学生一起先讨论功的物理意义，然后再说明正功、负 功的物理意义。提出功是描述什么的物理量这个问题与学生讨论。结 合图1,使学生注意到力作用滑块并持续使滑块在力的方向 上运动，发生了一段位移，引导学生认识其特征是力在空间 位移上逐渐累积的作用过程。然后就此提出：这个累积作用过程到底累积什么？举如下两个事例启发学生思考：a .一辆手推车上装有很多货物，搬运工推车要用很大 的力。向前推一段距离就要休息一会儿，然后有了力气再推 车走。b .如果要你将重物从一楼向六楼上搬，搬运过程中会 有什么感觉？首先使学生意识到上述两个过程都是人用力对

5、物体做 功的过程，都要消耗体能。就此指出做功过程是能量转化过 程，做功越多，能量转化得越多，因而功是能量转化的量度。 能量是标量，相应功也是标量。板书如下：功是描述力在空间位移上累积作用的物理量。功是能量 转化的量度，功是标量。在上述对功的意义认识的基础上，讨论正功和负功的 意义，得出如下认识并板书：正功的意义是：力对物体做功向物体提供能量，即受力 物体获得了能量。负功的意义是：物体克服外力做功，向外输出能量，即 负功表示物体失去了能量。例题讲解或讨论例1课本p136上的例题是功的计算公式的应用示 范。分析过程中应使学生明确：拉力 F对物体所做的功，实 际上就是F的水平分力Feos a对箱子所

6、做的功，而拉力F的 竖直分力Fsin a与位移s的方向是垂直的，对箱子不做功。 同时，摩擦力也做功，因此本题涉及到总功的理解与计算。例2如图3所示，ABeD为画在水平地面上的正方形， 其边长为a，P为静止于A点的物体。用水平力 F沿直线AB拉 物体缓慢滑动到 B点停下，然后仍用水平力 F沿直线Be拉 物体滑动到e点停下，接下来仍用水平力 F沿直线eD拉物体滑动到D点停下，最后仍用水平力 F沿直线DA拉物体滑 动到A点停下。若后三段运动中物体也是缓慢的，求全过程 中水平力F对物体所做的功是多少？此例题先让学生做，然后找出一个所得结果是 =0的学生 发言，此时会有学生反对，并能说出 =4Fa才是正

7、确结果。让后者讲其思路和做法，然后总结，使学生明确在每一段位移 a中，力F都与a同方向，做功为Fa，四个过程加起来就是 4Fa。强调：功的概念中的位移是在这个力的方向上的位移， 而不能简单地与物体运动的位移画等号。要结合物理过程做 具体分析。例3如图4所示，F1和F2是作用在物体 P上的两个水 平恒力，大小分别为：F1=3N? F2=4N?在这两个力共同作用 下，使物体P由静止开始沿水平面移动 5距离的过程中，它 们对物体各做多少功？它们对物体做功的代数和是多少？F1、F2的合力对 P做多少功？此例题要解决两个方面的问题，一是强化功的计算公式 的正确应用，纠正学生中出现的错误，即不注意力与位移

8、方 向的分析，直接用 3N乘5、4N乘5这种低级错误，引导学 生注意在题目没有给出位移方向时，应该根据动力学和运动 学知识作出符合实际的判断；二是通过例题得到的结果，使 学生知道一个物体所受合力对物体所做的功。等于各个力对 物体所做的功的代数和，并从合力功与分力功所遵从的运算 法则，深化功是标量的认识。解答过程如下：位移在F1、F2方向上的分量分别为s仁3、 s2=4，F1对P做功为9j，F2对P做功为16j，二者的代数 和为25j。F1、F2的合力为5N,物体的位移与合力方向相同， 合力对物体做功为=Fs=5N5=25j。例4如图5所示。A为静止在水平桌面上的物体，其右 侧固定着一个定滑轮

9、0,跨过定滑轮的细绳的 P端固定在墙壁上，于细绳的另一端 Q用水平力F向右拉，物体向右滑动 s的过程中，力F对物体做多少功？本例题仍重点解决计算功时对力和位移这两个要素的 分析。如果着眼于受力物体，它受到水平向右的力为两条绳 的拉力，合力为2F。因而合力对物体所做的功为 =2Fs;如果 着眼于绳子的Q端，即力F的作用点，则可知物体向右发主 s位移过程中，Q点的位移为2s，因而力F拉绳所做的功 =F2s=2Fs。两种不同处理方法结果是相同的。课堂小结对功的概念和功的物理意义的主要内容作必要的重复。对功的计算公式及其应用的主要问题再作些强调。说明：考虑到功的定义式 =FSCOS a与课本上讲的功的

10、公式相 同，特别是对式中S的解释不一，有物体位移与力的作用点 的位移之分，因而没有给出明确的功的定义的文字表达。实 际问题中会用功的公式正确进行计算就可以了。从例题 4可以看出，定义一个力对物体所做的功，将位移解释为力的作 用点在力的方向上的位移是比较恰当的。如果将位移解释为 受力物体在力的方向上的位移，学生会得出 =Fs这一错误结果，还会理直气壮地坚持错误，纠正起来就困难多了。由于对功的物理意义的讲解是初步的，因而对正功、负 功的物理意义的讲解也是初步的。这节课中只是讲到受力物 体得到能量还是失去能量这个程度。在学习了机械能守恒定 律之后，再进一步做出说明。在机械能守恒的物理过程中， 有重力

11、做功，地球上的一个物体的机械能并没有增加，因而 正、负功的意义就不能用能量得失关系去说明了。在这种情 况下，重力做正功，表示势能向动能转化；重力做负功，表 示动能向势能转化，这里的正功、负功不再表示能量得失， 而是表示能量的转化方向。典型例题例1如图所示，质量为的物体，受水平力 F的作用，在粗糙的水平面上运动，下列说法中正确的是A. F一定对物体做正功F 一定对物体做负功F也可能对物体做正功F外，还受摩擦力作用，如果物体做加速直线运动，B. 如果物体做减速直线运动， c .如果物体做匀速直线运动，D.如果物体做匀速直线运动， 分析：水平面粗糙，物体除受的方向总是与物体运动方向相反当F的方向与物

12、体运动方向相同，且时，物体作加速直 线运动，此时物体的位移与 F方向一致，F作正功，故选 A.当F的方向与物体运动速度方向相同，且时，物体作匀 速直线运动，此时物体的位移方向也和 F方向一致，F作正功，故选D.物体作减速直线运动的情况有两种，其一、 F和v方向一致，但，此种情况物体做正功；其二、 F和v方向相反，即与方向相同，此种情况 F做负功故选c.解：本题正确选项是 AcD.点评：F做正功还是负功，要看 F的方向与位移方向是 相同还是相反，当物体做加速或匀速直线运动时， F的方向一定与位移方向相同；当物体做减速直线运动时包括两种情 况，一种是力F方向与位移方向相反，即物体向左运动，这 样力

13、F做负功，另一种情况是力 F方向与位移方向相同，F 做正功.例2用水平恒力F作用在质量为的物体上，使之在光 滑的水平面上沿力的方向移动距离 s，恒力做功为，再用该恒力作用于质量为的物体上，使之在粗糙的水平面上移动同 样距离s，恒力做功为，则两次恒力做功的关系是A.B.c.D.无法判断分析：在粗糙水平面上移动一段距离，跟在光滑水平面 上移动的相同距离，对力 F做功来说，是相同的，即。正确选项为c.求功时，必须要明确哪个力在哪个过程中的功. 根据功的定义，力F所做的功与F的大小及在F的方向上发生 的位移大小的乘积有关，与物体是否受其它力及物体的运动 状态等其它因素均无关.即力做功具有独立性.例3如

14、图所示，拉力F使质量为的物体匀速地沿着长为 L倾角为的斜面的一端向上滑到另一端，物体与斜面间的动 摩擦因数为，分别求作用在物体上各力对物体所作的功.选物体为研究对象，其受力为拉力 F,重力g, 弹力，摩擦力。拉力F对物体所做的功为由于物体作匀速运动，故所以即拉力F对物体做正功.此拉力 F, 一般称为动力或牵 引力.重力g对物体所做的功为：即重力对物体做负功，即亦物体克服重力所做的功为。摩擦力对物体所做的功为即摩擦力对物体做负功.也可以说是物体克服摩擦力做 了功弹力对物体所做的功为即弹力对物体不做功.讲功必须分清是哪个力做的功，在解题时一定要 注意题目中是求哪个力做的功，正确找出力 F、位移s和夹角的关系。例4如图所示，一个质量为的木块，放在倾角为的斜面 体上，当斜面与木块保持相对静止沿水平方向向右匀速移动 距离s的过程中，作用在木块上的各个力分别做功多少？合 力的功是多少？木块发生水平位移的过程中，作用在木块上共有 三个力，重力g,支持力，静摩擦力，根据木块的平衡条件， 由这三个力的大小，物体的位移及力与位移的夹角.即可由 功的计算公式算出它们的功.沿斜面建立直角坐标将重力正交分解，由于物体相 对斜面静止而在水平面上做匀速运动，根据力的平衡条件可 得斜面对木块的支持力为斜面对木块的静摩擦力