西北师大附中高一奥赛教案功.docx

1、西北师大附中高一奥赛教案功课题第二节 功教学目标知识目标：1知道功的定义，理解做功的两个要素；2掌握功的计算公式：WFscos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，理解正功和负功的含义。能力目标：1能正确运用功的公式，计算各力做功的大小；2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；3掌握合力做功的两种计算方法。德育目标：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。课型新授课课时2课时重点1功的概念；2功的计算公式。难点1如何判定各个力做功的正负；2各个力所做的总功的计算。教学方法在复习初中有关知识的基础上，通过扩展举例和分析来解决重点，突破

2、难点。教具教 学 过 程摘要 自然界存在着各种不同形式的能量，各种不同形式的能量之间可以发生相互转化，而且在能量的转化过程中总的能量是守恒的。功和能量之间有密切的关系，做功的过程就是能量发生相互转化的过程，做了多少功，就有多少能量发生转化，所以说功是能量转化的量度。本章主要研究动能、势能及其转化关系。本节讲解功的概念，先复习初中学过的公式WFs，然后扩展为功的一般公式WFscos，教学中要注意这个扩展过程，使学生知道其中的推理过程，培养学生的推理能力。 在本节课的教学中，要注意强调本章研究的线索：功和能是有密切联系的物理量，以及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。本

3、节的重点是正功和负功，要结合实例说明力在什么情况下做正功，在什么情况下做负功，并使学生清楚地知道：一个力对物体做负功，往往说成物体克服这个力做功。对于变力做功问题，可采用专题辅导讨论的形式进行，以开阔学生的眼界。本节课的学习目标：1理解功的概念；2知道功的公式WFscos，会用这个公式计算恒力做的功；3理解正功和负功的概念；知道力在什么情况做正功或负功，知道功是标量；4知道什么是几个力对物体所做的总功；5知道处理变力做功的方法。引言自然界中存在着各种不同形式的能量，不同形式的能量可以相互转化；例如日光灯发光的过程就是电能转化为光能和内能的过程；汽车运动的过程就是天然气或汽油、柴油的化学能转化为

4、汽车的机械能的过程。本章我们就来学习机械能及其转化的关系。首先请大家研究下面的问题。情景设置：如图所示，人用力F拉着质量为m的物体在光滑的水平面上运动了位移x，物体的速度由v1增加为v2，这个过程中人有多少能量转化为物体的动能呢？分析：根据运动公式： 根据牛顿第二定律，得，因为物体的动能与物体的质量和速度有关，所以我们把x乘到方程的左边。上式的右边表示动能的增加量，式子的左边表示功，它可以反映能量转化的多少。第1课时第一节：功一、功初中我们学过功的概念，到底什么是功呢?1什么是功一个力作用在物体上，如果物体在力的方向上发生了一段位移，这个力就对物体做了功。例如：人推车，车发生了一段位移，推力对

5、车做了功；机车牵引列车，列车发生了一段位移，牵引力对列车做了功；起重机吊起货物，货物发生了一段位移，拉力对货物做了功。我推墙，墙没有发生位移，推力对墙没有做功。做功与哪些因素有关呢？2做功的两个基本要素分析以上所举实例，发现：（1）力作用在物体上；（2）物体在力的方向上要发生位移。这就是做功的两个基本要素。如图甲所示，物体在水平力F的作用下水平向前行驶的位移为s如图甲所示，求力F对物体所做的功。如图乙所示，物体在与水平方向成角的力F的作用下，沿水平方向向前行驶的距离为s，如图乙所示，力F对物体所做的功又是多少呢？由于物体所受力的方向与物体的运动方向成一夹角，我们可根据力F的作用效果把F沿两个方

6、向分解：即跟位移方向平行的分力F1，跟位移方向垂直的分力F2，如图所示： 根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F1s；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，分力F2所做的功等于零。综上所述：力F所做的功等于 3定义式：WFxcos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：WFxcos。W力对物体所做的功焦耳(J)F物体所受到的恒力牛(N)x物体所发生位移米(m)力F和位移之间的夹角。4.单位：焦耳，意义：就表示的力作用在物体上，使物体在力的方向上发生的位移时，力对物体所做的功。讨论：下面两图中力F对物体所做

7、的功分别是多少?学生可能回答：都是，还有可能答：图4中F和s的夹角是，图5中的夹角是（）；图4中的夹角为，图5中的夹角是等。力表示F和s的矢量的箭尾移到同一点，看它们之间的夹角是多少。例如对于图示，我们可作这样的处理： 从处理后的图可以得到力F与位移s之间的夹角为。（即为F与s正方向间的夹角） 同法可得到图5中力F和位移s之间的夹角为。推理：力F和位移s之间的夹角为。过渡：通过上面的分析，我们已明确了力F和位移s之间夹角的找法，并且知道了它的取值范围是，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。同学们可能会问：功大于0，功等于

8、0，功小于0有什么含义呢？下边，请同学们阅读课文P110的正功和负功一段。3、正功和负功 1正功、负功和不做功学生阅读后，由小组讨论得到结果，填入表格中。举例说明力对物体做正功或做负功。竖直向上抛出的球，在向上运动的过程中，重力对物体做负功；汽车在行驶过程中，牵引力对汽车做正功，阻力对车做负功。思考题：功的正负由什么决定?当一个力对物体做负功时，我们还可以怎样说?a功的正负由力和位移之间的夹角决定，所以功的正负决不表示方向，而只能说明做功的力的性质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，是动力；当力对物体做负功时，该力就对物体运动起阻碍作用，是阻力。2功是一

9、个标量，一个力对物体做负功，往往说成物体克服这个力做功。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。一个力先对物体做功6J，而后又对物体做功6J，则整个过程中力对物体所做的功为0。第2课时复习：1. 什么是功？2. 功的定义式怎么写？3. 什么是正功？什么是负功？功是标量还是矢量？过渡：如何来计算力对物体做功的多少呢?4、功的计算方法1 恒力做功的计算方法：WFxcos例题1：如图所示，质量kg的物体在水平地面上，受到与水平面成37，大小F110的拉力作用，移动的距离x2 ，已知：物体与地面的滑动摩擦因数0.3，为10/s2求：（1）拉力F对物体所做的功。（2）摩擦力F

10、对物体所做的功。（3）重力G对物体所做的功。（4）弹力F对物体做的功。（5）合外力对物体所做的总功。 2 几个恒力对物体所做总功的求解方法：当物体在几个力的共同作用下发生一段位移时，这几个力所做的功用下述方法求解：方法一：求出各个力所做的功，则总功等于各个力所做功的代数和。方法二：求出各个力的合力，则总功等于合力所做的功。例题2：质量为50kg的物体，在水平方向的推力F的作用下，沿半径为R=50m的水平面上的圆形路径运动一圈，物体与水平面的动摩擦因数为0.1。求，物体所受摩擦力对物体作的功。（W=mg2R）3变力做功的计算方法阅读P119有关变力做功的内容。学生讨论后小结：方法一：微元法化整为

11、零，以直代曲，以恒代变，分段求功，积零为整。例题3：如图在光滑的水平面上，物块在恒力F100 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，2.4 ，37，53。求绳子的拉力F对物块所做的功。方法二：转化法将变力做功转化为恒力做功进行计算。 巩固练习：1如图所示，质量kg的物体在水平地面上，受到与水平面成37，大小F110的拉力作用，移动的距离s2 ，已知：物体与地面的滑动摩擦因数0.3，为10/s2求：（1）拉力F对物体所做的功。（2）摩擦力F对物体所做的功。（3）重力G对物体所做的功。（4）弹力F对物体做的功。（5）合外力对物体所做的总功。 2如右图所示，劈

12、a放在光滑的水平桌面上，斜面光滑，把b物体放在a的斜面由静止滑下，则在下滑的过程中，a对b的弹力对b做的功W1和b对a的弹力对a做的功W2，下面的关系正确的是（ B ）AW W BW W2CW W DW W2练习：1一学生用平均100N的力将质量为0.5kg的足球迅速踢出，球在地面上滚动了40m，则该同学对球做的功为（ D ）A4000J B2000J C20J D条件不足，无法确定。2质量为50kg的物体，在水平方向的推力F的作用下，沿半径为R=50m的水平面上的圆形路径运动一圈，物体与水平面的动摩擦因数为0.1。求，物体所受摩擦力对物体作的功。（W=mg2R） 小结通过本节课的学习，我们学

13、习了以下知识点：1功的求解公式WFxcos，其中指的是F和x之间的夹角，cos的作用是将F和x等效到同一直线上。 2功是一个可以有正负的标量，它的正负是由cos的正负决定的。正功表示是动力做功，负功表示是阻力做功。3求解力对物体所做总功的两种方法：（1）先求各个力做的功，再求各个力所做功的代数和；（2）先求物体所受的合力，再求合力所做的功。参考题：1如图所示，某人用F100 的水平恒力，通过一质量和摩擦均不计的动滑轮把物体沿水平方向拉动了，则他对物体做的功为_J。2如图：用F40 的水平推力推一个质量31 kg的木块，使其沿着斜面向上移动，木块和斜面间的动摩擦因数为0.1，则在这一过程中，F做

14、的功为_J，物体克服摩擦力做的功为_J.重力做的功为_J。（10/s2）3下列几种情况下力F都对物体做了功：水平推力F推着质量为的物体在光滑水平面上前进了s；水平推力F推着质量为的物体在粗糙水平面上前进了s；沿倾角为的光滑斜面的推力F将质量为的物体向上推了s。下列说法中正确的是（ ）A做功最多 B做功最多 C做功都相等 D不能确定4起重机将质量为100 kg的重物竖直向上移动了2 ，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，9.8/s2)匀加速提高，加速度a0.2/s2；匀速提高；匀减速下降，加速度大小a./s2.5如图在光滑的水平面上，物块在恒力F100 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，2.4 ，37，53。求拉力F做的功.参考答案：1 400 J 264 J；9.6 J；36 J 3 C 4拉力和重力；W拉2103J，W1.96103 J；拉力做正功，重力做负功 拉力和重力；均等于1.96103 J；拉力做正功，重力做负功 拉力和重力；拉力做功2103 J；重力做功1.96103 J；拉力做负功，重力做正功布置作业：P59-60，1,2,3,4教学后记