第一节功2.docVIP

教案示例 ——功 　　一、教学目标 　　1．理解功的概念，知道力和物体在力的方向上发生位移是做功的两个不可缺少的因素． 　　2．知道功的公式 ，会用这个公式进行计算． 　　3．理解正功和负功的概念，知道什么情况下力做正功或负功． 　　4．知道什么是几个力对物体做的总功，知道几个力对物体所做的总功等于这几个力的合力对物体所做的功． 　　二、重点难点 　　重点：理解功的概念，掌握功的计算． 　　难点：对正功和负功的理解，合力做功的计算 　　三、 教学过程： 　　我们在初中阶段已经学过功的初步知识，知道一个物体受到力的作用，并在力的方向通过了一段距离，则说这个力对物体做了功，那么对于物体在力的方向上通过的距离，怎样用更确切的物理术语来表述，功的大小怎样定量地用物理量来表达是本书教学中要解决的问题． 　　（一）功 　　通过实例（可请学生举例）判定力是否对物体做功，回顾总结做功所必需的两个因素． 　　1．物体的移动（位置变化）用位移来表示才能确切地反映出移动方向与受力方向之间的关系． 　　2．功的概念：物体受到力的作用并在力的方向上发生位移，则这个力对物体做了功． 　　3．做功的两个不可缺少的因素，力和物体在力的方向上发生的位移 　　4．功的计算． 　　（1）力学里规定：如果力的方向与物体的运动方向一致，功（W）就等于力（F）的大小和位移（s）的大小的乘积，W=F·s． 　　（2）功的计算公式 　　如图所示，物体在力F作用下，发生了位移 ，拉力F与位移间的夹角为 ，则物体在力F方向上的位移 ，由功的概念得： ． 　　功的计算公式： ，力对物体做的功等于力的大小、位移的大小、力和位移的夹角的余弦这三者的乘积、 　　功的计算公式也可以这样得到：将力F分解为位移方向的分力 和垂直位移方向的分力 ，而 垂直于位移不做功，所以 ． 　　①功是过程量，是力在物体沿力的方向发生位移的过程中的积累效应． 　　②功是标量． 　　③功的单位：在国际单位制中，功的单位是焦耳，简称焦，符号是J，1J＝1N·m 　　注意：在力学中力矩的单位为N·m，功或能的单位为J． 　　（二）正功和负功——对 的讨论 　　1．当 时， ，表示力F对物体做正功． 　　2．当 时， ，表示力F对物体不做功． 　　3．当 时， ，表示力F对物体做负功． 　　一个力对物体做负功，通常说成物体克服这个力做功（取绝对值），两种说法在意义上是等同的，例如质量为0.5kg的物体在做竖直上抛运动，向上运动了3m的过程中，重力对它做功 （J），可说成物体克服重力做功15J（不能说物体克服重力做功－15J）． 　　（三）对功的进一步理解 　　1．正功和负功是借以区分谁对谁做功的标志 　　功是标量，只有量值，没有方向，功的正负不是数量上的正与负，它们仅表示相反的做功效果，我们既不能说“正功和负功方向相反”也不能说“正功大于负功”． 　　2．功与物体的运动状态及运动形式无关． 　　力对物体做功，总跟力的大小、位移的大小，以及两者的夹角有关，而跟物体受力以后通过这段位移做什么运动没有关系 　　3．功的公式中F和s必须具备同时性． 　　计算力F做功时所发生的位移，必须是在同一个力F持续作用下发生的，如果力只在物体的一段位移中有作用，力消失后仍继续运动，那么力所做的功，就只跟有力作用的那一段位移有关，而跟其余位移无关． 　　4．合力的功 　　（1）合力的功可先通过计算合外力得到 ． 　　（2）合力的功也可先通过计算各个力的功得到： 　　可以证明：当物体受几个力作用发生一段位移时，这几个力对物体做的总功（各力做功的代数和），等于这几个力的合力对物体做的功 ． 　　5．变力的功 　　在位移s上恒力F的功，可直接代入 计算，而变力做的功可采用“微分”的思想，把物体通过各个小段所做的功加在一起，就等于变力在整个过程中所做的功． 　　6．功的图示 　　利用力—位移图象可求功，如图（a）所示表示恒力的力—位移图象，横坐标表示物体在力的方向位移，功W在数值上等于图线与横坐标轴所围的“面积”，图（b）图线与横坐标轴所围的“面积”表示变力在这一段位移中所做的功． 　　例1：质量为m的物体，受水平力F的作用，在粗糙的水平面上运动，如图所示，下列说法中正确的是（） 　　A．如果物体做匀加速直线运动，F一定对物体做正功 　　B．如果物体做匀减速直线运动，F一定对物体做负功 　　C．如果物体做匀速直线运动，F一定对物体做正功 　　D．如果物体做匀速直线运动，F可对物体做负功 　　【解析】水平面粗糙，物体除受水平拉力F作用外，水平方向还受到摩擦力作用． 　　物体做匀速运动或匀加速运动时，拉力F的方向与物体的运动方向一定相同，F对物体一定做正动，物体做匀减速运动时，F的方向与物体的运动方向可能相同，也可能相反，F可能对物体做正功，也可能