物理教案——功和功率.doc

课题：功和功率 课型：新课 授课时数：1课时 教学目标 1 ．知识和技能领域 ( l 理解功的两个要素，功的原理。 ( 2 ）理解功的计算公式。理解功的正负的物理意义。 2 ．方法和过程领域 （1）运用正交分解法推导力做功的计算式。 （）归纳物理学中所学的矢量正负的几种含义。 教学重点和难点 1、重点是使学生在理解力对物体做功的两个要素的基础上掌握机械功的计算公式。 2、物体在力的方向上的位移与物体运动的位移容易混淆，这是难点。 3、要使学生对正负功的意义有所认识，也较困难，也是难点。 在初中的时候我们已经学过有关“功”的知识，请回忆一下什么叫功？功的计算公式， 功的单位，做功的两个要素。 2、 演示实验并发问，学生观察回答： 用弹簧秤悬挂木块静止不动，弹簧弹力对木块做功了吗？为什么？ 用弹簧秤悬挂木块水平移动呢？ 用弹簧秤悬挂木块匀速竖直向上移动呢？若做了功，要求出弹力做功的大小，需要测量什么物理量？ 师：综上分析，可知功的概念 什么叫力做了功？ 物体受到力的作用，并在力的方向上发生一段位移，那么这个力就对物体做了功。 师：下面在请一位同学上来举哑铃。在上举过程中，人对哑铃做功吗？人举着哑铃来回走动，人对哑铃做功吗？ 提问：功的两个要素。 生：有力作用在物体上；在力的方向上通过一段距离。 师：在初中阶段我们己经学习过功，高中阶段再来学习功，绝不是简单重复，这里我们说功的两个要素是：有力作用在物体上；物体在力的方向上发生位移。 3、 ?A、有力作用在物体上；B、在力的方向发生位移。 例：在光滑的水平面上滚动的小球，在水平方向上发生了一段位移，该过程中，小球受到哪些力的作用？哪些力对球做了功？ 生：受到重力和支持力，对小球都不做功。 师生共同讨论功的计算式。 ?4 ．功的计算式： w = Fs? 单位：焦耳（ J ? 1J=1Nm ?这个公式在初中时学过，要求力与物体运动方向相同的情况下。如果力与物体运动方向不相同，而是互成一个不为 90 的角度，功的计算式还是 w = Fs吗？ ? 如图示，该如何计算功呢？ 一学生：将力F正交分解，一个分力F1沿位移S的方向，另一个分力F2与位移垂直，与位移垂直的分力不做功，只有沿位移方向的分力F1做功，所以F做的功应为F1乘以S。 F1等于F乘以cosα??? ，所以F的功可写为W=FScosα。这位同学利用了把矢量正交分解的办法，还有其他做法吗？ F 的方向为 S1，另一个与力F垂直为S2，功可以写为F乘以S1。 W=FScosα，其中F是力的大小，S是位移的大小，α是力与位移两个矢量间的夹角。这样我们就能很好地理解功的两个要素了。 W=FScosα（α 为 F 与 S 之间的夹角） 讨论：W=FScosα （1） α=0 W=FS0，力F对物体? 做正功。 2）0απ/2 ， W=FScosα0, 力F对物体? 做正功。 3） α =π/2 ， W=FScosα=0, F对物体? 不做功。 4）π/2 απ，W=FScosα0, 力F对物体??? 做负功。 -5焦耳的功，也可以说物体克服重力做了5焦耳的功。 5、功－一标量。没有方向，但有正负之分。 师：同学对物理中的正负号问题，还没有系统地归纳过。在目前的学习中， 正负号主要有三个含义。第一：表示方向：如速度 V1=-5m/s，V2=3/s，正负号反映了两个速度的方向相反，不表示大小，速度大小V1 2。第二：表示大小；如温度 t l =-5℃，t 2=3℃，正负号反映了两个温度的大小， t 1＜t 2。第三：表示作用的效果：如力对物体做功。做正功表示力的作用效果是动力，做负功，表示力的作用效果是阻力．从功是物体能量转化的角度理解： ?做负功的意义是：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。 典型例题1 质量为M 的物体，从斜面顶端放手后，沿斜面下滑，求重力做的功？己知斜面倾角为α，斜面高度为 h 。 S ，以及摩擦系数等。但很快就有其他学生反驳，斜面长 可以根据已知的斜面高度和倾角求得；也不必知道摩擦系数，因为求重力做的功，这个功与摩擦力的有无没有关系 解决了这些问题后，我发现有个别同学的答案是mghcosα，我发现后，让 mghsinα。出错的原因在子投有很好地注意到两个矢量之间的夹角。接着有同学补充到：没有必要计算夹角问题，因为物体在重力的方向上发生的位移就是h，所以重力做的功就是W=mgh。 如图示的斜面，高为h，一个质量为m的物体，从斜面上滑下来，求滑到底的过程中，重力做的功？ W=mgh。 1：某人用300N的恒力推动木箱沿水平地面前进30 m，木箱的质量为40kg，木箱与地面的动摩擦因数为0.2，推力F与水平成30o角。 : （1）各外力对木箱所做功的和。 2）合外力对木箱所做的功。 受