2020-2021学年高中物理 第四章 机械能和能源 第1节 功教案 粤教版必修2

1、2020-2021学年高中物理 第四章 机械能和能源 第1节 功教案 粤教版必修22020-2021学年高中物理 第四章 机械能和能源 第1节 功教案 粤教版必修2年级：姓名：- 9 -第一节 功【学习目标】1、知识与技能 （1）、理解功的概念，知道做功的两个要素。（2）、明确功是标量，会用功的公式进行计算。（3）、理解正功、负功的含义，会计算合力做的功。（4）、初步理解化变力为恒力这种处理变力做功的思想方法。2、过程与方法（1）、通过观察日常生活中的各种“做功”情况，通过比较和分析，理解外力做功的两个不可缺少的因素。（2）、通过交流与讨论，展现学生思维过程，掌握比较、分析、归纳等逻辑思维方法

2、。3、情感、态度与价值观（1）、经历观察、分析和比较等学习活动，培养尊重客观事实，实事求是的科学态度；培养科学探究精神、形成科学探究的习惯；感受到身边处处有物理。（2）、通过讨论与交流，培养团结协作的学习态度。（3）、通过实验探究、归纳总结，得出做功的公式，做正功和做负功的条件，通过例题讨论重力、摩擦力、支持力做功的特点，激发学习物理的兴趣，提高学习的自信心。【学习重点】（1）、做功的两个不可缺少的因素。（2）、功的概念及公式的建立与理解。（3）、正功与负功的理解。（4）、重力做功的特点。摩擦力和支持力做功的特点。【知识要点】1、推导功的表达式 如果力的方向与物体的运动方向成某一角度，该怎样计

3、算功呢？物体m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，求力f对物体所做的功。功的定义式：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：w=fscosw表示力对物体所做的功，f表示物体所受到的力，s物体所发生的位移，力f和位移之间的夹角。功的公式还可理解成在位移方向的分力与位移的乘积，或力与位移在力的方向的分量的乘积。在si制中，功的单位为焦。1j=1nm在用功的公式计算时，各量要求统一采用国际单位制。2、对正功和负功的学习问题：阅读课文正功和负功一段，通过上边的学习，我们已明确了力f和位移s之间的夹角，并且知道了它的取值范围是

4、180。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。请画出各种情况下力做功的示意图，并加以讨论。问题：力对物体做正功或负功时有什么物理意义呢？结合生活实际，举例说明。 3、几个力做功的计算问题：如何求解这几个力对物体所做的功呢? 如图所示，一个物体在拉力f1的作用下，水平向右移动位移为s，求各个力对物体做的功是多少?各个力对物体所做功的代数和如何? 物体所受的合力是多少?合力所做的功是多少?总结：当物体在几个力的共同作用下发生一段位移时，这几个力对物体所做的功可以用下述方法求解（1）求出各个力所做的功，则总功等于 （2）求出各个

5、力的合力，则总功等于 【问题探究】问题1 你能说明“做功”和“做工”的区别吗？探究思路 要学会分析“科学概念”和“日常用语”的区别。“做工”作为日常用语指的是付出了劳动，具有广泛的意义，而“做功”则是严格的科学术语。问题2 一个小球在粗糙水平面上沿圆周运动一圈，总的位移是零，水平面对小球的摩擦力做功也是零吗？探究思路 把圆周分成许多个小段，每一小段上，摩擦力和位移方向近似相反，做的功可近似按恒力做功来计算，所有小段上做功之和即为整个圆周上摩擦力做的功。问题3 请你总结，一个力做的功与哪些因素有关？如果物体受到的力始终不做功，那物体会做什么样的运动？探究思路 一个力做的功取决于力的大小、物体位移

6、的大小、力和位移的夹角三个因素。但是实际情况中，要分清楚是只有其中一个因素变化还是两个因素变化，甚至是三个因素都在变化。如果物体受到的力始终不做功，意味着这个力总是与物体的瞬时速度垂直。请思考圆周运动是否有这个特点？问题4 公式wfscos中的s是不是力f方向上的位移？探究思路 如果力和位移不在同一条直线上，有两条思路求力做的功。一是分解力，二是分解位移（分解运动）。前者沿位移的方向和垂直位移的方向分解力，后者是沿力的方向和垂直与力的分解位移。问题5 一对作用力和反作用做的功一定大小相等吗？是否其中一个力做正功，另一个力做的就是负功？探究思路 要全面考虑影响一个力做功的因素，举一些具体的例子说

7、明。比如，物体在地面上滑动时，地面和物体间的摩擦力做功的情况。【典型例题】【例题1】用水平恒力f作用于质量为m的物体，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w1，再用该恒力作用于质量为m(mw2; b w1w2 bw1w2 cw1=w2 d无法确定 7关于摩擦力对物体做功，下列说法正确的是a滑动摩擦力总是做负功 b滑动摩擦力对物体可能做负功，也可能做正功c静摩擦力一定不做功 d静摩擦力对物体可能做负功，也可能做正功8如右图，小物块放在光滑斜面上，斜面放在光滑水平地面上从地面上看，在小物块沿斜面下滑的过程中，斜面对小物块的力a垂直于接触面，做功为零 b垂直于接触面，做功不为零c不垂

8、直于接触面，做功为零 d不垂直于接触面，做功不为零9一个人用100n的力从井中把水桶匀速向上提高4m，然后提着水桶在水平路面行走了12m，又匀速走到深6m，的地下室，则此人对水桶的拉力所做的功是多少？10一个质量为2kg的物体受到与水平方向成370斜向上的10n拉力作用，在水平地面上移动了5m的距离若物体与地面间的动摩擦因素为0.2，求外力对物体所做的总功？（g取10m/s2）11起重机把重为2000kg的重物从地面竖直提升到高18m的地方，试在以下两种情况中求起重机钢索对重物所做的功(1)匀速提升；(2)以加速度2m/s2，匀加速向上提升（g取10m/s2） 12把一个质量为1kg的物体以3

9、0m/s的初速度竖直向上抛出，物体在空中运动过程中受到大小恒为5n的空气阻力作用，则从抛出到落回原地的过程中，重力和空气阻力分别做了多少功？f37013如图，物体质量m=5kg，物体与斜面间的动摩擦因素为0.3，斜面倾角为370，现用平行与斜面向上的大小为f=100n的力拉物体，使物体沿斜面上滑了2m，求作用在物体上的各个力分别对物体做了多少功？合力对物体所做的功又为多少？（g取10m/s2，sin370=0.6，cos370=0.8）14质量为m的长木板放在光滑的水平地面上，一个质量为m的滑块以某一速度沿木块表面从a点滑至b点在木板上前进了l，而木板前进了s，如图所示，若滑块与木板间摩擦因数为，求摩擦力对