高中物理功的计算

1、高中物理 （必修二 ）课时教案7.2.2 功的计算新课标要求知识与技能 熟练掌握功的计算的方法过程与方法 会灵活应用方法求功，提高分析解决问题的能力情感、态度与价值观由否定到肯定，学会分析方法，增强学习物理的自信心 教学重点功的计算的方法教学难点灵活应用方法求功教学方法 采取启发、讨论式教学，精心设置题目，通过“发现错误纠正错 误归纳总结实践”的认知过程中，总结掌握功的计算的四种方法。课堂类型习题课教学工具多媒体课件复习问题设计：、做功的两个不可缺少的因素是什么?、如何计算衡力做功？、正功和负功的物理意义分别是什么?、如何计算总功？ 、进行新课、公式W二FlCOSa的应用功的计算在中学物理中占

2、有十分重要的地位，中学阶段所学的功的计算公式 W =Fl COS a只能用于恒力做功情况，特别注意位移l应理解为力的作用点的位移，当然，当力直接作用在物体上且不考虑物体的形 变和转动时，力的作用点的位移与物体的位移相同，由于中学物理中绝 大多数都是属于这种情况，所以有些地方把它理解为物体的位移。【例1】质量为m的物体静止于倾角为9，质量为M的斜面上，现 对斜面体施加一个水平向左的推力 F,使物体随斜面体一起沿水平方向 向左做匀速运动，位移为l，求此过程中、力F做的功W、摩擦力对物体做的功 W、弹力对物体做的功 W、斜面对物休做的功 W、地面对斜面做的功 W题后总结：F必须是恒力、a是F和丨之间

3、的夹角;、丨严格的讲是力的作用点相对于地面的位移。【练习1】如图所示，物体质量为2Kg,光滑的定滑轮质量不计，今用一竖直向上的50牛恒力向上拉，使物体上升 4米距离，则在这一过程中拉力所做的功为焦。、计算总功的两种方法：【例2】斜面高H,倾角为9，滑块质量为m与斜面间动摩擦因 数为口，计算滑块由上端滑到底端的过程中外力对物体所做的总功。 题后总结：计算总功的两种方法：、是先求合外力，再根据公式 W二Flcosa计算。、是先分别求各外力的功，再求各外力的功的代数和。、变力做功（思路：将变力做功转化为恒力做功）常见的方法有：等值法：通过相关连点的联系将变力做功转化为恒力做功。等值法即若某一变力的功

4、和某一恒力的功相等， 则可以同过计算该 恒力的功，求出该变力的功。而恒力做功又可以用 W=FlC0Sa计算，从 而使问题变得简单。【例3】如图，定滑轮至滑块的高度为 h,已知细绳的拉力为F （恒 定），滑块沿水平面由A点前进s至B点，滑块在初、末位置时细绳与 水平方向夹角分别为a和卩。求滑块由A点运动到B点过程中，绳的 拉力对滑块所做的功。微元法当物体在变力的作用下作曲线运动时，若力的方向与物体运动的切线方向之间的夹角不变，且力与位移的方向同步变化， 可用微元法将曲 线分成无限个小元段，每一小元段可认为恒力做功，总功即为各个小元 段做功的代数和。特例：耗散力（如空气阻力）在曲线运动（或往返运动

5、）过程中， 所做的功等于力和路的乘积， 不是力和位移的乘积，可将方向变化大小 不变的变力转化为恒力来求力所做的功。【例4】如图所示，某力F=10N作用于半径R=im勺转盘的边缘上， 力F的大小保持不变，但方向始终保持与作用点的切线方向一致，贝V转动一周这个力F做的总功应为：A. 0JB. 20 n JC. 10JD. 20J【练习2】以一定的初速度竖直向上抛出一个物体，小球上升的最 大高度为h,空气阻力的大小为f，则从抛出到落回原出发点的过程中， 空气阻力对小球所做的功为：A. 0 B . - fh C . - 2fh D . - 4fh平均力法如果力的方向不变，力的大小对位移按线性规律变化时

6、， 可用力的 算术平均值（恒力）代替变力，利用功的定义式求功。【例5】在光滑的水平面上静止一长为丨的质量分布均匀的铁链， 已知单位长度的质量为m现在一端施加一竖直向上的力 f将铁链缓慢二提起恰好离开地面，求此过程中里F对铁链做的功【练习3】一辆汽车质量为105 kg,从静止开始运动，其阻力为车重的0.05倍。其牵引力的大小与车前进的距离变化关系为Fh/x+fo, f 0是车所受的阻力。当车前进100m时，牵引力做的功是多少?图象法如果力F随位移的变化关系明确，始末位置清楚，可在平面直角坐 标系内画出Fx图象，图象下方与坐标轴所围的“面积”即表示功。【例6】：对于例5和练习3除可用平均力法计算外

7、也可用图象法。、课堂小结本课内容中虽然是如何计算功，但变力做功问题为难点，因此在分析题目时要认真审题，特别是题目种的隐含条件、关键字、词句的分析 是解题的突破口。做功的计算时，先作出恒力或是变力的判断，这样便 于方法的选择。同时，还应该注意去归纳、总结解题的思路和方法，注意学过的旧 知识和其它学科知识的渗透、应用。、作业布置作业见【课后练习题】 板书设计§ 722功的计算、恒力做功：W二FICOS a 、本公式中F必须是恒力; 、a是F和丨之间的夹角； 、 l 严格的讲是力的作用点相对于地面的位移。、计算总功的两种方法：、是先求合外力，再根据公式 W二FICOS a计算。、是先分别求

8、各外力的功，再求各外力的功的代数和。、变力做功的计算等值法微元法平均力法图象法教学后记、以上题型都要求学生先练，教师根据学生练中反馈情况，精讲 其中部分习题。即多数学生错的、不会做的和有多种解法的题。、练以课内为主，课外的时间留给学生消化、结合；教师通过巡 视、学生提问、学生板演和举手统计等形式了解学生答题情况。、要求每个学生都有一本错题集锦。对做错的题，分析错因。、诊断测试是针对单元测试评改中发现的普遍问题，经评讲和辅导后，进行的二次测试，命题只限于上述问题，题量不受限制。课后练习题1. 一根木棒沿水平桌面从 A运动到B,位移为s，若棒与桌面的摩擦力大小为f,则棒对桌面的摩擦力和桌面对棒的摩

9、擦力做的功各为（ C）A. fs ; -fs B . fs ; -fsC. 0; -fs D . -fs ; 02. 如图所示，用同样的力F拉同一物体，在甲（光滑水平面）、乙（粗 糙水平面）、丙（光滑斜面）、丁（粗糙斜面）上通过同样的距离，则拉力F 的做功情况是（C）A. 甲中做功最少B. 丁中做功最多C. 做功一样多D. 无法比较3. 如图所示，木块A放在上表面粗糙的木块 B的左上端，用恒力F将A 拉至B的右端，第一次将B固定在地面上，F做的功为 W1第二次让B 可以在光滑地面上自由滑动，F做的功为W2比较两次做功，可能是（A ）A. WK W2B. W仁W2C. W1> W2D. 无

10、法比较4. 如图所示，劈a放在光滑的水平面上，斜面光滑，把 b物体放在斜 面的顶端由静止开始滑下，则在下滑过程中， a对b的弹力对b做的功 为W1 b对a的弹力对a做的功为W2下列关系中正确的是（D ）A. W仁0 W2=0B. Wt0, W2=0C. W仁0 W弹0D. Wt0, W弹05如图所示，物体A的质量为2kg，置于光滑的水平面上，水平拉力2N,不计绳子与滑轮的摩擦和滑轮的质量，物体A获得的加速度a二m/s2,在物体A移动0.4m的过程中，拉力F做功J.2； 1.66. 在水平粗糙地面上，使同一物体由静止开始做匀加速直线运动，第一次是斜上拉力，第二次是斜下推力，两次力的作用线与水平方

11、向的夹 角相同，力的大小也相同，位移大小也相同，则（B ）A. 力F对物体做的功相同，合力对物体做的总功也相同B. 力F对物体做的功相同，合力对物体做的总功不相同C. 力F对物体做的功不相同，合力对物体做的总功相同D. 力F对物体做的功不相同，合力对物体做的总功也不相同7. 木块前端有一滑轮，绳的一端系在右方固定处，另一端穿过滑轮用恒力F拉住保持两股绳之间的夹角9不变，如图所示.当用力拉绳使木块前进s时，力F对木块做的功（不计绳重和摩擦）是（B ）A. Fscos 9B. Fs （1 + cos 9 ）C. 2Fscos 9D. 2Fs8如图所示，木块 M上表面是水平的，当木块 m置于M上，并

12、与M 起沿固定的光滑斜面由静止开始下滑，在下滑过程中（AB ）nh 3mA.重力对m做正功B. M对m的支持力对m做负功C. M对m的摩擦力对m做负功D. m所受的合外力对m做负功9如图所示，绕过定滑轮的绳子，一端系一质量为 10kg的物体A,另 一端被人握住，最初绳沿竖直方向，手到滑轮距离为3m之后人握住绳 子向前运动，使物体A匀速上升，则在人向前运动4m的过程中，对物体 A作的功.（绳的质量、绳与轮摩擦、空气阻力均不计）200J10. 粗糙水平面上，绳子一端系一小球绕另一端做半径为 R的圆周运动， 小球质量为m与桌面间的动摩擦因数为 口，则小球经过1/4圆周的时 间内（ACDA. 绳子的拉

13、力对球不做功B. 绳子的拉力对球做功 n RF/2C. 重力和支持力不做功D. 摩擦力对物体做功 口 mgFt /211. 面积很大的水池，水深为 H,水面上浮着一正方形木块，木块边长 为a,密度为水的1/2，质量为m,开始时，木块静止，现用力F将木块 缓慢地压入水池，不计摩擦，求从开始到木块刚好完全没入水中的过程中，力F所做的功？1/4mga关于摩擦力的功，下列说法中正确的是（D ） f i B7777777777)7777/A. 静摩擦力总是做正功，滑动摩擦力总是做负功B. 静摩擦力对物体不一定做功，滑动摩擦力对物体一定做功C. 静摩擦力对物体一定做功，滑动摩擦力对物体可能不做功D. 静摩擦力和滑动摩擦力都可能对物体不做功12. 个质量m 10kg的静止物体与水平地面间滑动摩擦系数口= 0.2 ,受到一个大小为100N与水平方向成9 = 3