高中物理機械能守恒定律7.2功教案新人教版必修

1、7.2 功項目內(nèi)容課題7.2 功修改與創(chuàng)新教學(xué)目標1、知識與技能（1）理解功的概念，知道力和物體在力的方向發(fā)生位移是做功的兩個不可缺少的因素；（2）理解正功和負功的概念，知道在什么情況下力做正功或負功；（3）知道在國際單位制中，功的單位是焦耳(J)，知道功是標量；（4）掌握合力做功的意義和總功的含義；（5）掌握公式W=Fs cos的應(yīng)用條件，并能進行有關(guān)計算。2、過程與方法：理解正負功的含義，并會解釋生活實例。3、情感、態(tài)度與價值觀：功與生活聯(lián)系非常密切，通過探究功來探究生活實例。教學(xué)重、難點教學(xué)重難點：（1）重點使學(xué)生掌握功的計算公式，理解力對物體做功的兩個要素；（2）難點是物體在力的方向上

2、的位移與物體運動方向的位移容易混淆，需要講透、講白；（3）使學(xué)生認識負功的意義較困難，也是難點之一。教學(xué)準備計算機、投影儀、CAI課件、錄像片教學(xué)過程第二節(jié) 功（一）引入新課初中我們學(xué)過做功的兩個因素是什么?（一是作用在物體上的力，二是物體在力的方向上移動的距離。） 擴展：高中我們已學(xué)習(xí)了位移，所以做功的兩個要素我們可以認為是：作用在物體上的力；物體在力的方向上移動的位移。 導(dǎo)入：一個物體受到力的作用，且在力的方向上移動了一段位移，這時，我們就說這個力對物體做了功。在初中學(xué)習(xí)功的概念時，強調(diào)物體運動方向和力的方向的一致性，如果力的方向與物體的運動方向不一致呢？相反呢？力對物體做不做功？若做了功

3、，又做了多少功？怎樣計算這些功呢？本節(jié)課我們來繼續(xù)學(xué)習(xí)有關(guān)功的知識，在初中的基礎(chǔ)上進行擴展。1（二）教學(xué)過程設(shè)計1、推導(dǎo)功的表達式（1）如果力的方向與物體的運動方向一致，該怎樣計算功呢？ 物體m在水平力F的作用下水平向前行駛的位移為s，如圖1所示，求力F對物體所做的功。 在問題一中，力和位移方向一致，這時功等于力跟物體在力的方向上移動的距離的乘積。W = F s（2）如果力的方向與物體的運動方向成某一角度，該怎樣計算功呢？物體m在與水平方向成角的力F的作用下，沿水平方向向前行駛的距離為s，如圖2所示，求力F對物體所做的功。 分析并得出這一位移為s cos 。至此按功的前一公式即可得到如下：計算

4、公式： W = F s cos按此公式考慮（再根據(jù)公式W=Fs做啟發(fā)式提問），只要F與s在同一直線上，乘起來就可以求得力對物體所做的功。在圖2中，我們是將位移分解到F的方向上，如果我們將力F分解到物體位移s的方向上，看看能得到什么結(jié)果？由于物體所受力的方向與運動方向成一夾角，可根據(jù)力F的作用效果把F沿兩個方向分解：即跟位移方向一致的分力F1，跟位移方向垂直的分力F2，如圖所示： 據(jù)做功的兩個不可缺少的因素可知：分力F1對物體所做的功等于F1s。而分力F2的方向跟位移的方向垂直，物體在F2的方向上沒有發(fā)生位移，所以分力F2所做的功等于零。所以，力F所做的功W=W1W2=W1=F1s=Fscos力

5、F對物體所做的功等于力的大小、位移的大小、力和位移夾角的余弦這三者的乘積。即：W = F s cosW表示力對物體所做的功，F(xiàn)表示物體所受到的力，s物體所發(fā)生的位移，力F和位移之間的夾角。功的公式還可理解成在位移方向的分力與位移的乘積，或力與位移在力的方向的分量的乘積。例題1：F=100N、s=5m、=37°，計算功W？ W=400N·m。就此說明1N·m這個功的大小被規(guī)定為功的單位，為方便起見，取名為焦耳，符號為J，即1J=1N·m。在國際單位制中，功的單位是焦耳(J) 1J1N·m2、對正功和負功的學(xué)習(xí)通過上邊的學(xué)習(xí)，我們已明確了力F和位移

6、s之間的夾角，并且知道了它的取值范圍是0°180°。那么，在這個范圍之內(nèi)，cos可能大于0，可能等于0，還有可能小于0，從而得到功W也可能大于0、等于0、小于0。請畫出各種情況下力做功的示意圖，并加以討論。認真閱讀教材，思考老師的問題。（1）當=/2時，cos=0，W=0。力F和位移s的方向垂直時，力F不做功；（2）當/2時，cos0，W0。這表示力F對物體做正功；（3）當/2時，cos0，W0。這表示力F對物體做負功?？偨Y(jié)：（1）功的正負表示是動力對物體做功還是阻力對物體做功。功的正負由力和位移之間的夾角決定，所以功的正負決不表示方向，而只能說明做功的力對物體來說是動力還

7、是阻力。當力對物體做正功時，該力就對物體的運動起推動作用；當力對物體做負功時，該力就對物體運動起阻礙作用。 （2）功的正負是借以區(qū)別誰對誰做功的標志。功是標量，只有量值，沒有方向。功的正、負并不表示功的方向，而且也不是數(shù)量上的正與負。我們既不能說“正功與負功的方向相反”，也不能說“正功大于負功”，它們僅表示相反的做功效果。正功和負功是同一物理過程從不同角度的反映。同一個做功過程，既可以從做正功的一方來表述也可以從做負功的一方來表述。（3） 一個力對物體做負功，往往說成物體克服這個力做功。例2：一個力對物體做了-6J的功，可以說成物體克服這個力做了6J的功。打個比喻，甲借了乙10元錢，那么從甲的

8、角度表述，是甲借了錢；從乙的角度表述，乙將錢借給了別人。3、幾個力做功的計算剛才我們學(xué)習(xí)了一個力對物體所做功的求解方法，而物體所受到的力往往不只一個，那么，如何求解這幾個力對物體所做的功呢? 如圖所示，一個物體在拉力F1的作用下，水平向右移動位移為s，求各個力對物體做的功是多少?各個力對物體所做功的代數(shù)和如何? 物體所受的合力是多少?合力所做的功是多少?解析：物體受到拉力F1、滑動摩擦力F2、重力G、支持力F3的作用。重力和支持力不做功，因為它們和位移的夾角為90°；F1所做的功為：W1=Fscos，滑動摩擦力F2所做的功為：W2=F2scos180°=-F2s。各個力對物

9、體所做功的代數(shù)和為：W=（F1cos-F2）s故：根據(jù)正交分解法求得物體所受的合力F=F1cos-F2 合力方向向右，與位移同向；合力所做的功為：W=Fscos°=（F1cos-F2）s 總結(jié)：當物體在幾個力的共同作用下發(fā)生一段位移時，這幾個力對物體所做的功可以用下述方法求解：（1）求出各個力所做的功，則總功等于各個力所做功的代數(shù)和；（2）求出各個力的合力，則總功等于合力所做的功。例3：一個質(zhì)量m=2kg的物體，受到與水平方向成37°角斜向上方的拉力F1=10N，在水平地面上移動的距離s=2m。物體與地面間的滑動摩擦力F2=4.2N。求外力對物體所做的總功。解析：拉力F1對

10、物體所做的功為W1= F1scos37°=16J。摩擦力F2對物體所做的功為W2= F2scos180°= -8.4J。外力對物體所做的總功W=W1W2=7.6J。板書設(shè)計第二節(jié) 功1、推導(dǎo)功的表達式W = F s cos 或 W = F s cos功的單位是焦耳(J) 1J1N·m2、對正功和負功的學(xué)習(xí)（1）當=/2時，cos=0，W=0。力F和位移s的方向垂直時，力F不做功；（2）當/2時，cos0，W0。這表示力F對物體做正功；（3）當/2時，cos0，W0。這表示力F對物體做負功。注意：（1）功的正負表示是動力對物體做功還是阻力對物體做功。（2）功的正負是借以區(qū)別誰對誰做功的標志。（3）一個力對物體做負功，往往說成物體克服這個力做功。3、幾個力做功的計算 幾個力對物體所做的功可以用下述方法求解：求出各個力所做的