機(jī)械能守恒定律《 功》【公開課教學(xué)課件】高中物理

第七章機(jī)械能守恒定律第二節(jié)功第七章機(jī)械能守恒定律第二節(jié)功1教學(xué)目標(biāo)2.理解功的概念和做功兩個(gè)要素。4.理解正功和負(fù)功的概念。（教學(xué)難點(diǎn)）3.掌握W=Flcosα的應(yīng)用條件，并能進(jìn)行相關(guān)的計(jì)算。（教學(xué)重點(diǎn)）1.初步認(rèn)識(shí)做功和能量變化的關(guān)系5.掌握求總功的兩種方法。（教學(xué)重點(diǎn)）教學(xué)目標(biāo)2.理解功的概念和做功兩個(gè)要素。4.理解正功和負(fù)功的2木頭在起重機(jī)的拉力作用下

?能增加重力勢(shì)列車在機(jī)車牽引力的作用下

?能增加動(dòng)握力器在手的壓力作用下？能增加彈性勢(shì)力對(duì)物體做了功導(dǎo)入新課木頭在起重機(jī)的拉力作用下重力勢(shì)列車在機(jī)車牽引力的作用下?31.如果物體在力的作用下能量發(fā)生了變化，這個(gè)力一定對(duì)物體做了功。一、功是能量變化的量度2.能量變化的過(guò)程就是做功的過(guò)程

拉力對(duì)貨物做功牽引力對(duì)列車做功壓力對(duì)彈簧做功1.如果物體在力的作用下能量發(fā)生了變化，這個(gè)力一定對(duì)物體做了41、功的概念：如果一個(gè)物體受到力的作用，并且在力的方向上發(fā)生了位移，就說(shuō)這個(gè)力對(duì)物體做了功。二、功2、做功的兩個(gè)要素：（1）作用在物體上的力（2）物體在力的方向上發(fā)生的位移1、功的概念：二、功2、做功的兩個(gè)要素：5例1：D例1：D6FFl

W=FL(1)如果力的方向與物體的運(yùn)動(dòng)方向一致，應(yīng)如何計(jì)算這個(gè)力的功？合作探究即：恒力F的方向與位移L方向相同時(shí)，F(xiàn)做的功等于力的大小與位移大小的乘積。

3.功的計(jì)算FFlW=FL(1)如果力的方向與物體的運(yùn)動(dòng)方向一致，7

(2)如果力的方向與物體的運(yùn)動(dòng)方向垂直，應(yīng)如何計(jì)算這個(gè)力的功？起重機(jī)提著貨物水平勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，拉力做功：W=0(2)如果力的方向與物體的運(yùn)動(dòng)方向垂直，應(yīng)如何計(jì)算這個(gè)力的8問(wèn)題來(lái)了：小組討論問(wèn)題一（3）如果力的方向與物體的運(yùn)動(dòng)方向成某一角度，應(yīng)如何計(jì)算這個(gè)力的功？FFLαα小提示：F和L都是矢量——矢量的合成和分解？推導(dǎo)功的表達(dá)式問(wèn)題來(lái)了：小組討論問(wèn)題一（3）如果力的方向與物體的運(yùn)動(dòng)方向成9FFLαα①把F分解到位移方向上FF2F1αLWF=WF1+WF2WF=F1·L+F2·0而F1=FcosαW=Fcosα·

L公式表達(dá)的物理意義是:功等于沿位移方向的力與位移的乘積。FFLαα①把F分解到位移方向上FF2F1αLWF=WF1+10FFLαα②把L分解到力方向上FαL同學(xué)們思考：L2L1W=W1+W2WF=F·L1+0·L2W=F·Lcosα而L1=Lcosα公式表達(dá)的意義是:功等于力F與沿F方向的位移的乘積。FFLαα②把L分解到力方向上FαL同學(xué)們思考：L2L1W=113、功的計(jì)算公式

W=FLcosα對(duì)功的公式的進(jìn)一步理解：（1）公式只能用于求恒力做的功。（2）功的公式中，F(xiàn)和L必須具備同時(shí)性。力對(duì)物體所做的功，等于力的大小(F)、位移的大小(L)、力與位移夾角余弦(cosα)這三者的乘積判一判：運(yùn)動(dòng)員用50N的力將靜止的足球踢出，足球在草地上滾動(dòng)了30m停下，則運(yùn)動(dòng)員對(duì)足球做的功是1500J。（3）α為力和位移的夾角問(wèn)題：如何找力與位移的夾角？3、功的計(jì)算公式W=FLcosα對(duì)功的公式的進(jìn)一步理解12答案：α答案：π-α答案：π-

α答案：π-α

F

乙L

αF

L

α

LFα

αL

F丙甲丁※※辨認(rèn)力的方向與位移方向的夾角※※答案：α答案：π-α答案：π-α答案：π-αF134.功的國(guó)際單位：焦耳(J)？1J就是1N的力使物體在力的方向上發(fā)生1m的位移時(shí)所做的功。１Ｊ＝１Ｎ×１m=1N·m1J意義4.功的國(guó)際單位：焦耳(J)14【例2】分別計(jì)算這三種情形下力對(duì)物體做的功。設(shè)這三種情形下力和位移的大小都相同F(xiàn)＝100N，L＝1m。角θ的大小如圖所示。vθFθ=150°Fvθθ=30°Fvθθ=30°α=30o?問(wèn)題來(lái)了：小組討論問(wèn)題二W=FLcos(180°-θ)=JW=FLcos(180°-θ)=JW=FLcosθ=J三、正功和負(fù)功【例2】分別計(jì)算這三種情形下力對(duì)物體做的功。設(shè)這三種情形下力151.正功的意義正功意義，表示該力的作用效果為動(dòng)力，它將促進(jìn)物體的運(yùn)動(dòng)。思考：功是標(biāo)量，但有正負(fù)之分。那它的正、負(fù)表示什么意思呢？α為銳角cosα>0W＞01.正功的意義正功意義，表示該力的作用效果為動(dòng)力，它162.負(fù)功的意義負(fù)功的意義，表明該力的作用效果是阻力，它將阻礙物體運(yùn)動(dòng)。也可說(shuō)成是：物體克服這個(gè)力做功。α為

鈍角cosα＜0W＜0總結(jié)：功是標(biāo)量，但有正負(fù)。功的正負(fù)只表示力做功的效果,既不表示方向,也不表示大小。即：表示是動(dòng)力或阻力做功。2.負(fù)功的意義負(fù)功的意義，表明該力的作用效果是阻力，173.當(dāng)α為直角時(shí)，cosα=0，W=0

表示力對(duì)物體不做功3.當(dāng)α為直角時(shí)，cosα=0，W=0

表示力對(duì)物體不做18αCOSαW物理意義α=π/2α＜π/2π/2＜α≤πCOSα=0COSα＞0COSα＜0W=0W＞0W＜0表示力F對(duì)物體不做功表示力F對(duì)物體做正功表示力F對(duì)物體做負(fù)功總結(jié)：W＝FLcosα思考：比較－8J的功與5J的功大??？αCOSαW物理意義α=π/2α＜π/2π/2＜α≤πCOS19?問(wèn)題來(lái)了：小組討論問(wèn)題三

問(wèn)題：當(dāng)一個(gè)物體在幾個(gè)力的共同作用下發(fā)生一段位移時(shí)，這幾個(gè)力對(duì)物體所做的總功如何求解？?問(wèn)題來(lái)了：小組討論問(wèn)題三問(wèn)題：當(dāng)一個(gè)物體在幾個(gè)力的共同20【例3】一個(gè)質(zhì)量m=150kg的雪橇，受到與水平方向成θ＝37°角斜向上方的拉力F

=500N，在水平地面上向右移動(dòng)的距離l=5m。雪橇與地面間的滑動(dòng)摩擦力F阻=100N，（cos37°=0.8）求：（1）各個(gè)力對(duì)雪橇所做的功。（2）各個(gè)力對(duì)雪橇做的總功。（3）雪橇所受的合力。（4）合力對(duì)雪橇做的功。FF阻FN370GV【例3】一個(gè)質(zhì)量m=150kg的雪橇，受到與水平方向成θ＝21解：（1）拉力F對(duì)物體所做的功為

W1=Flcos37°=2000J摩擦力F阻對(duì)物體所做的功為W2=F阻lcos180°=-500J（2）各力做功的代數(shù)和為

W=W1＋W2+W3+W4=1500J（3）物體所受的合力

F合＝Fcos37°－F阻＝300N（4）合力對(duì)物體所做的功為

W=F合l=1500JFF阻FN370GV重力和支持力對(duì)物體做功W3=W4=0解：（1）拉力F對(duì)物體所做的功為

22三．總功的計(jì)算：方法1：求出各個(gè)力所做的功，則總功等于各個(gè)力所做功的代數(shù)和。

W總=W1+W2+W3+….

（注意：W1、W2、W3本身包含正、負(fù)號(hào)）方法2：先求出各個(gè)力的合力，再用求總功

當(dāng)一個(gè)物體在幾個(gè)力的共同作用下發(fā)生一段位移時(shí)，這幾個(gè)力對(duì)物體所做的總功如何求解？三．總功的計(jì)算：方法1：求出各個(gè)力所做的功，則總功等方法2：23課堂小結(jié)2、做功的兩個(gè)不可缺少的因素作用在物體上的力在力的方向上移動(dòng)的位移3、功的計(jì)算W=Flcosαa、功一定要指明是哪個(gè)力對(duì)物體做的功b、力必須是恒力4、功是標(biāo)量，但有正負(fù)。正負(fù)只表示做功的力的效果；功的正負(fù)既不表示方向，也不表示大小。1、功是能量變化的量度5、總功等于各個(gè)力對(duì)物體所做功的代數(shù)和，也等于合力對(duì)物體所做的功。W總=W1+W2+W3+……+Wn=F合Lcosα課堂小結(jié)2、做功的兩個(gè)不可缺少的因素作用在物體上的24知識(shí)鞏固當(dāng)堂檢測(cè)1.關(guān)于功的概念，下列說(shuō)法中正確的是（）A.力對(duì)物體做功多，說(shuō)明物體的位移一定大;B.力對(duì)物體做功少，說(shuō)明物體的受力一定小;C.力對(duì)物體不做功，說(shuō)明物體一定無(wú)位移;D.功的多少是由力的大小和物體在力的方向上位移的大小確定的.D知識(shí)鞏固當(dāng)堂檢測(cè)1.關(guān)于功的概念，下列說(shuō)法中正確的是（25知識(shí)鞏固當(dāng)堂檢測(cè)2.兩質(zhì)量相等的物體A、B分別放在粗糙水平面上和光滑的水平面上，在同樣的拉力F作用下，產(chǎn)生相同的位移l，則拉力做功（）A、對(duì)A做的功多B、對(duì)B做功多C、一樣多D、以上都有可能C知識(shí)鞏固當(dāng)堂檢測(cè)2.兩質(zhì)量相等的物體A、B分別放在粗糙水平面26知識(shí)鞏固當(dāng)堂檢測(cè)3.水平路面上有一個(gè)重500N的小車，在100N的水平拉力作用下，勻速向前移動(dòng)了5m，則在這一過(guò)程中（）

A.車受到的阻力為600NB.車受到的阻力為500NC.拉力對(duì)車做功是500JD.重力對(duì)車做功為2500JC知識(shí)鞏固當(dāng)堂檢測(cè)3.水平路面上有一個(gè)重500N的小車，在1274.光滑的水平面上放著一個(gè)光滑的斜面體。在斜面體上由靜止開始下滑的物體（所有接觸面都光滑）物體受到的各力是否做功？做正功還是做負(fù)功？SFNmg結(jié)論：1、重力對(duì)物體做正功2、支持力對(duì)物體做負(fù)功固定SFNmg4.光滑的水平面上放著一個(gè)光滑的斜面體。在斜面體上由靜止開始28【布置作業(yè)】1.思考：完成課后“問(wèn)題與練習(xí)”第2、3、4題。2.今天學(xué)的功的公式只適合恒力做功，那么變力做功我們?nèi)绾翁幚砟兀俊静贾米鳂I(yè)】1.思考：完成課后“問(wèn)題與練習(xí)”第2、3、4題。29謝謝大家歡迎各位專家指導(dǎo)！謝謝大家30第七章機(jī)械能守恒定律第二節(jié)功第七章機(jī)械能守恒定律第二節(jié)功31教學(xué)目標(biāo)2.理解功的概念和做功兩個(gè)要素。4.理解正功和負(fù)功的概念。（教學(xué)難點(diǎn)）3.掌握W=Flcosα的應(yīng)用條件，并能進(jìn)行相關(guān)的計(jì)算。（教學(xué)重點(diǎn)）1.初步認(rèn)識(shí)做功和能量變化的關(guān)系5.掌握求總功的兩種方法。（教學(xué)重點(diǎn)）教學(xué)目標(biāo)2.理解功的概念和做功兩個(gè)要素。4.理解正功和負(fù)功的32木頭在起重機(jī)的拉力作用下

?能增加重力勢(shì)列車在機(jī)車牽引力的作用下

?能增加動(dòng)握力器在手的壓力作用下？能增加彈性勢(shì)力對(duì)物體做了功導(dǎo)入新課木頭在起重機(jī)的拉力作用下重力勢(shì)列車在機(jī)車牽引力的作用下?331.如果物體在力的作用下能量發(fā)生了變化，這個(gè)力一定對(duì)物體做了功。一、功是能量變化的量度2.能量變化的過(guò)程就是做功的過(guò)程

拉力對(duì)貨物做功牽引力對(duì)列車做功壓力對(duì)彈簧做功1.如果物體在力的作用下能量發(fā)生了變化，這個(gè)力一定對(duì)物體做了341、功的概念：如果一個(gè)物體受到力的作用，并且在力的方向上發(fā)生了位移，就說(shuō)這個(gè)力對(duì)物體做了功。二、功2、做功的兩個(gè)要素：（1）作用在物體上的力（2）物體在力的方向上發(fā)生的位移1、功的概念：二、功2、做功的兩個(gè)要素：35例1：D例1：D36FFl

W=FL(1)如果力的方向與物體的運(yùn)動(dòng)方向一致，應(yīng)如何計(jì)算這個(gè)力的功？合作探究即：恒力F的方向與位移L方向相同時(shí)，F(xiàn)做的功等于力的大小與位移大小的乘積。

3.功的計(jì)算FFlW=FL(1)如果力的方向與物體的運(yùn)動(dòng)方向一致，37

(2)如果力的方向與物體的運(yùn)動(dòng)方向垂直，應(yīng)如何計(jì)算這個(gè)力的功？起重機(jī)提著貨物水平勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，拉力做功：W=0(2)如果力的方向與物體的運(yùn)動(dòng)方向垂直，應(yīng)如何計(jì)算這個(gè)力的38問(wèn)題來(lái)了：小組討論問(wèn)題一（3）如果力的方向與物體的運(yùn)動(dòng)方向成某一角度，應(yīng)如何計(jì)算這個(gè)力的功？FFLαα小提示：F和L都是矢量——矢量的合成和分解？推導(dǎo)功的表達(dá)式問(wèn)題來(lái)了：小組討論問(wèn)題一（3）如果力的方向與物體的運(yùn)動(dòng)方向成39FFLαα①把F分解到位移方向上FF2F1αLWF=WF1+WF2WF=F1·L+F2·0而F1=FcosαW=Fcosα·

L公式表達(dá)的物理意義是:功等于沿位移方向的力與位移的乘積。FFLαα①把F分解到位移方向上FF2F1αLWF=WF1+40FFLαα②把L分解到力方向上FαL同學(xué)們思考：L2L1W=W1+W2WF=F·L1+0·L2W=F·Lcosα而L1=Lcosα公式表達(dá)的意義是:功等于力F與沿F方向的位移的乘積。FFLαα②把L分解到力方向上FαL同學(xué)們思考：L2L1W=413、功的計(jì)算公式

W=FLcosα對(duì)功的公式的進(jìn)一步理解：（1）公式只能用于求恒力做的功。（2）功的公式中，F(xiàn)和L必須具備同時(shí)性。力對(duì)物體所做的功，等于力的大小(F)、位移的大小(L)、力與位移夾角余弦(cosα)這三者的乘積判一判：運(yùn)動(dòng)員用50N的力將靜止的足球踢出，足球在草地上滾動(dòng)了30m停下，則運(yùn)動(dòng)員對(duì)足球做的功是1500J。（3）α為力和位移的夾角問(wèn)題：如何找力與位移的夾角？3、功的計(jì)算公式W=FLcosα對(duì)功的公式的進(jìn)一步理解42答案：α答案：π-α答案：π-

α答案：π-α

F

乙L

αF

L

α

LFα

αL

F丙甲丁※※辨認(rèn)力的方向與位移方向的夾角※※答案：α答案：π-α答案：π-α答案：π-αF434.功的國(guó)際單位：焦耳(J)？1J就是1N的力使物體在力的方向上發(fā)生1m的位移時(shí)所做的功。１Ｊ＝１Ｎ×１m=1N·m1J意義4.功的國(guó)際單位：焦耳(J)44【例2】分別計(jì)算這三種情形下力對(duì)物體做的功。設(shè)這三種情形下力和位移的大小都相同F(xiàn)＝100N，L＝1m。角θ的大小如圖所示。vθFθ=150°Fvθθ=30°Fvθθ=30°α=30o?問(wèn)題來(lái)了：小組討論問(wèn)題二W=FLcos(180°-θ)=JW=FLcos(180°-θ)=JW=FLcosθ=J三、正功和負(fù)功【例2】分別計(jì)算這三種情形下力對(duì)物體做的功。設(shè)這三種情形下力451.正功的意義正功意義，表示該力的作用效果為動(dòng)力，它將促進(jìn)物體的運(yùn)動(dòng)。思考：功是標(biāo)量，但有正負(fù)之分。那它的正、負(fù)表示什么意思呢？α為銳角cosα>0W＞01.正功的意義正功意義，表示該力的作用效果為動(dòng)力，它462.負(fù)功的意義負(fù)功的意義，表明該力的作用效果是阻力，它將阻礙物體運(yùn)動(dòng)。也可說(shuō)成是：物體克服這個(gè)力做功。α為

鈍角cosα＜0W＜0總結(jié)：功是標(biāo)量，但有正負(fù)。功的正負(fù)只表示力做功的效果,既不表示方向,也不表示大小。即：表示是動(dòng)力或阻力做功。2.負(fù)功的意義負(fù)功的意義，表明該力的作用效果是阻力，473.當(dāng)α為直角時(shí)，cosα=0，W=0

表示力對(duì)物體不做功3.當(dāng)α為直角時(shí)，cosα=0，W=0

表示力對(duì)物體不做48αCOSαW物理意義α=π/2α＜π/2π/2＜α≤πCOSα=0COSα＞0COSα＜0W=0W＞0W＜0表示力F對(duì)物體不做功表示力F對(duì)物體做正功表示力F對(duì)物體做負(fù)功總結(jié)：W＝FLcosα思考：比較－8J的功與5J的功大小？αCOSαW物理意義α=π/2α＜π/2π/2＜α≤πCOS49?問(wèn)題來(lái)了：小組討論問(wèn)題三

問(wèn)題：當(dāng)一個(gè)物體在幾個(gè)力的共同作用下發(fā)生一段位移時(shí)，這幾個(gè)力對(duì)物體所做的總功如何求解？?問(wèn)題來(lái)了：小組討論問(wèn)題三問(wèn)題：當(dāng)一個(gè)物體在幾個(gè)力的共同50【例3】一個(gè)質(zhì)量m=150kg的雪橇，受到與水平方向成θ＝37°角斜向上方的拉力F

=500N，在水平地面上向右移動(dòng)的距離l=5m。雪橇與地面間的滑動(dòng)摩擦力F阻=100N，（cos37°=0.8）求：（1）各個(gè)力對(duì)雪橇所做的功。（2）各個(gè)力對(duì)雪橇做的總功。（3）雪橇所受的合力。（4）合力對(duì)雪橇做的功。FF阻FN370GV【例3】一個(gè)質(zhì)量m=150kg的雪橇，受到與水平方向成θ＝51解：（1）拉力F對(duì)物體所做的功為

W1=Flcos37°=2000J摩擦力F阻對(duì)物體所做的功為W2=F阻lcos180°=-500J（2）各力做功的代數(shù)和為

W=W1＋W2+W3+W4=1500J（3）物體所受的合力

F合＝Fcos37°－F阻＝300N（4）合力對(duì)物體所做的功為

W=F合l=1500JFF阻FN370GV重力和支持力對(duì)物體做功W3=W4=0解：（1）拉力F對(duì)物體所做的功為

52三．總功的計(jì)算：方法1：求出各個(gè)力所做的功，則總功等于各個(gè)力所做功的代數(shù)和。

W總=W1+W2+W3+….

（注意：W1、W2、W3本身包含正、負(fù)號(hào)）方法2：先求出各個(gè)力的合力，再用求總功

當(dāng)一個(gè)物體在幾個(gè)力的共同作用下發(fā)生一段位移時(shí)，這幾個(gè)力對(duì)物體所做的總功如何求解？三．總功的計(jì)算：方法1：求出各個(gè)力所做的功，則總功等方法2：53課堂小結(jié)2、做功的兩個(gè)不可缺少的因素作用在物體上的力在力的方向上移動(dòng)的位移3、功的計(jì)算W=Flcosαa、功一定要指明是哪個(gè)力對(duì)物體做的功b、力必須是恒力4、功是標(biāo)量，但有正負(fù)。正負(fù)只表示做功的力的效果；功的正負(fù)既不表示方向，也不表示大小。1、功是能量