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产能利用率的计算公式人教版高一物理必修二第七章 7.2《功》实用教学设计

作者:高考题库网
来源:https://www.bjmy2z.cn/gaokao
2020-09-14 11:17
tags:位移公式

初中毕业上什么专业-苻怎么读



第七章 机械能守恒定律 第2节功教学设计
【教学目标】
知识与能力
1.知道功的概念,理解做功的两个必要因素。
2.掌握功的公式,明确公式中各个字母所代表的物理量,知道功的单位。
3.知道功是标量,理解正功和负功的含义,能正确判断正功和负功。
过程与方法
1.通过演示和事例,并同时通过启发式探究,使学生明白“功”的来历并掌握做功的两
个因素。 2.在推导过程中,通过猜想、从特殊到一般,再从一般到特殊的理论论证等方法培养学
生科学论证 能力和推理能力。
情感态度与价值观
1.通过分析日常现象,培养学生探究周围事物的习惯,培养学生学习物理的兴趣。
2.培育学生发表见解的意识和与他人交流的愿望。
【教学重点】
在理解力对物体做功的两个要素的基础上掌握功的概念及功的计算公式。
【教学难点】
1.正功和负功的含义及如何判定各个力做功的正负。
2.合外力做功的计算
【教学过程】

教师活动
导1.




1.观察图片,产生强烈的学
习愿望。明确今天的学习内
容。


各物体在力的作用下能量都发生了改变,思考为什么物
体的能量会发生变化?能量的 变化又如何量度?
2.提问:在初中的学习当中什么叫做力做功?
力与物体在力的方向上通过的距离的乘积。

3.回忆初中学过的功的定
义。


2.让学生回忆和复习初中已
学过的功的概念。


学生活动

1

新(一)功的概念


1.提出问题:高中对功是怎样定义的呢?

引导学生扩展 :高中我们已学习了位移,所以做功的两
个要素我们可以认为是:作用在物体上的力。物体在力
的方向上发生的位移。
2.强调力和物体在力的方向上发生一段位移,是做功
的两个不可缺少的因素。

1.思考老师提出的问题。
2.在老师的引导思考,回答
问题。


3.想一想,高中物理中功的概念与初中有什么不同?

即“位移”与“距离”有什么区别?“发生”跟“通过”

有什么差异?
4 .引导学生分析后讲解:位移是矢量,距离是标量。
发生的一段位移并不要求物体非要沿着发生位移的路
径通过。
用“发生一段位移”取代“通过的距离”不是简单
的更换词组,它使我们所 学的功的概念更深刻、更严密、
更科学、更具普遍意义。
其实,功这个概念是19世纪人们在 广泛使用各种机
械时总结出来的。随着实践的发展和科学的进步,功的
概念也渐趋严密、科学、 完善。我们学习功的概念也应
由浅入深,由局部到一般。在今天和往后的学习中,我
们是能体会 到这一点的。(适时地对学生进行科学史观
和认知规律的教育)
(二)推导功的表达式 < br>一个物体受到力的作用,且在力的方向上移动了一段位
移,这时,我们就说这个力对物体做了功。 在初中学习
功的概念时,强调物体运动方向和力的方向的一致性,
如果力的方向与物体的运动方 向不一致呢?相反呢?
力对物体做不做功?若做了功,又做了多少功?怎样计
算这些功呢?本节 课我们来继续学习有关功的知识,在
初中的基础上进行扩展。
1.如果力的方向与物体的运动方向一致,该怎样计算
功呢?
问题一:物体
m
在水平力
F
的作用下水平向前行驶的位
移为
l
,如图甲所 示,求力
F
对物体所做的功。



2
3. 分组讨论得出不同点:①
高中讲“位移”,初中讲“距
离”。②高中讲“发生”一
段位 移,初中讲“通过”的
距离。
4.通过分析、讨论、归纳,
认识到做功的两个因素: ①
作用在物体上的力。②物体
在力的方向上发生的位移。


1. 思考老师提出的问题,根
据功的概念独立推导。根据

F
的作用效果把
F
分解。

在问题二中,由于物体所受
力的方向与运动方向成一夹角α,可沿两个方向分解:
即跟位移方向一致的分力
F
1

跟位 移方向垂直的分力
F
2

如图所示:





2.如果力的方向与物体的运动方向不一致,而是成某
一角度,又该怎样计算功呢?

问题二:物体
m
在与水平方向成α角的力
F
的作用下,
沿水 平方向向前行驶的距离为
l
,如图乙所示,求力
F
对物体所做的功。




3.展示学生的推导结果,点评、总结,得出功的定义
式。

据做功的两个 不可缺少的因
素可知:分力
F
1
对物体所做
的功等于
F1
s。而分力
F
2
的方
向跟位移的方向垂直,物体
在< br>F
2
的方向上没有发生位移,
所以分力
F
2
所做的功 等于零。
所以,力
F
所做的功
W
=
W
1

W
2
=
W
1
=
F
1
s=
Fs
cosα。
4.讲解: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。
除此方法以外,还可将位移
即:
W
=
FL
cosα或者应该写成
W
=︱
F
︱︱
L
︱cosα
分解。
W
表示力对物体所做的功 ,
F
表示物体所受到的力的
2.在教师的指导下进一步体
大小,
L< br>物体所发生的位移的大小,α是力
F方向
和位
会:①公式中F为恒力,可
移方向之间的夹角。在SI制中,功的单位为焦。1J=1N·m,
1J等于1N的力使物体在力的方 向上发生1m的位移时
所用的功。在用功的公式计算时,各量要求统一采用国
际单位制。
以是某一个力也可以是几个
力的合力,但要求这个合力
也是恒力;
②计算时要明确哪个力对物
体做功;
功的公式还可理解成在位移方向的分力与位移 的乘
③要计算功只要找恒力F、l
积,或力与位移在力的方向的分量的乘积。
和α就可以了,做功与运动
形式无关;
5.对功的一般公式W=FLcosα是如何理解的?
④l为力F作用时物体所发生
问题二中若水平地面是光滑的或是粗糙的,各力做功分
的位移,不一定是力的方向
别是多少?若 物体匀速或加速运动,力F做功是多少?
上的位移;α是F与l的夹
①公式中F为恒力,可以是某一个力也可以是几个力的
角;
合力,但要求这个合力也是恒力;
⑤功是标量、过程量、是力
②计算时要明确哪个力对物体做功;
在空间上的积累。
③要计算功只要找恒力F、l和α就可以了,做功与运
动形式无关;
④l为力F作用时物体所发生的位移,不一定是力的方
向上的位移;α是F与l的夹角;
⑤功是标量。


3

当堂训练:
下图表示物体在力F的作用下在水平面上发生一段
位移l ,分别计算这两种情形下力对物体做 的功。设这
三种情形下力和位移的大小都相同:F=10N,l=2m。
角θ的大小如图所示。





学生自主完成,学生代表上
台展示,小组讨论,发现问
题,师生纠正问题。

F


F


θ

v

v
θ


(三)正功和负功

1、通过上边的学 习,我们已明确了力
F
和位移
l
之间
的夹角,并且知道了它的取值范 围是0°≤α≤180°。
1.认真阅读教材,思考老师
那么,在这个范围之内,cosα可能 大于0,可能等于0,
的问题。
还有可能小于0,从而得到功
W
也可能大于 0、等于0、
①当α=π2时,cosα=0,
小于0。
W
=0。力
F
和位移
s
的方向垂
2.师生共同归纳总结力对物体做正功、负功、不做功
直时,力
F
不做功;
的条件。
3.提出问题,力对物体做正功或负功时有什么物理意
义呢?功是矢量还是标量?
4.引导学生这样来理解正功和负功:
功的正负表示是动力对物体做功还是阻力对物体做

功;功的正负由力和位移之间的夹角决定, 所以功的正
负决不表示方向,而只能说明做功的力对物体来说是动
力还是阻力。当力对物体做正 功时,该力就对物体的运
③当π2<α≤π时,cosα
动起推动作用;当力对物体做负功时, 该力就对物体运
<0,
W
<0。这表示力
F
对物
体做负功。
动起阻碍作用。
功是标量,只有量值,没有方向。



2.阅读课文,理解正功和负
功的含义。回答老师的问题。
②当α<π2时,cos α>0,
W
>0。这表示力
F
对物体做
正功;

4

(四)合力做功
刚才我们学习了一个力对物体所做功的 求解方
法,而物体所受到的力往往不只一个,那么,如何求解
几个力对物体所做的功呢? 2.课本例题:一个质量m=150kg的雪橇,受到
与水平方向成θ=37°角斜向上方的拉力< br>F=500N,在水平地面上移动的距离L=5m(如图
所示).雪橇与地面间的滑动摩擦力f= 100N.求
力对雪橇所做的总功
在老师的指导下思考求
总功的方法:
(1)求出各个力所做的
功,则总功等于各个力所做
功的代数和;
(2)求出各个力的合力,则
总功等于合力所做的功。

3、学生课后证 明:几个力对一个物体做功的代数和,
等于这几个力的合力对这个物体所做的功。

课1.引导学生在交流的基础上小结本节内容。


2.让学生概括总结本节的内容。请一个同学到黑板上

总结,其他同学在笔记本上总结,然后请同学评价黑板
上的小结内容。
3.总结课堂内容,培养学生概括总结能力。

认真总结概括本节内容,比
较黑板上的小结和自己的小
结,并补充完整。




1.功的概念:作用在物体上的力,使物体在力的方向
上发生一段位移,则这个力对物体做了功。力和在力的
方向上发生一段位移是做功的两个必要因 素。
2.功的公式:
W
=︱
F
︱︱
L
︱cos α,在国际单位制中,
功的单位是焦耳,1J=1N·m。
3.功的正负:(表格)
①当0≤α<π2时,力对物体做正功
②当π2<α≤π时,力对物体做负功
③当α=π2时,力对物体不做功

5

作课后习题



自主独立思考完成


6

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