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1、2022年高一物理 功 新課標 人教版知識與技能理解功的概念并會運用功的定義式求解功。過程與方法理解正負功的含義，并會解釋生活實例。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。教學重點理解功的概念及正負功的意義。教學難點利用功的定義式解決有關問題。教學方法教師啟發(fā)、引導，學生自主閱讀、思考，討論、交流學習成果。教學手段多媒體課件教學過程（一）引入新課提問初中我們學過做功的兩個因素是什么? 學生思考并回答：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：高中我們已學習了位移，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。 導入
2、：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。在初中學習功的概念時，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，又做了多少功？怎樣計算這些功呢？本節(jié)課我們來繼續(xù)學習有關功的知識，在初中的基礎上進行擴展。（二）進行新課1、推導功的表達式提問如果力的方向與物體的運動方向一致，該怎樣計算功呢？投影問題一：物體m在水平力F的作用下水平向前行駛的位移為s，如圖甲所示，求力F對物體所做的功。 學生思考提出的問題，根據(jù)功的概念獨立推導。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
3、距離的乘積。W=Fs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？投影問題二：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，如圖乙所示，求力F對物體所做的功。思考提出的問題，根據(jù)功的概念獨立推導。在問題二中，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=Fsco
4、s展示學生的推導結(jié)果，點評、總結(jié)，得出功的定義式。力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=FscosW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。在SI制中，功的單位為焦。1J=1Nm在用功的公式計算時，各量要求統(tǒng)一采用國際單位制。2、對正功和負功的學習指導學生閱讀課文P5的正功和負功一段。通過上邊的學習，我們已明確了力F和位移s之間的夾角，并且知道了它的取值范圍是180。那么，在這個范圍之內(nèi)，cos可能大于0，可能等于0，還有
5、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。學生認真閱讀教材，思考老師的問題。當=/2時，cos=0，W=0。力F和位移s的方向垂直時，力F不做功；當/2時，cos0，W0。這表示力F對物體做正功；當/2時，cos0，W0。這表示力F對物體做負功。投影學生畫圖情況，點評、總結(jié)。指導學生閱讀課文。提出問題，力對物體做正功或負功時有什么物理意義呢？結(jié)合生活實際，舉例說明。學生閱讀課文，理解正功和負功的含義。回答老師的問題。小結(jié)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
6、的力對物體來說是動力還是阻力。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。 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。個力對物體做負功，往往說成物體克服這個力做功。打個比喻，甲借了乙10元錢，那么從甲的角度表述，是甲借了錢；從乙的角度表述，乙將錢借給了別人。例如：一個
7、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。3、幾個力做功的計算剛才我們學習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? 投影例題：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?投影學生解題過程，點評總結(jié)。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=-
8、F2s。各個力對物體所做功的代數(shù)和為：W=（F1cos-F2）s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。例題1：一個質(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。投影學生解題過程，點評總結(jié)
9、。解析：拉力F1對物體所做的功為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。（另解：先求合力，再求總功）例2以一定的初速度豎直向上拋出一小球，小球上升的最大高度為h，空氣阻力的 大小恒為f，則從拋出至落回到原出發(fā)點的過程中，空氣阻力對小球做的功為 （ ） A零 B C D解析：在小球從拋出至落回原地的過程中，小球所受阻力的方向變化了，所以是變力，如何求這一變力做的功，可分段處理。答案：C點撥：對于變力所做的功，可分段處理，求出每一段上（轉(zhuǎn)換為恒力）該力所做的功，再求各段上功的代數(shù)和，或者求平均
10、力，再求平均力所做的功。反饋練習 1.質(zhì)量為m的物體受水平力F作用，在粗糙的水平面上運動，下列說法當中正確的是( ) A.如果物體做加速直線運動，F(xiàn)一定對物體做正功 B.如果物體做減速直線運動，F(xiàn)一定對物體做負功 C.如果物體做減速直線運動，F(xiàn)可能對物體做正功 D.如果物體做勻速直線運動，F(xiàn)一定對物體做正功 2.在勻加速運動的車廂內(nèi)，一人用力向前(沿車的前進方向)推車廂，人相對車廂未發(fā)生 移動，則下列說法中正確的是( ) A.人對車不做功B.推力對車做正功 C.車對人做正功D.車對人不做功 3.以下關于功的說法正確的是( )A.力是矢量，功也是矢量B.因為功沒有方向性，所以功是標量 C.力和位
11、移都是矢量，功也一定是矢量 D.因為功有正功和負功的區(qū)別，所以功是矢量 4.關于摩擦力做功的情況，下列說法正確的是( ) A.滑動摩擦力只做負功B.滑動摩擦力也可能做正功 C.靜摩擦力不做功D.靜摩擦力也可以做功 5.質(zhì)量為2kg的物體置于水平面上，在運動方向上受拉力作用下沿水平面做勻變速運動，物體的速度圖線如下圖所示，若物體受摩擦力為10N，則以下說法正確的是( )A.拉力F做功150JB.拉力F做功100J C.摩擦力做功250JD.物體克服摩擦力做功250J 6.水平恒力F作用于放在光滑水平面上質(zhì)量為m的物體上，使m沿力的方向位移為s，此時力F做功大小為W1；若使水平恒力F作用于放在粗糙
12、水平面上的質(zhì)量為2m的物體上，使其沿力的方向的位移為s，此時F做功大小為W2，則W1與W2的大小比較( ) A.W1W2B.W1=W2 C.W1W2D.無法判斷 7.如下圖所示，將質(zhì)量為m的小球用輕質(zhì)細線懸掛起來，讓其擺動，對小球做功的情況正確的說法是(不計空氣阻力)( )A.重力、彈力都對小球做功B.只有重力對小球做功 C.只有線的拉力對小球做功D.沒有力對小球做功 8.如右圖所示，質(zhì)量為m的物體靜止在傾角為的斜面上，物體與斜面之間的動摩擦因數(shù)為，現(xiàn)使斜面體向右水平勻速移動距離L，物體與斜面體保持相對靜止，則摩擦力對物體做的功為，支持力對物體做的功為，斜面體對物體做的功為. 9.一個人從深4
13、m的水井中勻速提取50N的水桶至地面，在水平道路上行走12m，再勻速走下6m深的地下室，則此人用來提水桶的力所做的功為.12、起重機將質(zhì)量為100 kg的重物豎直向上移動了2，下列三種情況下，做功的力各有哪幾個?每個力做了多少功?是正功還是負功?（不計阻力，=9.8/s2） （1）勻加速提高，加速度a1=0.2/s2； （2）勻速提高；（3）勻減速下降，加速度大小a2=0.2/s2.10、如圖在光滑的水平面上，物塊在恒力F=100 的作用下從A點運動到B點，不計滑輪的大小，不計繩與滑輪的質(zhì)量及繩、滑輪間的摩擦，=2.4，=37，=53，求拉力F做的功。ABFH答案：100 J作業(yè)書面完成P6“問題與練習”中1-4題。完成學案課后反思
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