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时间:2018-07-12
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1、“功”的疑难解析 摘要:“功”教学有两个必要因素,其教学目标是要理解功的定义、计算公式和单位,并会用功的公式进行简单计算,知道使用任何机械都不能省功。重难点在于会用功的公式进行简单计算及判断力对物体是否做功,探究功的原理。但最近教学功的相关知识,通过上课提问,特别是做作业发现了很多问题,有一部分学生对一些概念、公式、以及每个物理量表示的物理意义记不住,导致了做计算题不会,无法利用这些公式进行定性的分析。为此,本文对“功”的疑难解析进行分析,以帮助学生走过难关。 关键词:“功”;疑难解析 初中物理课本里“功”的教学教起来似乎很简单,也很好理解,什么
2、时候做了功,什么时候没有做功,只要紧扣概念就可以理解了。但是学生在应用“功”的概念解决具体实际问题的时候就出了问题。问题就在于学生不能正确判断出究竟是那个力做了功?那个力没有做功。如果概念清楚,知道是那个力做了功,那个力没有做功。接下来的问题就会迎刃而解。 功的概念就是:功等于作用在物体上的力和物体在力的方向上通过的距离的乘积。简言之:功=力×距离,即:W=FS 在公式中,力F是作用在物体上的力,距离S是在力F的方向上受力物体通过的距离。这两个量都是矢量,且力F和距离S是点乘。而初中生没有学习矢量、标量,也没有学习点乘、叉乘,所以关键就是要交代清楚
3、什么情况下力对物体做了功,什么情况下力对物体没有做功才是本节教学的关键。 做功必须具备的条件是: 1.力和物体是对于同一物体而言,力和距离是统一的;2.而且要同时发生;3.更重要的是力和距离的方向相同。才能说这个力F对物体做了功。 例如:在水平地板上小明扛起一个100牛的箱子向前走了20米后上了楼梯,把箱子扛到了三楼上,每层楼高三米,问:小明做了多少功? 分析:根据功的概念,小明扛箱子的力是竖直向上的,即F=100N,向前走的20米是水平方向上通过的距离,不是在竖直方向的力F的方向上通过的距离,所以在水平方向上小明没有做功.在竖直方向上小明把箱
4、子举高了S=3米×2=6米,所以小明在竖直方向上对箱子做了功。即: 解:W=FS=100N×20m=2000J 答:小明做了2000J的功。 以下几种情况是没有做功的: (1)有力作用在物体上,但没有发生距离。比如:搬而未动,抬而未起。 (2)无力却发生了距离。比如在空中飞行的子弹,在水平方向上子弹向前飞行了距离,在不考虑空气阻力的情况下,就是对子弹没有做功,因为子弹在飞行的过程中没有受到水平方向的力的作用。 (3)瞬间力是不做功的。下面几种情况就是属于作用在物体上的瞬间力,而瞬间力是不做功的。比如:从枪膛里打出去的子弹,离弦之箭,在平滑的
5、冰面上被人踢出去滑行的冰块。都是瞬间力作用下物体由静止变为运动,但是物体在运动过程中再没有受到力的作用,所以瞬间力对物体没有做功。 (4)当力的方向和距离的方向垂直时,力对物体没有做功。前面例题中小明扛着箱子在水平地板上前进了20米,扛箱子的力是竖直向上的,而发生的距离是水平方向的,所以小明在水平方向上对箱子没有做功。 另外,还有一种特殊情况,就是当作用在物体上的力和物体移动的距离反向时,这时这个力对物体做负功。例如:一个100牛的箱子在水平地板上向北滑行了2米,受到水平向南的摩擦力是2牛,最后箱子停了下来,问摩擦力对箱子做了多少焦的功? 解:作
6、用在物体上的力F=-2N,物体移动的距离S=2m.根据功的概念,摩擦力对箱子所做的功为: W=FS=-2N×2m=-4J 答:摩擦力对箱子做了-4J的功。 综上所述是初中物理中关于”做功”和“没做功”、做“正功”和做“负功”的关键区别,掌握了以上几种情况后有关做功的问题都不是难题了。 参考文献: 1.章佳木.初中物理“功”的教学设计[N].清风教育资源网.2008. http://jcjedu.org/web/zy/edu/jia/changshi2.asp-wai=35.htm 2.班炳英.《电功率》教学设计[J].新课程(中学),20
7、12(6) 3.周建新.电功、电热和电功率复习指南[J].数理化学习(初中版),2009(12) (作者单位:甘肃省庆阳市宁县春荣初中)
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