2017-2018学年高中物理人教版必修2教案：第七章 机械能守恒定律 第2节 功1

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1、2．功三维目标知识与技能1．理解功的概念，知道力和物体在力的方向发生位移是做功的两个不可缺少的因素；2．理解正功和负功的概念，知道在什么情况下力做正功或负功；3．知道在国际单位制中，功的单位是焦耳（J），知道功是标量；4．掌握合力做功的意义和总功的含义；5．掌握公式W＝Flcosα的应用条件，并能进行有关计算。过程与方法理解正负功的含义，并会解释生活实例。情感、态度与价值观功与生活联系非常密切，通过探究功来探究生活实例。教学重难点1．重点使学生掌握功的计算公式，理解力对物体做功的两个要素；2．难点是物体在力

2、的方向上的位移与物体运动方向的位移容易混淆，需要讲透、讲白；3．使学生认识负功的意义较困难，也是难点之一。教学方法教师启发、引导，学生自主阅读、思考，讨论、交流学习成果。教学工具计算机、投影仪、CAI课件、录像片。教学过程［新课导入］初中我们学过做功的两个因素是什么?一是作用在物体上的力，二是物体在力的方向上移动的距离。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：①作用在物体上的力；②物体在力的方向上移动的位移。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

3、。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。［新课教学］一、功的初步概念1．功的初步概念一个物体受到力的作用，如果在力的方向上发生一段位移，这个力就对物体做了功。想一想：高中物理中功的概念与初中有什么不同？高中讲“位移”，初中讲“距离”；高中讲“发生”一段位移，初中讲“通过”一段距离。位移是矢量，距离是标量。发生的一段位移并不要求

4、物体非要沿着发生位移的路径通过。值得注意的是：要明确“谁对谁”做功，即是哪一个力对物体做功或哪个物体对哪个物体做功。在认识能量的历史过程中，人们建立了功（work）的概念，因而功和能是两个密切联系的物理量，即如果物体在力的作用下能量发生了变化，那么这个力一定对物体做了功。2．做功的两个必要因素在学习初中物理时我们就已经跨越了历史的长河，认识到，一个物体受到力的作用，并在力的方向上发生了一段位移，这个力就对物体做了功。起重机提起货物，货物在起重机拉力的作用下发生一段位移，拉力就对货物做了功。列车在机车的牵引力

5、作用下发生一段位移，牵引力就对列车做了功。用手压缩弹簧时，弹簧在手的压力下发生形变，也就是产生了一段位移，压力就对弹簧做了功。人推车前进时，车在人的推力作用下发生了一段位移，推力对车做了功。可见，力和物体在力的方向上发生的位移，是做功的两个不可缺少的因素。【巩固练习】人提水桶水平行走时人对水桶是否做功？人提水桶沿楼梯上楼时人对水桶是否做功？在光滑水平地面上滚动的小球，重力是否做功？3．“做功”与“做工”的区别物理学中的“做功”必须满足做功的两个必要因素。日常生活中的“做工”范指一切消耗脑力和体力的过程。因而

6、：“做工”不一定“做功”，“做功”一定“做工”。二、功的计算1．力的方向与物体的运动方向一致lF图甲在物理学中，如果力的方向与物体运动的方向一致，如图所示，我们就说：功等于力的大小与位移大小的乘积。用F表示力的大小，用l表示位移的大小，用W表示力F所做的功，则有W＝Fl如果物体在力的作用下位移增加了Δl，那么力所做的功相应地增加ΔW＝FΔl。2．力的方向与物体的运动方向成某一角度lFαF1F2F1F2F当力F的方向与运动方向成某一角度时，可以把力F分解为两个分力：跟位移方向一致的分力F1，跟位移方向垂直的分

7、力F2。设物体在力F的作用下发生的位移的大小是l，则分力F1所做的功等于F1l。分力F2的方向跟位移的方向垂直，物体在F2的方向上没有发生位移，F2所做的功等于0。因此，力F对物体所做的功W等于F1l，而F1＝Fcosα，所以W＝Flcosα（1）这就是说，力对物体所做的功，等于力的大小、位移的大小、力与位移夹角的余弦这三者的乘积。功的公式还可理解成在位移方向的分力与位移的乘积，或力与位移在力的方向的分量的乘积。3．说明①公式中的力F为恒力②公式中的位移l为物体作直线运动时移动的位移③公式中的夹角α为力和位

8、移矢量间的夹角sFαsFα(a)(b)找力F和位移l之间的夹角时，我们可以把力F和l的箭尾移到同一点，看它们之间的夹角是多少。在右边的(a)图中，F与l之间的夹角为(π－α)；(b)图中，F与l之间的夹角为α。力F和位移l之间的夹角应在0º≤α≤180º的范围之内。④讲“功”一定要指明是哪个力对哪个物体的功，功是标量⑤做功与运动状态无关及是否受到其它力的作用无关a．水平推力F推着质量为ｍ的物体在光滑水平面上前进了