2019-2020年高一物理 功 新課標 人教版.doc

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2019-2020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(xué)重點 理解功的概念及正負功的意義。 教學(xué)難點 利用功的定義式解決有關(guān)問題。 教學(xué)方法 教師啟發(fā)、引導(dǎo)，學(xué)生自主閱讀、思考，討論、交流學(xué)習(xí)成果。 教學(xué)手段 多媒體課件 教學(xué)過程 （一）引入新課 提問初中我們學(xué)過做功的兩個因素是什么? 學(xué)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(xué)習(xí)了位移，所以做功的兩個要素我們可以認為是：①作用在物體上的力；②物體在力的方向上移動的位移。 導(dǎo)入：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(xué)習(xí)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(xué)習(xí)有關(guān)功的知識，在初中的基礎(chǔ)上進行擴展。 （二）進行新課 1、推導(dǎo)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(xué)生思考提出的問題，根據(jù)功的概念獨立推導(dǎo)。 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α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(dǎo)。 在問題二中，由于物體所受力的方向與運動方向成一夾角α，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=W1＋W2=W1=F1s=Fscosα 展示學(xué)生的推導(dǎo)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=Fscosα W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，α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(xué)習(xí) 指導(dǎo)學(xué)生閱讀課文P5的正功和負功一段。 通過上邊的學(xué)習(xí)，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０≤α≤180。那么，在這個范圍之內(nèi)，cosα可能大于0，可能等于0，還有可能小于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(xué)生認真閱讀教材，思考老師的問題。 ①當α=π/2時，cosα=0，W=0。力F和位移s的方向垂直時，力F不做功； ②當α＜π/2時，cosα＞0，W＞0。這表示力F對物體做正功； ③當π/2＜α≤π時，cosα＜0，W＜0。這表示力F對物體做負功。 投影學(xué)生畫圖情況，點評、總結(jié)。 指導(dǎo)學(xué)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(xué)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) ①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。 ②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(xué)習(xí)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(xué)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=Fscosα，滑動摩擦力F2所做的功為：W2=F2scos180=-F2s。各個力對物體所做功的代數(shù)和為：W=（F1cosα-F2）s 根據(jù)正交分解法求得物體所受的合力F=F1cosα-F2 合力方向向右，與位移同向；合力所做的功為：W=Fscos０=（F1cosα-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(xué)生解題過程，點評總結(jié)。 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=W1＋W2=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，或者求平均力，再求平均力所做的功。 反饋練習(xí) 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(guān)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(guān)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150J B.拉力F做功100J C.摩擦力做功250J D.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.W1＞W(wǎng)2 B.W1=W2 C.W1＜W2 D.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θ的斜面上，物體與斜面之間的動摩擦因數(shù)為μ，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4m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2ｍ，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，ｇ=9.8ｍ/s2） （1）勻加速提高，加速度a1=0.2ｍ/s2； （2）勻速提高； （3）勻減速下降，加速度大小a2=0.2ｍ/s2. 10、如圖在光滑的水平面上，物塊在恒力F=100 Ｎ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，Ｈ=2.4ｍ，α=37，β=53，求拉力F做的功。 A B α β F H 答案：100 J 作業(yè) 書面完成P6“問題與練習(xí)”中1-4題。 完成《學(xué)案》 課后反思