课外读物教学设计(第一课时)

新乡县第一中学

教 案

科 目：物理课 题：功单 位：新乡县第一中学作课人：桑宏涛时 间：

2018.5.3

新乡县第一中学

功

教学目标：

1.知识与技能

理解功的概念并会运用功的定义式求解。

2.过程与方法

理解正负功的含义，并会解释生活实例。

3.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。

教学重点：

理解功的概念及正负功的意义。

教学难点：

利用功的定义式解决有关问题。

学法指导：

讨论、探究、分析、验证、练习。

课时安排：1课时

教学用具：计算机和一体机

教学过程：

一、导入新课

我们在上一节学习了“追寻守恒量——能量”，我们看以下三个物理过程中，哪些能量在变化? 1、列车在机车牵引力的作用下，加速出站。

2、木头在起重机向上的拉力作用下，被举到高处。

3、握力器在手的压力作用下，被握得变形。

提问学生：

我们在初中学习过“功”的概念，以上三个过程中，有没有力做功？以上过程中，都有力对物体做了功。

1、机车的牵引力对列车做功，使列车动能增加。

2、起重机向上的拉力对木头做功，使木头重力势能增加。

3、手的压力对握力器做功，使握力器的弹性势能增加。

可见，功和能是两个密切联系的物理量，功是物理学中一个重要的物理量。这一节，我们就一起来深入学习一下这个重要的物理量——“功”。

二、预习检查

1．如果一个物体受到 的作用，并且物体在 发生了一段 ，就说这- 1 -

新乡县第一中学

个力对物体做了功。

2．功的计算公式是W＝ ，即力对物体做的功等于力的大小、位移的大小以及力和位移夹角的 的乘积。

3．功的正负：功是标量，只有 ，没有 ，但有正负之分。

三、课堂探究

（一）、功

1、功的概念：

一个物体受到力的作用，如果在力的方向上发生一段位移，力就对物体做了功。

判断:有无做功？

2、归纳:做功的两个必要条件

①、作用在物体上的力

②、物体在力的方向上发生一段位移

这两个条件，缺一不可

！

如何求一个力做了多少功呢？

（二）、功的计算：

1、力的方向与物体的运动方向一致 物体m在水平力F的作用下水平向前行驶的位移为l，如图所示，则力F对物体所做的功为：

W=Fl

F表示力的大小，l表示位移的大小，W表示力对物体所做的功

2、如果力的方向与运动方向垂直

当力的方向跟位移方向垂直时，物体在力的方向上没有发生位移，力对物体不做功，即做功为零。即W＝0 - 2 -

新乡县第一中学

3、当力的方向与位移方向成某一角度时

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，如图所示，求力F对物体所做的功。

拉力F做的功W = ？

分析：根据力的等效性原理,可以把计算F做功的问题转化为分别求F1和F2做功的问题

W1= F1l= Fl COSα W2 = 0 ； W = W1 + W2 W = F lCOSα

理解：在位移方向的分力与位移的乘积

说明：

①、公式：W= Flcosα

W=Flcosα，其中α为F与l的夹角，F是力的大小，l一般是指物体相对地面的位移，而不是相对于和它接触的物体的位移。（力的作用点发生的位移）

②、单位:

国际单位：焦耳（焦） 单位符号：J １Ｊ＝１Ｎ×１m=1N·m ③、物理意义：一个力做的功等于这个力的大小、位移的大小、力的方向和位移的方向的夹角的余弦、这三者的乘积。恒力做功多少只与Ｆ、l及二者夹角余弦有关，而与物体的加速度大小、速度大小、运动时间长短等都无关，即与物体的运动性质无关，同时与有无其它力做功也无关。

④、功是过程量：计算功时必须明确是哪个力在哪个过程中对哪个物体做功。 ⑤、适用条件:公式适用于恒力做功。即力的大小和方向恒定。（力和位移的夹角恒定）

（三）、功是标量，但有正负。

功的正负只表示力做功的效果, 不表示方向,也不表示大小。即表示是动力或阻力做功。

正功的意义是：力对物体做正功，表明此力的效果是促进物体的运动，是动力做功。

负功的意义是：力对物体做负功，表明此力的效果是阻碍了物体运动，是阻力做功。

一个力对物体做负功，也可以说成物体克服这个力做了功（正值） 例：某一物体以一定初速度在粗糙水平面做匀减速直线运动，若阻力做了－20J的功，

- 3 -

新乡县第一中学

也可以说成：物体克服阻力做了20J的功。

比较－8J的功与5J的功谁大？

如何判断力对物体做正功，还是负功？

若物体做直线运动，由力和位移夹角来判断较方便。

①当0°≤α＜90°时cosα>0 ,W＞0，力对物体做正功。

②当α=90°时，cosα=0，W=0，力对物体不做功。

③当90°＜α≤180°时，cosα<0,W＜0，力对物体做负功或说成物体克服这个力做功。

例题：质量为m=3kg的物体放在水平面上，在与水平方向成370角的拉力F=20N作用下匀加速运动，通过位移

l =2m的过程中，物体所受摩擦力大小为6N。（cos370=0.8）求：

（1）重力对物体做的功

（2）支持力对物体做的功

（3）摩擦力对物体做的功

（4）拉力对物体做的功

（5）合力对物体做的总功

解答：

（1）WG=0J （2）WN=0J （3）Wf=-f l=-12J （4）WF=Flcos370=32J （5）W总=20J 方法一：W总=F合l =20J 方法二：W总=WG+WN+Wf+WF=20J 结论：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。

（四）、总功的计算：

法一：先求合力，再求总功 W总=F合lcosθ

法二: 先求每个力做的功，再求代数和 W总=W1+W2+W3+……

注意：需要把各个功的正负号代入运算。

四、课堂练习

1、质量为m的物体,沿水平面滑动了L,则各力作功的情况正确的说法是( ) A.重力做正功，支持力做负功

B.重力做负功，支持力做正功

C.重力和支持力都做正功，大小为mgL D.重力和支持力对物体都不做功

2、用一水平恒力F将木块沿水平方向从A点拉到B点。第一次在光滑水平面上，F所做的功为W1；第二次在粗糙水平面上，F所做的功为W2，比较两次做功，应该（ ）

- 4 -

新乡县第一中学

A．W1W2 D．无法比较 3、如图表示物体在力F的作用下在水平面上发生了一段位移l ，求这两种情况下力F对物体做的功。

W = F lCOSα W = F lCOS(π-α) 4、用起重机将质量为ｍ的物体匀速地吊起一段距离，作用在物体上的各力做功情况是（ ）

A.重力做正功，拉力做负功，合力做功为零 B.重力做负功，拉力做正功，合力做正功

C.重力做负功，拉力做正功，合力做功为零 D.重力不做功，拉力做正功，合力做正功 五、本节小结

（一）、做功的条件：

1、作用在物体上的力 2、物体在力的方向上发生的位移

（二）、功的公式：

W = Flcosα(恒力)

（三）、功是标量：正功、负功及物理意义。

（四）、总功等于各个力对物体所做功的代数和，也就是合力对物体所做的功。

六、思考题

关于摩擦力做功，以下说法正确的是( ) A.滑动摩擦力总是做负功

B.滑动摩擦力一定做功

C.静摩擦力对物体一定不做功

D.静摩擦力对物体可以做正功，也可以做负功

七、作业 本节课后练习1、2、3、4。

八、板书设计

功

一、功

二、功的计算：W＝Flcosα

三、正功和负功

四、总功

- 5 -