高中物理第四章第1节功教案1粤教版必修2

1 第1节 功

教学过程：

教学环节 主要教学内容及教与学双边活动 设计意图

新课教学

师生共同总结得出功的概念：一个物体受到力的作用，并且在力的方向上发生了一段位移，称这个力对物体做了机械功，简称为功。

做功的两个要素：

（1）、物体受到力的作用。

（2）、物体在力的方向上发生了位移。

注意功的称呼：

要具体说出是哪一个力对物体做的功。 从具体事例和初中已有知识中建立概念，使知识过渡自然，学生易于接受。

公式推导 问题：如何计算功？

演示2（内容：与S同向的F做的功、与S夹角为θ的F做的功）

教师引导学生利用功的概念与初中学过的知识推导出功的公式：W=FsCOSα

得到结论：力对物体所做的功等于力的大小、位移的大小以及力和位移夹角的余弦三者的乘积。

各量单位：力F的单位（N），位移s的单位（m），功W的单位（J） 演示使内容直观，让学生了解和体会一个力做功的过程及其计算，便于理解并加深印象。

思考讨论

问题：力在什么情况下做功是正值？负值？做功为零（即不做功）？

教师引导学生利用功的公式W=FsCOSα和余弦函数知识讨论：

（1）、当α=00时，COS00=1，W=FsCOS00=W=Fs。

（即：力F与位移s同向时，功W=Fs）

（2）、当0≤α＜900时，COSα＞0，W＞0（正功）

（3）、当α=900时，COS900=0，W=0（不做功）

（即：力F与位移s垂直时，力F不做功）

（4）、900＜α＜1800时，COSα＜0，W＜0（负功）

（5）、当α＜1800时，COSα=－1，W=－Fs（负功）

（即：力F与位移s反向时，功W=－Fs）

结论：功有正负之分。功没有方向，是标量。

功的正负由力与位移的夹角α的大小决定。

演示3（内容：重力、支持力、摩擦力、拉力和合力做功）

演示4（内容：水桶受到的拉力和重力做功，重物受到的拉力和重力做功，人上山时重力做功）

负功的另一种说法：当一个力对物体做了负功时，物理上往往说成是物体克服这个力做了功（正值） 通过讨论和直观演示使学生加深理解：功有正负之分，功的正负由力与位移的夹角α的大小决定。同时培养学生利用数学解决物理问题的能力。

巩固练习 例1、水平面上一个物体，在与水平成600角斜向上大小为5N拉力作用下做匀速直线运动，经过10m的位移，求（1）、拉力做的功？（2）、滑动摩擦力做的功？（3）、物体重力做的功？（4）、物体所受支持力做的功？（5）、物体所受合力做的功？ 培养学生利用学过概念及公式解决实际问题的能力，体会分析方法和成功乐趣，树立学习信 2 心。

新课教学

三、合力对物体做功的计算方法：

（1）、合力恒定时，可用W合=F合scosα计算，其中的α为合力F合与位移正方向的夹角。

（同学们回想一下求合力的方法）

（2）、合力对物体所做的总功，等于各个力分别对物体所做的功的代数和。即：

W合=WF1+WF2+WF3+······ 拓展思路，拓展知识，并为后继学习打基础。

讨论交流 四、重力对物体做功的特点：

结论：重力做功与物体经过的路径无关，只与物体的重量mg和初、未位置的高度差h有关。

演示5（内容：重力做功的各种情况） 巩固概念并利用其在解决实际问题过程中获取新知识。体会分析方法和成功乐趣，树立学习信心。

引导讨论巩固练习

与归纳总结 例2、小球（A、B、C、D、E、F）运动情况如图所示，分别求出它们重力所做的功？

各球重力所做功的大小均为：WG=mgh。

可见重力做功与路径无关，与运动状态无关，只与初、未位置的高度差有关。

重力对物体做的功：

WG=mgh（h为物体初、未位置的高度差）

（1）、当物体在水平面上运动时，物体初、未位置的高度差为零，重力做功为零。又称物体重力不做功。（这和用WG=mgscos900=0算出的结果相同。）

（2）、当物体在重力作用下向下运动时，重力做正功。

（3）、当物体在重力作用下向上运动时，重力做负功。

（4）、当物体在重力作用下运动回到原来位置时，重力做功为零（不做功）。 巩固概念并利用其在解决实际问题过程中获取新知识。培养学生分析问题、归纳问题的能力。

问题讨论 五、摩擦力对物体做的功：

Wf=fscos1800=－fs 巩固概念并利用其在解决实际问题过mghmghWG00cos)90cos(0mgsWGmghmgssin 3

演示6（内容：摩擦力做功） 程中获取新知识。

引导讨论及巩固练习 例3、把物体放在做匀速运动的皮带上，求物体所受摩擦力做的功

滑动摩擦力做的功：Wf=fscos00=fs（正功）

可见：滑动摩擦力既可做负功，也可做正功。 巩固概念并利用其在解决实际问题过程中获取新知识。纠正学生凭印象建立起来的“滑动摩擦力总是阻力，对物体总是做负功”的错误思想。

引导讨论及巩固练习 例4、如图所示，一物体放在倾角为θ的斜面上与斜面保持静止，并跟随斜面一起在水平面上向右运动了位移S ，试求物体所受静摩擦力做的功？

因为00＜θ＜900，所以cosθ＞0（正值）

静摩擦力做的功：Wf=fscosθ＞0（正功）

例5、如图所示，一物体放在倾角为θ的斜面上与

斜面保持静止，并跟随斜面一起在水平面上向左运动了位移S ，试求物体所受静摩擦力做的功？

因为900＜1800－θ＜1800，cos(1800－θ）＜0

静摩擦力做的功：Wf=fscos（1800－θ）＜ 0（负功） 巩固概念并利用其在解决实际问题过程中获取新知识。纠正学生凭印象建立起来的“静摩擦力总是阻力，对物体总是做负功”的错误思想。体验“实事求是，具体问题具体分析”的科学分析方法并培养这种习惯。使学生获得分析的乐趣和成功的喜悦。

引导讨论及巩固练习 例6、某学生用手紧握一个重20N的玻璃瓶水平前进了10m，试求玻璃瓶重力做的功和静摩擦力做的功？

重力做的功：WG=mgscos900=0

静摩擦力做的功：Wf=fscos900=0 巩固概念并利用其在解决实际问题过程中获取新知识。培养动手画图及分析能力。

引导讨论及巩固练习 例7、某运动员体重80kg，向上匀速爬杆10m，试求重力做的功和静摩擦力做的功？

重力做的功：

WG=mgScos1800

=80×10×10×（－1）J

= －8000J

静摩擦力做的功：

Wf=fscos00=mgs=8000J

可见：静摩擦力既可以做正功，也可以做负功，还可以不做功。 巩固概念并利用其在解决实际问题过程中获取新知识。体验“实事求是，具体问题具体分析”的科学分析方法并培养这种习惯。

引导讨论讨论：物体所受支持力是否一定不做功？

(1)、物体保持在水平面上运动时，支持力总与位移垂直，巩固概念并利用其在解决实际问题过 4 及巩固概念 cos900=0，支持力做功为零（不做功）。

（2）、讨论下图支持力做功情况：

（3）、讨论下列情况下，支持力做功的情况：

可见：支持力既可做正功，也可做负功，还可不做功。 程中获取新知识。纠正学生凭印象建立起来的“支持力对物体总是不做功”的错误思想。体验“实事求是，具体问题具体分析”的科学分析方法并培养这种习惯，使学生获得分析的乐趣和成功的喜悦。

小结 通过上面各力做功情况的讨论，你对怎样求某个力做的功是否理解清楚了？

功的公式：W=FsCOSα

力对物体所做的功等于力的大小、位移的大小以及力和位移夹角的余弦三者的乘积。 再次明确所学知识

板书设计 课题：功

一、 功的概念：

二、 做功的两个要素：(1)、力F；（2）、力方向上的位移s。

三、 功的公式： W=FsCOSα

四、 正功和负功：由力与位移的夹角α的大小决定。

五、 合力做功：（1）、W合=F合scosα

（2）、 W合=WF1+WF2+WF3+······

六、 重力做功的特点：WG=mgh（与路径无关）

七、 摩擦力做功的特点：可做正功、负功、也可不做功。

八、 支持力做功的特点：可做正功、负功、也可不做功。 呈显本课主要知识概要及脉络。方便学生整理学习。

作业 P65：3、4、5 巩固所学知识 5 2019-2020学年高考物理模拟试卷

一、单项选择题：本题共10小题，每小题3分，共30分．在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的

1．如图所示，两条光滑金属导轨平行固定在斜面上，导轨所在区域存在垂直于斜面向上的匀强磁场，导轨上端连接一电阻。0t时，一导体棒由静止开始沿导轨下滑，下滑过程中导体棒与导轨接触良好，且方向始终与斜面底边平行。下列有关下滑过程导体棒的位移x、速度v、流过电阻的电流i、导体棒受到的安培力F随时间t变化的关系图中，可能正确的是（ ）

A． B．

C． D．

2． “太空涂鸦”技术就是使低轨运行的攻击卫星通过变轨接近高轨侦查卫星，准确计算轨道并向其发射“漆雾”弹，“漆雾”弹在临近侦查卫星时，压爆弹囊，让“漆雾”散开并喷向侦查卫星，喷散后强力吸附在侦查卫星的侦察镜头、太阳能板、电子侦察传感器等关键设备上，使之暂时失效。下列关于攻击卫星说法正确的是（ ）

A．攻击卫星进攻前需要加速才能进入侦察卫星轨道

B．攻击卫星进攻前的向心加速度小于攻击时的向心加速度

C．攻击卫星进攻前的机械能大于攻击时的机械能

D．攻击卫星进攻时的线速度大于7.9km/s

3．一个物体在多个力的作用下处于静止状态，如果仅使其中某个力的大小逐渐减小到零，然后又逐渐从零恢复到原来大小，那么，图中能正确描述该过程中物体速度与时间关系的是（ ）

A． B．