功教案
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初中物理教案功一、教学目标1. 让学生理解功的概念,知道功的计算公式。
2. 培养学生运用物理知识解决实际问题的能力。
3. 引导学生通过观察、实验、讨论等方法,深入探究功的内涵。
二、教学内容1. 功的概念2. 功的计算公式3. 功的应用三、教学重点与难点1. 重点:功的概念、功的计算公式。
2. 难点:功的应用,尤其是如何运用公式计算不同情况下的功。
四、教学方法1. 采用问题驱动法,引导学生主动探究功的概念和计算方法。
2. 利用实验、图片、动画等资源,帮助学生形象地理解功的概念。
3. 设计不同难度的练习题,让学生在实践中掌握功的计算方法。
五、教学过程1. 导入:利用图片或动画展示一些日常生活中的力学现象,如人提着物体上楼、推车等,引导学生思考这些现象与功的关系。
2. 探究功的概念:提问:什么是功?谁能举例说明?学生回答后,教师总结:功是力对物体作用的效果,表示为力与物体在力的方向上移动距离的乘积。
3. 学习功的计算公式:提问:如何计算一个力对物体所做的功?教师引导学生根据功的定义,推导出功的计算公式:W = F × s × cosθ。
解释:F 表示力的大小,s 表示物体在力的方向上移动的距离,cosθ 表示力和移动方向之间的夹角的余弦值。
4. 应用功的计算公式:设计不同难度的练习题,让学生运用功的计算公式解决问题。
如:一个力为10N 的物体,在力的方向上移动了 5m,求这个力所做的功。
5. 课堂小结:引导学生总结本节课所学的功的概念和计算方法。
6. 布置作业:设计一些有关功的应用题,让学生课后思考和练习。
六、教学反思本节课结束后,教师应认真反思教学效果,针对学生的掌握情况,调整教学策略,以提高学生对功的概念和计算方法的掌握程度。
同时,关注学生在解决问题时的创新意识和实践能力,为后续课程打下坚实基础。
功优质课教案优秀6篇(实用版)编制人:__________________审核人:__________________审批人:__________________编制单位:__________________编制时间:____年____月____日序言下载提示:该文档是本店铺精心编制而成的,希望大家下载后,能够帮助大家解决实际问题。
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教案:苏科版九年级第十一章第三节功一、教学内容本节课的教学内容来源于苏科版九年级物理第十一章第三节《功》。
本节课的主要内容有:1. 功的概念及其计算公式;2. 不同情况下的功的计算;3. 功的应用。
二、教学目标1. 让学生理解功的概念,掌握功的计算公式;2. 培养学生运用物理知识解决实际问题的能力;3. 培养学生动手实验、观察、分析问题的能力。
三、教学难点与重点1. 功的概念及计算公式的理解;2. 不同情况下的功的计算;3. 功的应用。
四、教具与学具准备1. 教具:多媒体课件、黑板、粉笔;2. 学具:课本、练习册、笔记本。
五、教学过程1. 实践情景引入:通过展示一个学生提着书包上楼梯的情景,引导学生思考:学生提着书包上楼梯时,对书包做了什么?这个过程中做了多少功?2. 概念讲解:解释功的概念,给出功的计算公式:功 = 力× 距离×cosθ。
讲解力的方向与位移方向的夹角θ对功的影响。
3. 例题讲解:讲解几个不同情况下的功的计算例子,如:学生在水平地面上推动物体、学生提着物体上下移动等。
4. 随堂练习:让学生独立完成练习册上的相关练习题,教师巡回指导。
5. 功的应用:讲解功在实际生活中的应用,如:机械设备中的功、人体运动中的功等。
6. 动手实验:让学生分组进行实验,测量不同力在不同距离下做的功,验证功的计算公式。
六、板书设计板书内容主要包括:功的概念、功的计算公式、不同情况下的功的计算、功的应用等。
七、作业设计(1)一个学生用10N的力推一辆自行车,推了5m,求做的功;(2)一个学生用20N的力提着一桶水,提了10m,求做的功。
2. 请结合生活实际,举例说明功的应用。
八、课后反思及拓展延伸1. 课后反思:本节课通过引入生活实例,让学生直观地理解了功的概念,通过讲解和练习,使学生掌握了功的计算方法。
在教学过程中,注意引导学生运用物理知识解决实际问题,培养了学生的实践能力。
2. 拓展延伸:请学生课后调查生活中常见的机械设备,了解其工作原理,分析其是如何利用功的原理工作的。
教案初中物理功教案教学目标:1. 理解功的概念,掌握功的计算方法。
2. 能够运用功的概念解决实际问题。
3. 培养学生的实验操作能力和观察能力。
教学重点:1. 功的概念及计算方法。
2. 运用功的概念解决实际问题。
教学难点:1. 功的计算公式的理解与应用。
2. 实际问题中功的计算。
教学准备:1. 实验器材:弹簧测力计、绳子、小车、斜面等。
2. 教学工具:PPT、黑板、粉笔等。
教学过程:一、导入(5分钟)1. 利用PPT展示一些与功相关的图片,如人提水、推车等,引导学生思考这些现象与功有什么关系。
2. 学生分享自己的思考,教师总结并引出本节课的主题——功。
二、探究功的概念(15分钟)1. 学生分组进行实验,使用弹簧测力计、绳子、小车、斜面等器材,观察并记录实验数据。
2. 教师引导学生根据实验数据,总结出功的计算公式:功 = 力 × 距离× cosθ。
3. 学生代表分享实验结果和功的计算公式,教师进行点评和总结。
三、理解功的应用(15分钟)1. 教师通过PPT展示一些与功相关的实际问题,如电梯上升、人爬楼梯等,引导学生运用功的概念解决这些问题。
2. 学生独立思考并解答问题,教师进行点评和指导。
四、巩固练习(10分钟)1. 教师布置一些关于功的练习题,让学生独立完成。
2. 学生分享自己的解答,教师进行点评和讲解。
五、总结与反思(5分钟)1. 教师引导学生回顾本节课的学习内容,总结功的概念和计算方法。
2. 学生分享自己的学习收获和感受,教师进行点评和鼓励。
教学延伸:1. 引导学生进行课外探究,如查找有关功的资料、实际测量功等。
2. 组织学生进行小组讨论,探讨功在现实生活中的应用和意义。
教学反思:本节课通过实验和实际问题的解决,让学生掌握了功的概念和计算方法。
在教学过程中,要注意引导学生积极参与实验和思考,培养学生的实验操作能力和观察能力。
同时,通过巩固练习和总结反思,加深学生对功的理解和应用。
八年级物理功的教案优秀5篇一、教学内容本节课选自人教版八年级物理第二章《力与运动》第三节“功”,主要内容包括:功的定义、计算方法以及功的性质。
具体涉及教材的第三章第1节和第2节,详细内容如下:1. 功的定义:物体在力的作用下,沿着力的方向移动一段距离时,力对物体所做的功。
2. 功的计算方法:功等于力与力的方向上通过距离的乘积,即W=Fs。
3. 功的性质:标量、有大小无方向。
二、教学目标1. 知识目标:掌握功的定义、计算方法和性质,了解日常生活中常见的功的实例。
2. 技能目标:能运用功的计算公式进行简单计算,能分析物体受力情况下的功。
3. 情感目标:培养学生对物理现象的观察能力和科学思维,激发学生学习物理的兴趣。
三、教学难点与重点重点:功的定义、计算方法和性质。
难点:理解功的性质,以及在实际问题中运用功的计算公式。
四、教具与学具准备教具:弹簧测力计、直尺、小车、斜面等。
学具:练习本、铅笔、橡皮擦等。
五、教学过程1. 实践情景引入:通过展示一名学生沿斜面向上推小车的情景,引导学生思考:为什么需要用力推小车?力对小车做了什么?2. 例题讲解:(1)计算一个力F=10N,在力的方向上移动距离s=5m时,力所做的功。
解:W=Fs=10N×5m=50J(2)分析物体在水平面上受到两个力F1=5N和F2=10N,分别沿水平方向和垂直水平方向,物体在力的方向上移动距离s=2m时,各力所做的功。
解:F1的功:W1=F1s=5N×2m=10JF2的功:W2=0(因为力的方向与移动方向垂直)3. 随堂练习:(1)一个物体受到力F=15N,在力的方向上移动距离s=3m,求该力所做的功。
(2)物体在水平面上受到两个力F1=8N和F2=6N,分别沿水平方向和垂直水平方向,物体在力的方向上移动距离s=4m时,各力所做的功。
4. 知识拓展:介绍斜面、滑轮等简单机械中力的功的原理。
六、板书设计1. 功的定义2. 功的计算方法:W=Fs3. 功的性质:标量,有大小无方向七、作业设计1. 作业题目:(1)一个物体受到力F=20N,在力的方向上移动距离s=4m,求该力所做的功。
物理功高中教案模板第1篇:高一物理功教案5.2功班级________姓名________学号_____学习目标:1.理解功的概念,知道功的两个要素。
2.知道功的公式W=Fscosθ,会用这个公式计算恒力功。
3.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。
4.知道什么是几个力对物体所做的总功,知道几个力对物体所做的总功等于这几个力的合力对物体所做的功,也等于各个力分别对物体做功的代数和。
5.了解求变力的功的一般思维方向。
6.理解功和能的关系。
学习重点: 1.功的概念和功的计算公式。
2.正、负功的意义。
3.功能关系。
学习难点: 功的概念、正、负功的意义。
主要内容:一、功功是物理学中一个抽象而又重要的概念,是以后学习“能”的基础。
1.功的定义:2.功的两个要素:力和位移【例一】关于力对物体做功的情况,下列说法中正确的是()A.物体做自由落体运动时,重力对物体一定做功。
B.行星绕太阳在椭圆轨道上运行时,太阳对行星的引力一定做功。
C.沿斜坡向上行驶的汽车,牵引力一定做功。
D.细绳的一端固定,另一端拴着小球,使小球在竖直平面内作变速圆周运动,细绳的拉力一定做功。
3.功的大小:①力和位移方向一致的情况:W=FS ②力和位移有夹角(α)的情况:W=FScosα若α=0,则cosα=1,②式就化成①式,因此②式是计算功的一般公式。
公式表明:力F对物体做的功只与F、s和a三者有关,与物体的运动状态等因素无关。
③应用公式注意:A.式中的F一定是恒力(大小、方向都不变),即此式是求恒力做功的公式。
若是变力,中学阶段一般不用此式求功。
B.式中的位移s一般是相对地面而言的。
在物体可以看作质点时,s是物体的位移;当物体不可以看作质点或力的作用点与物体有相对运动时,s是力的作用点的位移.scosa即为在力的方向上发生的位移。
C.力所做的功,只和有力作用的那一段位移有关,若力取消后物体仍在运动,则力对物体所做功与力取消后物体发生的位移无关(即力F与位移s具有同时性)。
高一物理教案《功》(通用8篇一、教学内容本节课选自高一物理教材第二章《运动的守恒量》中的第三节“功”,详细内容如下:1. 功的定义及表达式;2. 功的计算方法;3. 功的性质;4. 功与能的关系。
二、教学目标1. 让学生掌握功的定义、表达式及计算方法;2. 使学生了解功的性质,理解功与能的关系;3. 培养学生的逻辑思维能力和运用物理知识解决实际问题的能力。
三、教学难点与重点1. 教学难点:功的性质、功与能的关系;2. 教学重点:功的定义、表达式及计算方法。
四、教具与学具准备1. 教具:多媒体课件、实物模型(如小车、滑块等);2. 学具:计算器、草稿纸、笔。
五、教学过程1. 导入:通过一个实践情景引入,如运动员举重、踢足球等,让学生了解功的概念;2. 新课导入:讲解功的定义、表达式及计算方法;3. 例题讲解:以实际例子(如小球沿斜面下滑、电梯上升等)讲解功的计算方法;4. 随堂练习:布置一些有关功的计算题,让学生巩固所学知识;5. 小结:回顾本节课所学内容,强调重点和难点;6. 课后作业布置。
六、板书设计1. 定义:力在物体上的作用,使物体发生位移时所做的功;2. 表达式:W = F × s × cosθ;3. 计算方法:分别计算恒力做功和变力做功;4. 功的性质:标量、可加性、能量转化的量度;5. 功与能的关系:功是能量转化的量度,能量守恒定律。
七、作业设计1. 作业题目:(1)计算一个力F=10N,在物体上作用距离s=5m,夹角θ=60°时所做的功;(2)某物体从高处自由下落,求落地前重力所做的功;(3)一辆小车在水平路面上行驶,受到摩擦力f=20N,行驶距离s=100m,求摩擦力所做的功。
2. 答案:(1)W = F × s × cosθ = 10N × 5m × cos60° = 25J;(2)W = mgh = 1kg × 9.8m/s² × 5m = 49J;(3)W = fs = 20N × 100m = 2000J。
八年级物理功教案人教版说课稿模板7篇八年级物理功教案人教版说课稿模板7篇说课稿是教育部门、上级领导和专家观摩评估教学水平的重要依据,教师应该认真负责地撰写、检查和修改自己的说课稿。
结合具体的教学情境、学生水平等情况来制定说课稿。
现在随着小编一起往下看看八年级物理功教案人教版说课稿,希望你喜欢。
八年级物理功教案人教版说课稿(精选篇1)一、教学分析1、“功”的地位与作用地位:功是物理学中最基本、最重要、又是与能密切联系的一个物理量,它虽然是在力学中引入的,但却贯穿在整个物理学中,可以说一切自然现象都与功和能相联系,通过功(特别以后关于能的转化与能量守恒定律)的教学,充分揭示了物理学各部分间的内在联系。
作用:对功这一节内容的研究是在前两节所学简单机械知识的基础上综合地应用力与运动关系等知识来展开的。
这一节是本章的重点和关键,对功的研究为以后学习功率、能量的知识奠定基础。
功的知识对人们的日常生活,生产技术和科学研究有着较大的现实意义。
2、课程标准解读重视学生的生活经验,重视学生应用实例去体验、分析的过程,体现“从生活走向物理,从物理走向社会”的理念。
3、学生认知发展八年级学生学习的沪科版物理教材,还没有学习关于能的知识,在没有能的转化的知识的情况下,功的定义是很难下的;但学生已有一定的力学基础知识,能够对“力的成效”方面的知识进行理解与运用,充分利用已有认知水平为学生构建“功”的概念。
二、教学目标的确定1、知识与技能目标(1)通过本节知识的学习让学生知道机械功的概念,能从生活、生产中的实例解释机械功的含义;(2)学习从物理现象中归纳简单的规律,能认识做功的两个必要因素。
能判断在什么情况下做功,在什么情况下不做功;(3)理解功的计算公式W=FS中各符号代表的物理意义、单位,并能用来进行简单计算;(4)知道使用任何机械都不省功。
2、过程与方法目标通过学习,培养学生从物理现象和实验中归纳简单的科学规律的能力,能尝试应用已知的科学规律去解释某些具体问题。
初中物理《功》教案(精选11篇)初中物理《功》教案篇1教学目标1、知识与技能:①知道做功的两个必要因素。
②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。
2、过程与方法:①通过观察和思考,判断在什么情况下力对物体做了功,在什么情况下没有做功②通过推理、分析与阅读,得出功与力、在力的方向上移动距离的定性关系。
3、情感、态度与价值观:①通过联系生活、生产实际激发求知欲,培养探索自然现象和日常生活中的物理学道理的兴趣。
②通过合作性的探究,展示性交流,增强自信,学会合作的意识,追求学生和谐发展。
教学重点、难点:1、理解功的概念及计算。
2、判断力对物体是否做功教学过程一、导入新课师:说出下列词语中“功”的含义:功劳、立功——贡献大功告成、事半功倍——成效师:在力学上“做功”的含义是什么?二、新课教学(一)物理学中的功师:如果一个力作用在物体上,物体在这个力的方向上移动了距离,这个力的作用就有了成效,力学里就说这个力作了功。
多媒体:投影一组做功的实例和一组没有做功的实例。
(实例联系生活和科技前沿)师:每组实例有什么共同点?两组实例有什么不同点?生:观察并总结共同点和不同点师:功包含哪些必要因素?生:有两个必要因素:一是作用在物体上的力;二是物体在这个力的方向上移动了距离。
师:如何判断是否做功?生:用功的两个必要因素来判断。
师:有哪些情况看似做功,但实际上并不做功?生:1、有力F的作用,但距离S=0 (如举重运动员举着杠铃不动)生:2、有距离S,但力F=0 (如惯性运动)生:3、有力F也有距离S,但F ⊥ S(如提一桶水,水平前进)(二)功的计算师:讲述物理学中对功的规定,以及公式、单位。
功的公式:W = F SW—功—焦耳(J)F—力—牛顿(N)S—距离—米( m)功的.单位是:“牛·米”专业名称为:“焦耳”1J=1N·m关于公式的几点说明:1、公式中的各个量W、F、s均用国际单位2、在功的单位中,“牛·米”才能写成“焦”。
八年级下册物理《功》教案人教版八年级下册物理《功》教案教学目标1. 知道做功的两个必要因素。
2. 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。
3. 知道功的原理。
教学重难点【教学重点】理解功的概念。
【教学难点】判断力对物体是否做功,以及做功的计算。
教学工具木块、木板、细绳、弹簧测力计、小车,杠杆和支架、钩码、滑轮、细线、刻度尺(两个)教学过程一,引入新课提问学生回答日常生活中“功”的含义。
思考力学里所说的“功”含义。
演示实验:在水平长木板用相同大小的力分别拉一木块和小车。
观察木块、小车的运动状态,思考并评价这两个力的作用成效。
在实验基础上引入本课内容。
二、进行新课1.由课前的演示实验引导学生总结出力学中关于“功”的确切含义:如果一个力作用在物体上,并且使物体在力的方向上通过一段距离,这个力的作用就有了成效,力学里面就说这个力做了功。
2.请学生观察教材图14.1-1中力做功和14.1-2中力不做功的实例,分析、总结一下力学中的做功有哪些共同特点?分组讨论总结。
板书:力学中做功的两个必要因素:一是作用在物体上的力二是物体在这个力的方向上移动的距离3.实例分析(突破难点)举例说明在你的周围你发现有哪些做功的例子?比一比,看谁对生活观察得最仔细?学生可能举很多的例子?如起重机吊起重物、火箭升空、马拉车前进等等。
教师对正确的例子予以肯定,对错误的例子引导改正。
接下来看老师这里的几个例子是否有做功的情况存在?(1)举重运动员在把杠铃举高过程中是否对杠铃功。
举在高处停留5秒过程中是否做功?(2)小球在光滑水平地面做匀速直线运动,小球在竖直方向上受什么力的作用?是否做功?在水平方向上是否受力?是否做功?(3)起重机使货物在水平方向上匀速移动一段距离,拉力对货物做功了吗?引导学生根据以上事例分析、总结在什么情况下不做功?通过以上的学习,知道了做功不能离开两个必要因素,缺一不可,又知道有三种情况下不做功,那么我们猜想一下,力学中的功的大小可能与哪些因素有关呢?指导学生带着问题去阅读教材。
功——教学过程设计教具:带有牵引细线的滑块(或小车)。
(一)引入新课功这个词我们并不陌生,初中物理中学习过功的一些初步知识,今天我们又来学习功的有关知识,绝不是简单地重复,而是要使我们对功的认识再提高一步。
(二)教学过程设计1、功的概念先请同学回顾一下初中学过的与功的概念密切相关的如下两个问题:什么叫做功?谁对谁做功?然后做如下总结并板书:(1)如果一个物体受到力的作用,并且在力的方向上发生了位移,物理学中就说这个力对物体做了功。
然后演示用水平拉力使滑块沿拉力方向在讲桌上滑动一段距离,并将示意图画到黑板上,如图1所示,与同学一起讨论如下问题:在上述过程中,拉力F对滑块是否做了功?滑块所受的重力mg对滑块是否做了功?桌面对滑块的支持力N是否对滑块做了功?强调指出,分析一个力是否对物体做功,关键是要看受力物体在这个力的方向上是否有位移。
至此有如下总结并板书:(2)在物理学中,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。
2、功的公式就图1提出:力F使滑块发生位移s这个过程中,F对滑块做了多少功如何计算?由同学回答出如下计算公式:W=Fs。
就此再进一步提问:如果细绳斜向上拉滑块,如图2所示,这种情况下滑块沿F方向的位移是多少?与同学一起分析并得出这一位移为s cos α。
至此按功的前一公式即可得到如下计算公式:W=Fscosα再根据公式W=Fs做启发式提问:按此公式考虑,只要F与s在同一直线上,乘起来就可以求得力对物体所做的功。
在图2中,我们是将位移分解到F的方向上,如果我们将力F分解到物体位移s的方向上,看看能得到什么结果?至此在图2中将F分解到s的方向上得到这个分力为Fcosα,再与s相乘,结果仍然是W=Fscosα。
就此指出,计算一个力对物体所做的功的大小,与力F的大小、物体位移s的大小及F和s二者方向之间的夹角α有关,且此计算公式有普遍意义(对计算机械功而言)。
至此有如下板书:W=Fscosα力对物体所做的功,等于力的大小、位移的大小、力和位移的夹角的余弦三者的乘积。
接下来给出F=100N、s=5m、α=37°,与同学一起计算功W,得出W=400N·m。
就此说明1N·m这个功的大小被规定为功的单位,为方便起见,取名为焦耳,符号为J,即1J=1N·m。
最后明确板书为:在国际单位制中,功的单位是焦耳(J)1J=1N·m3、正功、负功(1)首先对功的计算公式W=Fscosα的可能值与学生共同讨论。
从cos α的可能值入手讨论,指出功W可能为正值、负值或零,再进一步说明,力F与s间夹角α的取值范围,最后总结并作如下板书:当0°≤α<90°时,cosα为正值, W为正值,称为力对物体做正功,或称为力对物体做功。
当α=90°时,cosα=0,W=0,力对物体做零功,即力对物体不做功。
当90°<α≤180°时,cosα为负值, W为负值,称为力对物体做负功,或说物体克服这个力做功。
(2)与学生一起先讨论功的物理意义,然后再说明正功、负功的物理意义。
①提出功是描述什么的物理量这个问题与学生讨论。
结合图1,使学生注意到力作用滑块并持续使滑块在力的方向上运动,发生了一段位移,引导学生认识其特征是力在空间位移上逐渐累积的作用过程。
然后就此提出:这个累积作用过程到底累积什么?举如下两个事例启发学生思考:a.一辆手推车上装有很多货物,搬运工推车要用很大的力。
向前推一段距离就要休息一会儿,然后有了力气再推车走。
b.如果要你将重物从一楼向六楼上搬,搬运过程中会有什么感觉?首先使学生意识到上述两个过程都是人用力对物体做功的过程,都要消耗体能。
就此指出做功过程是能量转化过程,做功越多,能量转化得越多,因而功是能量转化的量度。
能量是标量,相应功也是标量。
板书如下:功是描述力在空间位移上累积作用的物理量。
功是能量转化的量度,功是标量。
②在上述对功的意义认识的基础上,讨论正功和负功的意义,得出如下认识并板书:正功的意义是:力对物体做功向物体提供能量,即受力物体获得了能量。
负功的意义是:物体克服外力做功,向外输出能量(以消耗自身的能量为代价),即负功表示物体失去了能量。
4、例题讲解或讨论例1 课本p136上的〔例题〕是功的计算公式的应用示范。
分析过程中应使学生明确:拉力F对物体所做的功,实际上就是F的水平分力Fcosα对箱子所做的功,而拉力 F的竖直分力Fsinα与位移s的方向是垂直的,对箱子不做功。
同时,摩擦力也做功(再此题里摩擦力做负功),因此本题涉及到总功的理解与计算。
例2 如图3所示,ABCD为画在水平地面上的正方形,其边长为a,P为静止于A点的物体。
用水平力F沿直线 AB拉物体缓慢滑动到B点停下,然后仍用水平力F沿直线BC拉物体滑动到C点停下,接下来仍用水平力F沿直线CD拉物体滑动到D点停下,最后仍用水平力F沿直线DA拉物体滑动到A点停下。
若后三段运动中物体也是缓慢的,求全过程中水平力F对物体所做的功是多少?此例题先让学生做,然后找出一个所得结果是W=0的学生发言,此时会有学生反对,并能说出W=4Fa才是正确结果。
让后者讲其思路和做法,然后总结,使学生明确在每一段位移a中,力F都与a同方向,做功为Fa,四个过程加起来就是4Fa。
强调:功的概念中的位移是在这个力的方向上的位移,而不能简单地与物体运动的位移画等号。
要结合物理过程做具体分析。
例3 如图4所示,F1和F2是作用在物体P上的两个水平恒力,大小分别为:F1=3N,F2=4N,在这两个力共同作用下,使物体P由静止开始沿水平面移动5m距离的过程中,它们对物体各做多少功?它们对物体做功的代数和是多少?F1、F2的合力对P做多少功?此例题要解决两个方面的问题,一是强化功的计算公式的正确应用,纠正学生中出现的错误,即不注意力与位移方向的分析,直接用3N乘5m、4N乘5m这种低级错误,引导学生注意在题目没有给出位移方向时,应该根据动力学和运动学知识作出符合实际的判断;二是通过例题得到的结果,使学生知道一个物体所受合力对物体所做的功。
等于各个力对物体所做的功的代数和,并从合力功与分力功所遵从的运算法则,深化功是标量的认识。
解答过程如下:位移在F1、F2方向上的分量分别为s1=3m、s2=4m,F1对P做功为9J,F2对P做功为16J,二者的代数和为25J。
F1、F2的合力为5N,物体的位移与合力方向相同,合力对物体做功为W=Fs=5N×5m=25J。
例4 如图5所示。
A为静止在水平桌面上的物体,其右侧固定着一个定滑轮O,跨过定滑轮的细绳的P端固定在墙壁上,于细绳的另一端Q用水平力F向右拉,物体向右滑动s的过程中,力F对物体做多少功?(上、下两段绳均保持水平)本例题仍重点解决计算功时对力和位移这两个要素的分析。
如果着眼于受力物体,它受到水平向右的力为两条绳的拉力,合力为2F。
因而合力对物体所做的功为W=2Fs;如果着眼于绳子的Q端,即力F的作用点,则可知物体向右发主s位移过程中,Q点的位移为2s,因而力F拉绳所做的功W=F·2s=2Fs。
两种不同处理方法结果是相同的。
(三)课堂小结1、对功的概念和功的物理意义的主要内容作必要的重复(包括正功和负功的意义)。
2、对功的计算公式及其应用的主要问题再作些强调。
说明:1、考虑到功的定义式W=Fscosα与课本上讲的功的公式相同,特别是对式中s的解释不一,有物体位移与力的作用点的位移之分,因而没有给出明确的功的定义的文字表达。
实际问题中会用功的公式正确进行计算就可以了。
从例题4可以看出,定义一个力对物体所做的功,将位移解释为力的作用点在力的方向上的位移是比较恰当的。
如果将位移解释为受力物体在力的方向上的位移,学生会得出W=Fs这一错误结果,还会理直气壮地坚持错误,纠正起来就困难多了。
2、由于对功的物理意义的讲解是初步的,因而对正功、负功的物理意义的讲解也是初步的。
这节课中只是讲到受力物体得到能量还是失去能量这个程度。
在学习了机械能守恒定律之后,再进一步做出说明。
在机械能守恒的物理过程中,有重力做功,地球上的一个物体的机械能并没有增加,因而正、负功的意义就不能用能量得失关系去说明了。
在这种情况下,重力做正功,表示势能向动能转化;重力做负功,表示动能向势能转化,这里的正功、负功不再表示能量得失,而是表示能量的转化方向。
典型例题例1 如图所示,质量为m的物体,受水平力F的作用,在粗糙的水平面上运动,下列说法中正确的是()A.如果物体做加速直线运动,F一定对物体做正功B.如果物体做减速直线运动,F一定对物体做负功C.如果物体做匀速直线运动,F也可能对物体做正功D.如果物体做匀速直线运动,F一定对物体做正功分析:水平面粗糙,物体除受F外,还受摩擦力作用,的方向总是与物体运动方向相反当F的方向与物体运动方向相同,且时,物体作加速直线运动,此时物体的位移与F方向一致,F作正功,故选A.当F的方向与物体运动速度方向相同,且时,物体作匀速直线运动,此时物体的位移方向也和F方向一致,F作正功,故选D.物体作减速直线运动的情况有两种,其一、F和v方向一致,但,此种情况物体做正功;其二、F和v方向相反,即与方向相同,此种情况F做负功故选C.解:本题正确选项是ACD.点评:F做正功还是负功,要看F的方向与位移方向是相同还是相反,当物体做加速或匀速直线运动时,F 的方向一定与位移方向相同;当物体做减速直线运动时包括两种情况,一种是力F方向与位移方向相反,即物体向左运动,这样力F做负功,另一种情况是力F方向与位移方向相同(此时F小于摩擦力),F做正功.例2 用水平恒力F作用在质量为M的物体上,使之在光滑的水平面上沿力的方向移动距离s,恒力做功为,再用该恒力作用于质量为m()的物体上,使之在粗糙的水平面上移动同样距离s,恒力做功为,则两次恒力做功的关系是()A.B.C.D.无法判断分析:在粗糙水平面上移动一段距离,跟在光滑水平面上移动的相同距离,对力F做功来说,是相同的,即。
解:正确选项为C.点评:求功时,必须要明确哪个力在哪个过程中的功.根据功的定义,力F所做的功与F的大小及在F的方向上发生的位移大小的乘积有关,与物体是否受其它力及物体的运动状态等其它因素均无关.即力做功具有独立性.例3 如图所示,拉力F使质量为m的物体匀速地沿着长为L倾角为的斜面的一端向上滑到另一端,物体与斜面间的动摩擦因数为,分别求作用在物体上各力对物体所作的功.分析:选物体为研究对象,其受力为拉力F,重力mg,弹力,摩擦力。
解:(1)拉力F对物体所做的功为由于物体作匀速运动,故所以即拉力F对物体做正功.此拉力F,一般称为动力或牵引力.(2)重力mg对物体所做的功为:即重力对物体做负功,即亦物体克服重力所做的功为。