负功说成克服阻力做功与学生的困惑
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功和功率一.功1.功的定义:物体受力的作用,并沿力的方向发生一段位移,就说力对物体做了功.力对物体做功是和某个运动过程有关的.功是一个过程量,功所描述的是力对空间的积累效应.2.功的两个要素:力F 和沿力的方向发生位移l .两个要素对于功而言缺一不可,因为有力不一定有位移;有位移也不一定有力.特别说明:力是在位移方向上的力;位移是在力的方向上的位移.如物体在光滑水平面上匀速运动,重力和弹力的方向与位移的方向垂直,这两个力并不做功.3.功的计算式:cos W Fl α=.在计算功时应该注意以下问题:(1)上式只适用于恒力做功.若是变力,中学阶段一般不用上式求功.(2)式中的l 是力的作用点的位移,也是物体对地的位移.α是F 方向与位移l 方向的夹角.(3)力对物体做的功只与F 、l 、α三者有关,与物体的运动状态等因素无关.(4)功的单位是焦耳,符号是J .4.功是标量,只有大小没有方向,因此合外力的功等于各分力做功的代数和(也就是带上正负号相加).5.物理学中的“做功”与日常生活中的“工作”含义不同.例如:一搬运工在搬运货物时,若扛着货物站着不动不算做功;扛着货物水平前进不算做功;而在他拿起货物向高处走时就做功了.所以力对物体做功必须具备两个要素:力和在力的方向上有位移.6.功的正负(1)正负功:力对物体做正功还是负功,由F 和l 方向间的夹角大小来决定.根据cos W Fl α=知:当0°≤α<90°时,cosα>0,则W >0,此时力F 对物体做正功当α=90°时,cosα=0,则W =0,即力对物体不做功当90°<α≤180°时,cosα<0,则W <0,此时力F 对物体做负功,也叫物体克服这个力做功(2)功的正负的物理意义:因为功是能量转化的量度,是描述力在空间位移上累积作用的物理量。
而能量是标量,故相应地,功也是标量.功的正负有如下含义:意义动力学角度能量角度正功力对物体做正功,这个力对物体来说是动力力对物体做功,向物体提供能量,即受力物体获得了能量负功力对物体做负功,这个力是阻力,对物体的运动起阻碍作用物体克服外力做功,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说明不能把负功的负号理解为力与位移方向相反,更不能错误地认为功是矢量,负功的方向与位移方向相反.一个力对物体做了负功,往往说成物体克服这个力做了功(取绝对值),即力F 做负功-Fs 等效于物体克服力F 做功Fs7.功的计算方法:(1)一个恒力F 对物体做功W =F·lcos α有两种思考角度:一种是W 等于力F 乘以物体在力F 方向上的分位移lcosα,即将物体的位移分解为沿F 方向上和垂直于F 方向上的两个分位移l ∥和l ⊥,则F 做的功cos W F l Fl α=⨯=∥;一种是W 等于力F 在位移l 方向上的分力Fcosα乘以物体的位移l ,即将力F 分解为沿l 方向上和垂直于l 方向上的两个分力∥F 和⊥F ,则F 做的功cos W F l F l α=⨯=⨯∥.功的正、负可直接由力F 与位移l 的夹角α的大小或力F 与物体速度v 方向的夹角α的大小判断.(2)总功的计算虽然力、位移都是矢量,但功是标量,物体受到多个外力作用时,计算合外力的功,要考虑各个外力共同做功产生的效果,一般有如下两种方法:①先由力的合成与分解法或根据牛顿第二定律求出合力F 合,然后由cos W F l α=合计算.②由cos W Fl α=计算各个力对物体做的功W 1、W 2、…、n W ,然后将各个外力所做的功求代数和,即12n W W W W =+++合……(带正负号进去).8.相互作用力所做的功:(1)作用力与反作用力特点:大小相等、方向相反,但作用在不同物体上.(2)作用力、反作用力作用下物体的运动特点:可能向相反方向运动,也可能向同一方向运动,也可能一个运动,而另一个静止,还可能两物体都静止.(3)由cos W Fl α=不难判断,作用力做的功与反作用力做的功没有必然的关系.一对作用力和反作用力可以均不做功;可以一个力做功,另一个力不做功;也可以一个力做正功,另一个力做负功;也可以两个力均做正功或均做负功.9.变力做功的计算:恒力做的功可直接用功的公式cos W Fl α=求出,变力做功一般不能直接套用该公式,但对于一些特殊情形应掌握下列方法:(1)将变力做功转化为恒力做功.①分段计算功,然后用求和的方法求变力所做的功.②用转换研究对象的方法.利用cos W Fl α=进行计算,如图所示,人站在地上以恒力F 拉绳,使小车向左运动,求拉力对小车所做的功.拉力对小车来说是个变力(大小不变,方向改变),但细细研究,发现人拉绳的力却是恒力,于是转换研究对象,用人对绳子所做的功来求绳子对小车做的功.(2)方向不变,大小随位移线性变化的力,可用平均力求所做的功.(3)用图像法求解变力做功问题.我们可以用图像来描述力对物体做功的大小.以Fcosα为纵轴,以l 为横轴.当恒力F 对物体做功时,由Fcosα和l 为邻边构成的矩形面积即表示功的大小,如图(a)所示.如果外力不是恒力,外力做功就不能用矩形表示.不过可以将位移划分为等距的小段,当每一小段足够小时,力的变化很小,就可以认为是恒定的,该段内所做功的大小即为此小段对应的小矩形的面积,整个过程外力做功的大小就等于全体小矩形面积之和,如图(b)所示.二.功率1.物理意义:功率是表示做功快慢的物理量.所谓做功快慢的实质是物体(或系统)能量转化的快慢.2.功率的大小:力做的功和做这些功所用时间的比值叫功率,即P=t W .(1)W P t=是求一个力在t 时间内做功的平均功率.想想你们期末考前的复习效率.(2)由W P t=得αcos Fv P =,它有两种用法:①求某一时刻的瞬时功率.这时F 是该时刻的作用力大小,v 取瞬时值,对应的P 为F 在该时刻的瞬时功率;②求某一段时间内的平均功率.当v 为某段时间(位移)内的平均速度时,要求在这段时间(位移)内F 为恒力,对应的P 为F 在该段时间内的平均功率.3.说明(1)功率和功一样,它也是属于力的.说到“功率”必须说是哪个力的功率.如:重力的功率、拉力的功率、阻力的功率、弹力的功率等.(2)平均功率描述的是做功的平均快慢程度,因此说平均功率必须说明是哪段时间(或哪段位移上)的平均功率.而瞬时功率描述的是做功瞬间的快慢程度,因此说瞬时功率必须说明是哪个时刻(或哪个位置)的瞬时功率.(3)在国际制单位中功率的单位是W (瓦).31W=1J/s 1kW=10W,(4)功率是标量.功率的正负(仅由α角决定)表示是力对物体做功的功率还是物体克服外力做功的功率.(5)重力的功率可表示为P G =mgv y ,即重力的瞬时功率等于重力和物体在该时刻的竖直分速度之积.4.额定功率与实际功率发动机铭牌上的功率即为额定功率,它是指动力机械正常工作时的最大输出功率;实际功率是机械实际工作时的功率.正常工作时,机器的实际功率不应超过它的额定功率值.5.关于汽车的运动分析(机车启动问题,学完动能定理再说)(1)对机车等交通工具类问题,应明确P =F·v 中,P 为发动机的实际功率,机车正常行驶中实际功率小于或等于其额定功率;F 为发动机(机车)的牵引力;v 为机车的瞬时速度.(2)机车以恒定功率启动的运动过程中:故机车达到最大速度时a =0,f F F =,m f m P Fv F v ==,这一启动过程的v t -关系图像如图所示:(3)机车以恒定加速度启动的运动过程中:设机车保持以加速度a 做匀加速直线运动的时间为t :()f F v P F ma at P =⇒+=.则/()f t P a F ma =+,此时速度/()f v at P F ma ==+.这一启动过程的v t -关系图像如右上图所示.(4)说明:①当发动机的功率P 恒定时,牵引力与速度v 成反比,即1F v∝,但不能理解为v 趋于零时牵引力F 可趋近于无穷大;也不能理解为当F 趋于零时v 可趋于无穷大,要受到机器构造上的限制.②用P=Fv (此时cosα=1)分析汽车的运动时,要注意条件.如果汽车启动时可以看作匀加速直线运动,阻力可看作大小不变的力,则汽车的牵引力F 的大小不变,由P=Fυ可知发动机的功率是逐渐增大的.但是当功率达到额定功率时不再增大,由P=Fυ可知牵引力F 将逐渐减小,即汽车启动时做匀加速运动的时间是有限度的.在发动机功率不变的条件下,汽车加速运动的加速度将不断减小.动能、重力势能、弹性势能一.动能是什么1.动能:(1)概念:物体由于运动而具有的能叫动能.物体的动能等于物体的质量与物体速度的二次方的乘积的一半.(2)定义式:212k E mv =,v 是瞬时速度.单位:焦(J).(3)动能概念的理解.①动能是标量,且只有正值②动能具有瞬时性,在某一时刻,物体具有一定的速度,也就具有一定的动能③动能具有相对性,对不同的参考系,物体速度有不同的瞬时值,也就具有不同的动能,一般都以地面为参考系研究物体的运动2.动能的变化:动能只有正值,没有负值,但动能的变化却有正有负.“变化”是指末状态的物理量减去初状态的物理量,12k k k E E E -=∆.k E ∆为正值,表示物体的动能增加了,对应于合力对物体做正功;k E ∆为负值,表示物体的动能减小了,对应于合力对物体做负功,或者说物体克服合力做功.二.重力势能1.重力做功的特点:重力对物体所做的功只跟物体的初末位置的高度有关,跟物体运动的路径无关.物体沿闭合的路径运动一周,重力做功为零.如物体由A 位置运动到B 位置,如图所示,A 、B 两位置的高度分别为h 1、h 2,物体的质量为m ,无论从A 到B 路径如何,重力做的功均为:cos G W mgl α==mgh =mg(h 1-h 2)=mgh 1-mgh 2.2.重力势能(1)定义:物体由于被举高高而具有的能量(例如举到8844上面).(2)公式:物体的重力势能等于它所受重力与所处高度的乘积,P E mgh =,h 是物体重心到参考平面的高度.单位:焦(J).1J =21kg m s 1N m m -∙∙∙=∙.(3)因为高度本身就是一个相对的量,故而重力势能具有相对性,它的数值与参考平面的选择有关.参考平面的选择不同,重力势能的值也就不同,一般取地面为参考平面.在参考平面内的物体,E P =0;在参考平面上方的物体,E P >0;在参考平面下方的物体,E P <0.(4)重力势能是标量,它的正、负值表示大小.(功的正负又有什么意义?)(5)重力势能是地球和物体(系统)共有的.3.重力势能的变化却是绝对的(1)尽管重力势能的大小与参考平面的选择有关,但重力势能的变化量与参考平面的选择无关,这体现了它的绝对性.(2)重力势能的计算公式mgh E p =,只适用于地球表面及其附近g 值不变时的范围,若g 值变化时,不能用其计算.4.重力做功和重力势能改变的关系:假设有两个高度1h 和2h (21h h >),则2211p p E mgh mgh E ==>物体从1h 运动到2h ,即从高往低处走,则重力做了正功,系统的重力势能减小;写成表达式:0)(21>h h mg h mg W G -=∆=,也就是21p p G E E W -=(初位置势能-末位置势能)物体从2h 运动到1h ,即从低往高处走,则重力做了负功,系统的重力势能增加.写成表达式:0)(12<h h mg h mg W G -=∆=,也就是12p p G E E W -=(初位置势能-末位置势能)换句话说,重力做功与重力势能的该变量之间的关系为:pp p G E E E W ∆-=-=末初三.弹性势能1.弹性势能:发生弹性形变的物体的各部分之间,由于有弹力的相互作用,也具有势能,这种势能叫做弹性势能.2.弹性势能的大小跟①形变的大小有关,形变量越大,弹性势能越大;②与劲度系数有关,当形变量一定时,劲度系数越大的弹簧弹性势能也越大.3.弹性势能的表达式:212P E k l =∆4.弹力做功跟弹性势能变化的关系:当弹簧的弹力做正功时,弹簧的弹性势能减小,弹性势能转化为其他形式的能;当弹簧的弹力做负功时,弹簧的弹性势能增加,其他形式的能转化为弹性势能.这一点与重力做功跟重力势能变化的关系p p p G E E E W ∆-=-=末初一样:p p p E E E W ∆-=-=末初弹.动能定理及其应用一.动能定理1.内容表述:一个过程中,合外力对物体所做的总功等于这个过程物体功能的变化.2.表达式:21k k W E E =-,W 是合外力所做的总功,1k E 、2k E 分别为初、末状态的动能.若初、末速度分别为v 1、v 2,则12112k E mv =,22212k E mv =.3.物理意义:动能定理揭示了外力对物体所做的总功与物体动能变化之间的关系,即外力对物体做的总功,对应着物体动能的变化.变化的大小由做功的多少来量度.动能定理的实质说明了功和能之间的密切关系,即做功的过程是能量转化的过程.等号的意义是一种因果关系的数值上相等的符号,并不意味着“功就是动能增量”,也不是“功转变成动能”,而是“功引起物体动能的变化”.4.动能定理的理解及应用要点:①动能定理既适用于恒力作用过程,也适用于变力作用过程.②动能定理既适用于物体做直线运动情况,也适用于物体做曲线运动情况.③动能定理的研究对象既可以是单个物体,也可以是几个物体所组成的一个系统.④动能定理的研究过程既可以是针对运动过程中的某个具体过程,也可以是针对运动的全过程.⑤动能定理的计算式为标量式,v 为相对同一参考系的速度.⑥在21k k W E E =-中,W 为物体所受所有外力对物体所做功的代数和,正功取正值计算,负功取负值计算;21k k E E -为动能的增量,即为末状态的动能与初状态的动能之差,而与物体运动过程无关.二.应用动能定理解题的基本思路和应用技巧1.应用动能定理解题的基本思路(1)选取研究对象及运动过程;(2)分析研究对象的受力情况及各力对物体的做功情况:受哪些力?哪些力做了功?正功还是负功?然后写出各力做功的表达式并求其代数和;(3)明确研究对象所历经运动过程的初、末状态,并写出初、末状态的动能1K E 、2K E 的表达式;(4)列出动能定理的方程:21K K W E E =-合,且求解.2.动能定理的应用技巧(1)由于动能定理反映的是物体在两个状态的动能变化与其合力所做功的量值关系,所以对由初始状态到终止状态这一过程中物体运动性质、运动轨迹、做功的力是恒力还是变力等诸多问题不必加以追究,就是说应用动能定理不受这些问题的限制.(2)一般来说,用牛顿第二定律和运动学知识求解的问题,用动能定理也可以求解,而往往用动能定理求解简捷;可是有些用动能定理能够求解的问题,应用牛顿第二定律和运动学知识却无法求解.可以说,熟练地应用动能定理求解问题,是一种高层次的思维和方法,应该增强用动能定理解题的主动意识.。
功与功率【第一课时】【教学目标】一、知识和技能1.理解功的概念。
2.理解功的两个要素。
理解功的正负的物理意义。
3.会用功的定义式计算恒力做功的大小。
二、过程和方法1.通过“功”的学习认识建立物理概念的一般方法。
2.感受正交分解法推导力做功的计算公式。
三、情感、态度和价值观通过学习功的概念及其公式导出的过程,让学生体会并学习物理学的研究方法,认识物理模型和数学工具在物理学发展过程中的作用。
【教学重点】力对物体做功的两个要素和掌握功的计算公式【教学难点】功的正负和对“克服阻力做功”的理解。
【教学过程】一、导入新课教师活动:初中我们学过做功的两个因素是什么?学生思考并回答: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。
扩展: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。
导入: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。
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。
二、新课教学(一)功教师:下面我们共同讨论探究功的一般表达式。
问题1:如图,力F 使滑块发生位移l 这个过程中,F 对滑块做了多少功?计算公式:W=Fl 。
问题2: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。
学生活动:思考老师提出的问题,根据功的概念独立推导。
在问题2中,由于物体所受力的方向与运动方向成一夹角α,可根据力F 的作用效果把F 沿两个方向分解:即跟位移方向一致的分力F 1,跟位移方向垂直的分力F 2,如图所示:αcos 1F F =αsin 2F F =由做功的两个不可缺少的因素可知:分力F 1对物体所做的功等于1F l 。
2023年《功》教学反思2023年《功》教学反思1(690字)《功》的这节内容是力学中的重点内容之一,是后续学习的基础。
功的概念比较抽象。
是学生学习中的一个难点,功的计算题对于基础太薄的学生来说,就更困难了。
这节课,我先是按照教材的编写顺序,从“力的成效”入手,让学生体会力与距离的关系,引出功的含义。
然后让学生举出生活中做功的实例,巩固和检查学生对功的含义的理解。
在学生对功的含义有了初步的了解后,引导学生分析“想想议议”中的“做功与不做功”的图片,总结出不做功的三种情况。
再通过我的“哑剧”表演,训练学生学会正确判断物体是否做功,帮助学生进一步理解功的含义,这样处理学生比较感兴趣,容易接受。
公式W=F?S中的F、S是做功的两个必要条件。
由于学生在解题能力上有差异,导致部分学生在解答灵活性、综合性较强的问题时还是有困难。
因此在习题课上要有所侧重,要多给予学生解题方法上的指导,指导学生会审题,会找关键词,重点词,提高学生的思维能力,解答物理问题的能力。
存在问题:(1)功的概念讲了太多、太久,学生其实很快就掌握了功的概念。
(2)将物体由于具有惯性而向前运动是,力没有做功,应该分两个阶段讲解。
第一阶段是离开手前,力做了功,第二阶段是离开手后在空中运行过程中,人的力对球没有做功。
(3)没有列举:举重运动员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?起重机使货物沿竖直方向和在水平方向上匀速移动一段距离,拉力对货物做功了吗?这些例子应该讲解。
2023年《功》教学反思2(1435字)《功》是义务教育课程标准实验教科书九年级《物理》第十五章《功和机械能》的第一节。
本节课的重点是理解力学里做功的'两个必要因素和功的计算。
其中,理解力学里做功的两个必要因素更是本节课的难点所在,这也是判断是否做功的必要条件。
“功”对学生来说,是一个陌生而抽象的概念。
一直以来教师在讲授《功》的时候,总是先讲功的含义及两个必要因素,再举几个例子,让学生识别哪些现象是做功了,哪些现象没做功,然后让学生利用公式计算,这种学生被动接受“功”的概念和功的公式,使得爱学习的学生很努力听,不学习的就只能“开小差”了。
摩擦力做功问题及求变力做功的几种方法学校:_________班级:___________姓名:_____________模型概述1.摩擦力做功问题1)无论是静摩擦力还是滑动摩擦力都可以对物体可以做正功,也可以做负功,还可以不做功。
2)静摩擦力做功的能量问题①静摩擦做功只有机械能从一个物体转移到另一个物体,而没有机械能转化为其他形式的能。
②一对静摩擦力所做功的代数和总等于零,而总的机械能保持不变。
3)滑动摩擦力做功的能量问题①滑动摩擦力做功时,一部分机械能从一个物体转移到另一个物体,另一部分机械能转化为内容,因此滑动摩擦力做功有机械能损失。
②一对滑动摩擦力做功的代数和总是负值,总功W =-F f ⋅x 相对,即发生相对滑动时产生的热量。
2.求变力做功的几种方法1.用W =Pt 求功当牵引力为变力,且发动机的功率一定时,由功率的定义式P =W t,可得W =Pt .1)“微元法”求变力做功:情形一:当力的大小不变,而方向始终与运动方向相同或相反时,力F 做的功与路程有关,W =Fs 或W =-Fs ,其中s 为物体通过的路程.情形二:当力的大小不变,运动为曲线时,将物体的位移分割成许多小段,因小段很小,每一小段上作用在物体上的力可以视为恒力,这样就将变力做功转化为在无数多个无穷小的位移上的恒力所做功的代数和,此法适用于求解大小不变、方向改变的变力做功.【举例】质量为m 的木块在水平面内做圆周运动,运动一周克服摩擦力做功W f =F f ⋅Δx 1+F f ⋅Δx 2+F f ⋅Δx 3+...=F f ⋅(Δx 1+Δx 2+Δx 3+...)=F f ⋅2πR2)“图像法”求变力做功:在F -x 图像中,图线与x 轴所围“面积”的代数和就表示力F 在这段位移内所做的功,且位于x 轴上方的“面积”为正功,位于x 轴下方的“面积”为负功,但此方法只适用于便于求图线与x 轴所围面积的情况(如三角形、矩形、圆等规则的几何图形).【举例】一水平拉力拉着一物体在水平面上运动的位移为x 0,图线与横轴所围面积表示拉力所做的功,W =F 0+F 12x3)“平均力”求变力做功:当力的方向不变而大小随位移线性变化时,可先求出力对位移的平均值F =F 0+F 12,再由W =F l cos θ计算,如弹簧弹力做功.【举例】弹力做功,弹力大小随位移线性变化,取初状态弹力为0,则W =F x =0+F k 2x =0+kx 2x =12kx 24.应用动能定理求解变力做功:在一个有变力做功的过程中,当变力做功无法直接通过功的公式求解时,可用动能定理W 变+W 恒=12mv 22-12mv 21,物体初、末速度已知,恒力做功W 恒可根据功的公式求出,这样就可以得到W 变=12mv 22-12mv 21-W 恒,就可以求出变力做的功了.【举例】用力F 把小球从A 处缓慢拉到B 处,F 做功为W F ,则有:W F +W G =0⇒W F -mgl (1-cos θ)=0⇒W F =mgl (1-cos θ)5)等效转换法求解变力做功:将变力转化为另一个恒力所做的功。
物理必修二知识点总结物理必修二知识点总结在我们平凡的学生生涯里,看到知识点,都是先收藏再说吧!知识点就是一些常考的内容,或者考试经常出题的地方。
那么,都有哪些知识点呢?以下是店铺帮大家整理的物理必修二知识点总结,希望能够帮助到大家。
曲线运动1.在曲线运动中,质点在某一时刻(某一位置)的速度方向是在曲线上这一点的切线方向。
2.物体做直线或曲线运动的条件:(已知当物体受到合外力F作用下,在F方向上便产生加速度a)(1)若F(或a)的方向与物体速度v的方向相同,则物体做直线运动;(2)若F(或a)的方向与物体速度v的方向不同,则物体做曲线运动。
3.物体做曲线运动时合外力的方向总是指向轨迹的凹的一边。
4.平抛运动:将物体用一定的初速度沿水平方向抛出,不计空气阻力,物体只在重力作用下所做的运动。
分运动:(1)在水平方向上由于不受力,将做匀速直线运动;(2)在竖直方向上物体的初速度为零,且只受到重力作用,物体做自由落体运动。
5.以抛点为坐标原点,水平方向为x轴(正方向和初速度的方向相同),竖直方向为y轴,正方向向下.6.①水平分速度:②竖直分速度:③t秒末的合速度④任意时刻的运动方向可用该点速度方向与x轴的正方向的夹角表示7.匀速圆周运动:质点沿圆周运动,在相等的时间里通过的圆弧长度相同。
8.描述匀速圆周运动快慢的物理量(1)线速度v:质点通过的弧长和通过该弧长所用时间的比值,即v=s/t,单位m/s;属于瞬时速度,既有大小,也有方向。
方向为在圆周各点的切线方向上9.匀速圆周运动是一种非匀速曲线运动,因而线速度的方向在时刻改变(2)角速度:ω=φ/t(φ指转过的角度,转一圈φ为),单位rad/s 或1/s;对某一确定的匀速圆周运动而言,角速度是恒定的(3)周期T,频率:f=1/T(4)线速度、角速度及周期之间的关系:10.向心力:向心力就是做匀速圆周运动的物体受到一个指向圆心的合力,向心力只改变运动物体的速度方向,不改变速度大小。
《功》的教学反思今天下午我借高一6班上了《功》这节课,功是机械能的第二节,是机械能这一章非常重要的一节,因为功能关系是这一章的主题,学好了功的知识才能进一步学好功能关系。
这节课有个背景,那就是学生初中已经学过功的两要素,以及功的计算公式,只不过初中只局限于力和运动方向一致的情况。
这节课就是要让学生在初中学过的功的基础上让学生更全面地学习功的计算方法和正负功的含义。
一、我认为在这节课里,可以为以后上这节课提供经验的有:1、重难点的分析:这节课的重点是功的计算公式以及应用,难点是正功负功的物理意义以及功的标量性。
后面的重点如动能定理的学习十分依赖学生对功的计算掌握情况,所以学会多种对功的计算方法包括一些特殊力的功的计算是很重要的。
当然,这不是这一节课能完成的,还需要习题课、复习课甚至是后面的课中的应用逐步完成的。
这节课里要让学生理解功的一般公式W=Flcosα中各个字母的意义以及在使用时关键找到力和位移的夹角。
功的正负学生很容易理解为代表了方向,这是收到了前面速度加速度这两个矢量在直线运动中用正负号表示方向的一个负迁移。
必须让学生认识到正功负功分别代表了对运动是促进作用和阻碍作用,或者说是动力的功和阻力的功。
这一分析说明功的正负不代表方向,那功到底有没有方向呢?我把它从公式W=Flcosα中每个元素都代表着大小来认定功也只有大小,这样能让学生更容易记住。
但是这不是最好的办法。
2、新课的引入:功的概念比较抽象,在历史中,功的概念的建立是用了很长时间的,并不像高中课本里那么直接地就产生了。
所以我是用三个社会生产中存在的例子,让学生分析里面的能量的变化和力做功的情况,从而让学生体会能量的变化总伴随着做功。
并且从例子的分析中让学生回忆起功的两要素:力和力的方向上发生的位移。
3、通过练习来引出问题。
新的公式学习之后,必须要通过练习来熟练和检测使用中可能存在的问题。
课中的练习一,是让学生比较力与位移成锐角和成钝角两中情况下,功的计算的问题,通过计算发现成钝角时功是负的。
易错点11 功、功率、动能定理及其应用易错总结1.选取不同的参考系时,物体产生的位移可能不同,用公式求出的功就存在不确定性。
因此在高中阶段计算功时,一般以地面为参考系。
2.判断力对物体是否做功时,不仅要看力和位移,还要注意力与位移之间的夹角,小于900做正功,大于90°做负功。
(3.计算某个力的功时,要注意这个力是否始终作用在物体上,也就是说要注意力和位移的同时性。
4.能量是标量,动能只有正值没有负值,最小值为零。
5.重力势能具有相对性,是因为高度具有相对性,因此零势能面的选择尤为重要。
6.势能的正、负不表示方向,只表示大小。
7.比较两物体势能大小时必须选同一零势能面。
8.物体势能大小与零势能面的选取有关,但两位置的势能之差与零势能面的选取无关。
9.重力做功与路径无关,只与始末位置有关。
10.求合力的总功时要注意各个功的正负,进行代数求和。
11.功能变化量一定是末动能减初动能。
12.要严格按动能定理的一般表达形式列方程,即等号的一边是合力的总功,另一边是动能变化量(末减初)13.为了忽略空气阻力.在描述对物体的要求时应该说“质量大,体积小”.即较小的大密度重物,不能只说成“密度大”。
14.用自由落体法验证机械能守恒定律实验中来瞬时速度要用纸带来求,而不能由gh v 2 来求。
15.功率表示的是做功的快慢,而不是做功的多少。
16.汽车的额定功率是其正常工作时的最大功率,实际功率可以小于或等于额定功率。
17.功率和效率是两个不同的概念,二者无必然的联系,功率大的效率不一定高,效率高的功率也不一定大。
(效率一定小于100%)18.在计算汽车匀加速运动可维持的时同时,如果用汽车在水平路门上的最大速度除以加速度这种方法即认为汽车可以一直保持匀加速直至达到最大速度的观点,是错误的。
因为有额定功率限制,功率不能无限增大;实际上当汽车匀加速运动达最大功率时,牵引力开始减小,做加速度减小的加速运动,直到牵引力等于阻力,达到最大速度。
“克服阻力做功”是有名无实的垃圾高万斯以人教版《物理》为代表的“克服说”是:“某力对物体做负功,往往说成“物体克服某力做功”(取绝对值)。
这两种说法的意义是等同的。
例如,竖直向上抛出的球,在向上运动的过程中,重力对球做负功,可以说成“球克服重力做功”。
汽车关闭发动机后,在阻力的作用下逐渐停下来,阻力对汽车做负功,可以说成‘汽车克服阻力做功’。
”[1]< α ≤π时,cosα<0,W = FL cosα<0 ,这表示力对物体做负功”。
—为了方便,“π2—可称之为“负功说”;“某力对物体做负功,往往说成‘物体克服某力做功’(取绝对值)”。
这两种说法的意义是等同的。
——可称之为“克服说”。
根据“某力对物体做负功,往往说成‘物体克服某力做功’(取绝对值)”。
这两种说法的意义是等同的”[1],意思是负功与“克服阻力做功”等同,仅仅名称不同。
什么叫负功与克服阻力做功等同?我认为,两功的五大属性相同时,两功等同。
1、以上抛运动为例来说明:球向上抛出后:这表示,小球根本不克服重力做做功,球克服重力做功为0,负功与克服重力做的功不等同。
这表示,汽车根本不克服阻力做功,阻力对汽车做负功不等同‘汽车克服阻力做功’。
3、以一道习题为例来说明:用起重机把重量为2.0×104 N的物体匀速地提高了5m ,钢绳的拉力做了多少功?重力做了多少功?物体克服重力做了多少功?这些力做的总功是多少?”[2]设钢绳的拉力做功为W这表示,物体根本不克服重力做功,W2和W3的做功者不同,功的大小也不同,所以W2不等同W3。
4、以1999年高考物理题第8题为例来说明:“8. 一物体静止在升降机的地板上,在升降机加速上升的过程中,地板对物体的支持力所做的功等于(A)物体势能的增加量(B)物体动能的增加量(C)物体动能的增加量加上物体势能的增加量(D)物体动能的增加量加上克服重力所做的功”“答这表示,物体根本不克服重力做功,重力对物体做负功不等同物体克服重力做功。
八年级《功》的教学反思八年级《功》的教学反思功是《第七章:机械能守恒定律》的第二节,是机械能这一章非常重要的一节,因为功能关系是这一章的主题,学好了功的知识才能进一步学好功能关系。
这节课有个背景,那就是学生初中已经学过功的两要素,以及功的计算公式,只不过初中只局限于力和运动方向一致的情况。
这节课就是要让学生在初中学过的功的基础上,让学生更全面地学习功的计算方法和正负功的含义。
一、我认为在这节课里,可以为以后上这节课提供经验的有:1、重难点的分析:这节课的重点是功的计算公式以及应用,难点是正功负功的物理意义以及功的标量性。
后面的重点如动能定理的学习十分依赖学生对功的计算掌握情况,所以学会多种对功的计算方法是很重要的。
当然,这不是这一节课能完成的,还需要习题课、复习课甚至是后面的课中的应用逐步完成的。
这节课里要让学生理解功的一般公式W=Flcosα中各个字母的意义以及在使用时关键找到力和位移的夹角。
功的正负学生很容易理解为代表了方向,这是受到了前面速度,加速度这两个矢量在直线运动,用正负号表示方向的一个负迁移。
必须让学生认识到正功负功分别代表了对运动是促进作用和阻碍作用,或者说是动力做的功或阻力做的功。
这一分析说明功的正负不代表方向。
2、新课的引入:功的概念比较抽象,在历史中,功的概念的建立是用了很长时间的,并不像高中课本里那么直接地就产生了。
所以我是用三个生活中的例子推桌子,提桶走,滚小球,让学生参与表演,分析是否做功。
并且从例子的分析中让学生回忆起功的两要素:力和力的方向上发生的位移。
3、通过练习来引出问题。
新的公式学习之后,必须要通过练习来熟练和检测使用中可能存在的问题。
课中的练习一,是让学生比较力与位移成锐角和成钝角两中情况下,功的计算的问题,通过计算发现成钝角时功是负的。
这个例子反映出功有正负。
通过这两个问题自然而然学生会思考功为什么有正负,初中为什么功没有负的?这能引出功的正负是由α角来控制的。
负功说成克服阻力做功与学生的困惑
高万斯
我要求高三王同学求解:用起重机把重量为2.0×104 N的物体匀速地提高了5m ,钢绳的拉力做了多少功?重力做了多少功?物体克服重力做了多少功?这些力做的总功是多少?”
[1]
得到的答复是:
“因为物体匀速提升,所以F拉=G(大小)
(1)W1=F拉·5M=10000J
(2)W2=G·-5M=-10000J
(3)W3=F拉·5M=10000J
(4)W4=W1+W2=0J
注:W1=W3”
求解期间,我多次提示他要用“某力对物体做负功,往往说成‘物体克服某力做功’(取绝对值)”。
但他对其中的“往往”(“克服说”有“往往”,试题没有“往往”)和“克服”表示一头雾水,以多种理由转用“负功说”去求解,转用是半理性半瞎蒙的,所以很费脑子。
其实,从负功到克服阻力做功是说成的,不是逻辑论证的,所以,“克服说”与物理逻辑体系没有任何逻辑关联。
“克服说”面对物理问题时,都将问题通过“某力对物体做负功,往往说成‘物体克服某力做功’(取绝对值)”转交给“负功说”去解决。
如果没有“克服说”,就没有很费脑子的转交过程,省工省力的清明物理世界就实现了。
我希望同学们两手都要硬:1、为了应试,对“克服说”的困惑要忍;2、对“克服说”这种垃圾造成的资源浪费要发声,要呐喊。
附注:
<α≤π时,cosα<0,W = FL cosα<0 ,这表示力对物体做负功”,可称“π
2
之为“负功说”;
“某力对物体做负功,往往说成‘物体克服某力做功’(取绝对值)”,可称之为“克服说”。