人教版高中物理必修二第七章机械能1优质教案
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第七章机械能
§7.1功
□教学目标：
1.知道功的定义，理解做功的两个要素：力和在力的方向上发生的位移。
2.掌握功的计算公式：W＝Fscosα；明确公式中各个字母所代表的物理量，知道功的单位。
3.知道功是标量。
理解功的正、负的实质，能正确判断某过程中各力是否做功及做功的正负。
4.掌握合力功的两种计算方法。
□教学重难：
1.物理过程中各个力做功多少的计算、正负的判断。
2.物体所受合力做功多少的计算、正负的判断。
3.知道功的计算式中的力是指恒力功。
□教学过程：
我们知道自然界存在各种不同形式的能量，例如：机械能、内能、电能、化学能、核能、太阳能等（学生回答，教师引导、小结），不同形式的又可以发生相互转化，而且相互转化过程中总能量守恒。
通过初中的学习，我们又知道物体能够对外做功，说明它具有能量，也就是说：功和能是有密切的关系的，做功的过程就是能量相互转化的过程，做了多少功，就有多少能量发生了转化。
这样，通过某过程中力做功的多少就可以定量地研究能量及相互转化了。
本节我们先来学习功的有关知识。
分析下列具体过程中，归纳力做功的必要条件：
A．举重运动员举起杠铃的过程；B．举重运动员举起杠铃后稳定３秒钟。
Ｃ．木块在水平恒力作用下沿水平地面滑动，拉力是否做功？重力是否做功？
一、做功的两个不可缺少的条件
因此，我们说做功的两个不可缺少的因素是什么？力越大，发生的位移越大，所做的功就越大。
如果力的方向与物体运动的方向相同，功的大小就等于力的大小和位移大小的乘积。
如图：用F表示力的大小，W 表示力F所做的功，s表示位移的大小，则有：
二、功的计算公式
1.公式：W＝Fs
W表示力F所做的功。
F表示力的大小。
S表示位移的大小。
α时，这时又怎样来计算这个力做的功？
我们可以把力F分解为两个分力：跟位移方向一致的分力F1，跟位移方向垂直的分力F2。
设物体发生的位移是s，力F1所做的功等于W1＝F1s；力F2的方向跟位移方向垂直，在F2的方向上没有位移，故力F2所做的功等于零，W2＝0。
因此力F对物体所做的功就等于F1s，即：W＝W1＝F1s，而F1＝Fcosα所以：
W＝Fscosα这就是说，在一般情况下，力对物体所做的功，等
于力的大小
．．、力和位移的夹角的余弦
．．．．．三．．、位移的大小
者的乘积
．．。
那么，W＝Fs和W＝Fscosα是什么关系呢？当α角等于0°角时，即：力的方向与物体运动的方向一致时，W＝Fscosα就变成W＝Fs，也就是说W＝Fs是W＝Fscos
α的一种特殊形式。
2.功的单位：J
在国际单位制中，功的单位是焦耳，简称焦，国际符号是J。
那么焦耳是如何定义的呢？
1焦耳就是1牛的力使物体在力的方向上发生1米位移所做的功：
1J＝1N×1m＝1N·m
功有方向吗？它是标量还是矢量？
讨论分析：由于功是由力的大小和位移的大小确定的，因此它没有方向，是一个标量，但有正、负之分。
三、正功与负功
我们现在由W＝Fscosα讨论一下功的正负。
①当α＝π/2时，cosα＝0，W＝0：这表示力的方向与位移的方向垂直时，力F不做功。
例如小球在水平桌面上滚动时，支持力和重力都和位移垂直，因此它们都不做功。
②当α＜π/2时，cosα＞0，W＞0：这表示力F 对物体做正功，即该力推动物体运动。
例如人用力推
车前进时，人的推力F对车做正功。
③当α＞π/2时，cosα＜0，W＜0：这表示力F 对物体做负功，即该力阻碍物体运动。
例如人用力阻碍车前进时，人的推力F对车做负功。
尤其对于负功而言，我们也常说成为：物体克服某力做功W焦耳，其中W需取绝对值。
比如：竖直向上抛处的小球，在向上运动的过程中，重力对物体做功-6J，也可说成小球克服重力做了6J的功。
思考：
该力做什么功？
摩擦力是否一定做负功？
例1．人推着一辆自行车在水平道路上前进，
自行车受
哪些力做正功？哪些力做负功？
解：①受力分析：
②判断做功与否：
③判断做正功或做负功
例2．用水平恒力F作用在质量为M的物体上，使之在光滑水平面上沿力的方向移动距离s，恒力做功为W1，再用同样的恒力作用于质量为m（M＞m）的物体上，使之在粗糙的水平面上移动相同的距离s，恒力做功W2，则两次恒力做功的关系是：
A．W1＞W2B．W1＜W2C．W1＝W2 D．无法判断
例３．质量为m的物体，在平行于斜面的恒定拉力作
用下沿一斜面向上运动了一段距离s，
①物体的受力情况；
②物体所受各力的做功大小；
③物体所受各力做功的总和；
④求物体所受各力的合力大小；
⑤物体所受合力做功的大小；
⑥比较物体所受各力做功的总和与物体所受合力做功的关系；
四、计算总功的方法
小结：物体所受各力做功的总功与物体所受合力所做的功是相等的。
即：
W总＝W合
其中：W总＝W1＋W2＋W3＋W4＋…
W合＝F合scosα
五、作业
课本120页：3、4、。
