高一物理最新教案-第七章机械能教案 精品

第七章 机械能 教案

§7·1 功

教学目标：

一、知识目标：

1．知道功的定义，理解做功的两个要素

2．掌握功的公式：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，理解正功和负功的含义

二、能力目标：

1．能正确运用功的公式，计算各力做功的大小，会判断物体所受各力做功的正负

2．掌握合力做功的两种计算方法

教学重点：12．功的计算公式

教学难点：1．如何判定各个力做功的正负。2．各个力所做的总功的计算。

教学方法：初中旧知识的扩展、迁移。通过举例和分析来解决重点，突破难点

教学用具：投影仪、投影片

教学过程：

一、导入新课：

初中阶段我们学过，做功的两个因素是什么?

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。

举例说明力对物体做了功：

①人推车前进时。②起重机提起货物。③列车在机车的牵引力作用下运动。

导入：既然物体受到了力且在力的方向上移动了一段距离，这时，我们就说这个力对物体做了功。那么，功应该如何求解呢?本节课我们来学习有关功的知识。

(1)功：（比较下列两个问题）

问题一：物体ｍ在水平力F的作用下水平向前行驶的位移为s如图甲所示，求力F对物体所做的功。

问题二：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s，如图乙所示，求力F对物体所做的功。

果把F沿两个方向分解：即跟位移方向一致的分力F1，跟位移方向垂直的分力F2，如图所示：

所以：W＝Fscosα

W表示力对物体所做的功单位焦耳(J)

F表示物体所受到的力单位牛(N)

s表示物体所发生位移单位米(m)

α表示力F和位移之间的夹角

讨论：两个图中力F和位移s之间的夹角是多大?

力F和位移s之间的夹角为０°≤α≤１８０°

(2)正功和负功：

①出示下列表格：

②功的正负由什么决定？当一个力对物体做负功时，我们往往说成物体克服这个力做功。例如：一个力对物体做了－6J的功，可以说成物体克服这个力做了6J的功。

③功是一个标量。

物体所受到的力往往不只一个，那么，如何求解这几个力对物体所做的功呢?

(3) 几个力对物体所做总功的求解方法：

问题：一个物体在拉力F１的作用下，水平向右移动位移为s，则：

物体受到哪些力的作用？各个力对物体做的功是多少?各个力对物体所做功的代数和如何？讨论后小结方法：

a．求出各个力所做的功，则总功等于各个力所做功的代数和。

b．求出各个力的合力，则总功等于合力所做的功。

三、巩固练习：

1．如图所示，质量ｍ＝２kg的物体在水平地面上，受到与水平面成θ＝37°，大小F1＝10Ｎ的拉力作用，移动的距离s＝2

ｍ，已知：物体与地面的滑动摩擦因数μ＝0.3，ｇ为10ｍ/s2求：①拉力F１对物体所做的功。②摩擦力F２对物体所做的功。③重力G对物体所做的功。④弹力F３对物体做的功。⑤合外力对物体所做的总功。

2．一质量为2kg的物体，放在倾斜角为300的斜面上，给物体施以沿斜面向上的大小为20N的拉力作用下沿斜面向上作a=2m/s2的匀加速运动。求物体上滑5m的过程中，各个力对物体做功分别为多少？总功为多少？（ｇ为10ｍ/s2）

四、小结：1.功的求解公式W＝Fscosα.其中α指的是F和s之间的夹角。

2.功是一个可以有正负的标量，它的正负是由cosα的正负决定的。

3.求解力对物体所做总功的两种方法。

五、作业：(一)课本Ｐ137练习一

§7·2 功率

教学目标：

一、知识目标：

1.知道功率的定义、定义式、单位

2.理解平均功率和瞬时功率

3.理解功率的导出式P＝F·ｖ的物理意义，掌握其用法

二、能力目标：

1.学会求解各种不同的功率

2.运用功率的不同表达公式分析和解决动力机械的运动问题

教学重点：1.理解功率的概念。2.知道功率的公式及其计算。

教学难点：功率的求解公式Ｐ＝Fｖ的意义和应用

教学方法：电教法、理论联系实际归纳法

教学用具：投影仪、投影片、课件

教学过程：

一、复习导入：功的定义、公式W＝Fscosα及正、负功的含义。问题：

①一台起重机在1分钟内把1吨的货物匀速提到预定的高度。

②另一台起重机在30秒内把1吨的货物匀速提到相同的高度。

比较两起重机对物体做了功。完成这些功所用的时间。力对物体做功有快慢之分，今天我们就来学习表示物体做功快慢的物理量。

二、新课教学：

1、功率：

①功率是表示物体做功快慢的物理量。

②类比（运动快慢）得到功率的公式：Ｐ＝tW

③单位：国际单位：瓦（W），常用单位千瓦（ｋW） １kW=1000 WW=１J/s

问题：一个物体在F的作用下，在时间ｔ内发生的位移为s，已知作用力F的方向和位移方向相同，求：力F的功。（Ｐ＝F·ｖ）

2、平均功率Ｐ＝Fｖ(ｖ是平均速度)tWP

瞬时功率Ｐ＝Fｖ(ｖ是瞬时速度)

训练：质量ｍ＝3 kg的物体，在水平力F＝6 Ｎ的作用下，在光滑的水平面上从静止开始运动，运动时间ｔ＝3 s，求：①力F在ｔ＝3 s内对物体所做的功。②力F在ｔ＝3 s内对物体所做功的平均功率。③在3 s末力F对物体做功的瞬时功率。

三、公式Ｐ＝Fｖ的应用和讨论：

a.当P一定时，F和ｖ有什么关系?

b.当F一定时，P和ｖ有什么关系?

c.当ｖ一定时，F和P有什么关系?

问题：当汽车以恒定功率上坡时，司机常用换档的方法来减小速度，为什么?要保持速度不变，就必须加大油门，为什么?什么发动机输出的功率越大，起吊的速度就越大?

三、例题：

1．汽车发动机的额定功率为60ｋW，汽车质量为5 t，汽车在水平路面上行驶时，阻力是车重的０.１倍，ｇ取10ｍ/s2，问：①汽车保持以额定功率从静止起动后能达到的最大速度是多少?0.5 ｍ/s2的加速度做匀加速运动，这一过程能维持多长时间?

四、小结 ：

1.功率是表示物体做功快慢的物理量、单位有W、ｋW、1ｋW＝103W

2.功率的求解公式有：tWP Ｐ＝Fｖ

其中tWP和Ｐ＝Fv可用来求解平均功率，而Ｐ＝Fｖ也可用来求解瞬时功率。 a↓

3.要会用Ｐ＝Fｖ分析汽车的两种起动过程。

五、作业：（一）课本P139练习二

六、训练题：

1．质量为ｍ的物体自高处自由落下，时间ｔ内重力的平均功率为_____，t秒末重力的瞬时功率为_____。

2．设飞机飞行时所受的阻力与其速度的平方成正比.如果飞机以速度ｖ匀速飞行时其发动机的功率为P，则飞机以2ｖ的速度匀速飞行时其发动机的功率为_____。

3．物体A、B质量相同，A放在光滑的水平面上，B放在粗糙的水平面上，在相同的力F作用下，由静止开始都通过了相同的位移s.那么：（ ）

A.力F对A

B.力F对B

C.力F对A、B

D.力F对A、B做功相等，但对A

4．起重机的钢绳吊着物体由静止开始竖直向上运动，先以加速度a（a

A.第一段平均功率最大 B.

C. D.第一段平均功

5．跳绳是一种健身运动，设某运动员的质量是50 kg，他1分钟跳180次，假定在每次跳跃中，脚与地面的接触时间占跳跃一次所需时间的52，则该运动员跳绳时克服重力做功的平均功率是多少瓦?(ｇ取10 ｍ/s2)

6．在20 ｍ高处以大小相等的初速度ｖ０＝20 ｍ/s将三个质量均为0.1 kg的小球a、b、c分别竖直上抛、平抛和自由落下，从抛出到落地的全过程中，求重力对三球做的功和平均功率(不计空气阻力，ｇ＝10 ｍ/s2)

功和功率习题课

教学目标：

1．能正确运用功和功率的公式，计算各力做功及功率的大小

2．掌握合力做功的两种计算方法。会分析汽车的两种起动方式

教学重点：功和功率的计算；汽车的两种起动方式中功、功率和运动情况的分析

教学难点：功和功率的计算，汽车的两种起动方式的运动分析

教学方法：讲练结合

教学用具：投影仪、投影片

教学过程：

一、复习：

1．功：W＝Fscosα

2．功率：tWP Ｐ＝Fｖ

练习：

一、选择题：

1.一质量为m的木块静止在光滑的水平面上.从t=0开始，将一个大小为F的水平恒力作用在该木块上，在t=t１时刻力F的功率是：（ ）

A.122tmF B. 2122tmF C. 12tmF D. 212tmF

2.如图所示，小物块位于光滑的斜面上，斜面位于光滑的水平地面上，从地面上看，在小物块沿斜面下滑的过程中，斜面对小物块的作用力：（ ）

A.垂直于接触面，做功为零 B.垂直于接触面，做功不为零

C.不垂直于接触面，做功为零 D.不垂直于接触面，做功不为零

3.如图7—4所示，用轻绳悬挂一小球，将小球拉至如图所示的水平位置，然后放手使小球从静止开始向下摆动，在小球摆向最低点的过程中，重力对小球做功的功率：（ ）

A.保持不变 B.不断变大

C.不断变小 D.先变大，后变小

4.一物体静止在光滑水平面上，先对物体施一水平向右的恒力F１， 经t s后撤去F１，立即再对它施一水平向左的恒力F２，又经t ｓ后物体回到出发点.在这一过程中，F１、Ｆ２分别对物体做的功W１、Ｗ２间的关系是：（ ）

A.Ｗ２＝Ｗ１ B.Ｗ２＝２Ｗ１ C.Ｗ２＝３Ｗ１ D.W２＝５Ｗ１

5.一架自动扶梯以恒定的速率v１运送乘客上同一层楼，某乘客第一次站在扶梯不动，第二次以相对于扶梯的速率v２匀速上走，两次扶梯运客所做的功分别为W１和W２；牵引力功率分别为P１和P２，则：（ ）

A.Ｗ１＜Ｗ２，Ｐ１＜Ｐ２ B.Ｗ１＜Ｗ２，Ｐ１＝Ｐ２

C.W１＝Ｗ２，Ｐ１＜Ｐ２ D.Ｗ１＞Ｗ２，Ｐ１＝Ｐ２

6.关于汽车在水平路上运动，下列说法中正确的是：（ ）

A.汽车启动后以额定功率行驶，在速率未达到到最大以前，加速度是在不断增大的

B.汽车启动后以额定功率行驶，在速度未达到最大以前，牵引力，应是不断减小的

C.汽车以最大速度行驶后，若要减小速度，可减小牵引功率行驶

D.汽车以最大速度行驶后，若再减小牵引力速率一定减小

7.汽车在水平路面上从静止开始做匀加速运动，到t１ｓ末关闭发动机做匀减速运动,到t２ｓ末静止，其速度——时间如图所示，图中内角α＜β，若汽车牵引力做功为W做功的平均功率为P；汽车加速和减速过程中克服摩擦力做功分别为W１和W２，平均功率的大小分别为P１和P2，则下述结论正确的是：（ ）

A.Ｗ＝Ｗ１＋Ｗ２ B.Ｗ１＞Ｗ２

C.P=P１＋Ｐ２ D.Ｐ１＝Ｐ２

二、填空题：

8.如图7—6所示，一物体质量m=2 kg，放在光滑水平面上，在恒定的牵引力F的作用下，由位置A直线运动到位置B，已知vＡ＝１ m/s，vＢ＝４ m/s，θ＝60°在这个过程中，牵引力对物体做的功是 Ｊ，其冲量大小为 Ｎ·s.