高一(yi)物(wu)理必修2功(gong)課件

　　功是(shi)物(wu)理(li)學(xue)中(zhong)表示力(li)對物(wu)體(ti)作用的空間(jian)的累積的物(wu)理(li)量，以下是(shi)小編收集的功課件(jian)，歡迎查看！

　　一、教學目標

　　1．理解功的概念：

　　(1)知道做(zuo)機械功(gong)(gong)的(de)(de)兩個不可缺少的(de)(de)因素，知道做(zuo)功(gong)(gong)和“工作”的(de)(de)區(qu)別；

　　(2)知道當力(li)與位(wei)移方向的夾角大(da)于90°時，力(li)對物(wu)體做負功(gong)，或說物(wu)體克服這個力(li)做了功(gong)。

　　2．掌握功的計算：

　　(1)知道(dao)計算機(ji)械功的(de)公(gong)式W=Fscosα；知道(dao)在國際單位制(zhi)中，功的(de)單位是焦耳(er)(J)；知道(dao)功是標量。

　　(2)能夠用公式W=Fscosα進行有關計(ji)算。

　　二、重點、難點分析

　　1．重點(dian)是(shi)使學(xue)生在理解力對物體(ti)做功(gong)的兩個要素(su)的基(ji)礎上掌握機械功(gong)的計算(suan)公式。

　　2．物體(ti)在力的(de)方向上(shang)的(de)位移(yi)(yi)與物體(ti)運動的(de)位移(yi)(yi)容易混淆，這(zhe)是難(nan)點。

　　3．要使學生對負功(gong)的(de)意義有所認識，也(ye)較(jiao)困難(nan)，也(ye)是難(nan)點。

　　三、教具

　　帶(dai)有牽引細(xi)線的滑塊(或小車)。

　　四、主要教學過程

　　(一)引入新課

　　功這個詞我們(men)并不陌(mo)生，初中物(wu)理中學習過(guo)功的(de)一些(xie)初步知識，今天(tian)我們(men)又來學習功的(de)有(you)關知識，絕不是簡單地重復，而是要使我們(men)對(dui)功的(de)認識再提高一步。

　　(二)教(jiao)學(xue)過程設計

　　1．功的概念

　　先請(qing)同(tong)學回(hui)顧(gu)一下初中學過(guo)的(de)與功(gong)的(de)概念密(mi)切相關的(de)如下兩個問題：什么叫做功(gong)？誰對(dui)誰做功(gong)？然后做如下總結并板書(shu)：

　　(1)如(ru)果(guo)一個物(wu)(wu)體受到力(li)(li)的(de)作用，并且在力(li)(li)的(de)方向(xiang)上(shang)發生了(le)位移，物(wu)(wu)理學(xue)中(zhong)就說這個力(li)(li)對物(wu)(wu)體做了(le)功。

　　然后(hou)演示用(yong)水平拉力(li)(li)使滑(hua)塊(kuai)(kuai)沿(yan)拉力(li)(li)方(fang)(fang)向在講(jiang)桌(zhuo)上(shang)(shang)滑(hua)動一(yi)段距離(li)，并(bing)將示意圖(tu)畫到(dao)黑板上(shang)(shang)，如(ru)圖(tu)1所示，與同學(xue)一(yi)起討論如(ru)下問題(ti)：在上(shang)(shang)述過程中，拉力(li)(li)F對滑(hua)塊(kuai)(kuai)是(shi)否(fou)做(zuo)(zuo)了(le)(le)(le)功？滑(hua)塊(kuai)(kuai)所受的(de)(de)重力(li)(li)mg對滑(hua)塊(kuai)(kuai)是(shi)否(fou)做(zuo)(zuo)了(le)(le)(le)功？桌(zhuo)面對滑(hua)塊(kuai)(kuai)的(de)(de)支(zhi)持(chi)力(li)(li)N是(shi)否(fou)對滑(hua)塊(kuai)(kuai)做(zuo)(zuo)了(le)(le)(le)功？強調指(zhi)出(chu)，分析一(yi)個力(li)(li)是(shi)否(fou)對物體做(zuo)(zuo)功，關(guan)鍵是(shi)要(yao)看受力(li)(li)物體在這個力(li)(li)的(de)(de)方(fang)(fang)向上(shang)(shang)是(shi)否(fou)有位移(yi)。至此可作出(chu)如(ru)下總結并(bing)板書：

　　(2)在(zai)物(wu)理學中，力(li)和物(wu)體在(zai)力(li)的(de)方向上發生的(de)位移，是做功的(de)兩(liang)個不可缺(que)少的(de)因素。

　　2．功的公式

　　就圖(tu)1提出：力(li)F使滑塊發生位移s這個過程中(zhong)，F對滑塊做了多少功如(ru)何計(ji)(ji)算(suan)？由同學回答出如(ru)下計(ji)(ji)算(suan)公式：W=Fs。就此(ci)再(zai)進一(yi)(yi)步提問：如(ru)果細繩斜(xie)向(xiang)上拉滑塊，如(ru)圖(tu)2所示，這種情況下滑塊沿(yan)F方向(xiang)的位移是多少？與同學一(yi)(yi)起分(fen)析并(bing)得出這一(yi)(yi)位移為s cos α。至此(ci)按功的前(qian)一(yi)(yi)公式即可得到如(ru)下計(ji)(ji)算(suan)公式：

　　W=Fscosα

　　再根據公式(shi)(shi)W=Fs做啟發式(shi)(shi)提問：按(an)此公式(shi)(shi)考慮，只要F與(yu)s在(zai)(zai)同一直線上(shang)(shang)，乘起來就可以求得(de)力(li)對物體(ti)所(suo)做的(de)(de)功。在(zai)(zai)圖(tu)2中，我(wo)們是(shi)將位(wei)(wei)移分解到(dao)F的(de)(de)方向上(shang)(shang)，如(ru)果(guo)(guo)我(wo)們將力(li)F分解到(dao)物體(ti)位(wei)(wei)移s的(de)(de)方向上(shang)(shang)，看(kan)(kan)看(kan)(kan)能得(de)到(dao)什么結(jie)果(guo)(guo)？至此在(zai)(zai)圖(tu)2中將F分解到(dao)s的(de)(de)方向上(shang)(shang)得(de)到(dao)這(zhe)個分力(li)為Fcosα，再與(yu)s相乘，結(jie)果(guo)(guo)仍然是(shi)W=Fscosα。就此指出(chu)，計算一個力(li)對物體(ti)所(suo)做的(de)(de)功的(de)(de)大(da)小(xiao)，與(yu)力(li)F的(de)(de)大(da)小(xiao)、物體(ti)位(wei)(wei)移s的(de)(de)大(da)小(xiao)及F和s二者方向之間的(de)(de)夾角(jiao)α有(you)(you)關，且此計算公式(shi)(shi)有(you)(you)普遍意(yi)義(對計算機械功而言)。至此作出(chu)如(ru)下板書：

　　W=Fscosα

　　力對物體所做的(de)(de)功，等于力的(de)(de)大小(xiao)、位(wei)(wei)移的(de)(de)大小(xiao)、力和(he)位(wei)(wei)移的(de)(de)夾角的(de)(de)余弦三者的(de)(de)乘積。

　　接下(xia)來給出F=100N、s=5m、α=37°，與同學一起計算(suan)功W，得出W=400Nm。就(jiu)此說明(ming)1Nm這個(ge)功的大小被(bei)規(gui)定為(wei)功的單位(wei)，為(wei)方便(bian)起見，取(qu)名為(wei)焦耳，符號為(wei)J，即1J=1Nm。最后明(ming)確板書為(wei)：

　　在國(guo)際單(dan)位(wei)制(zhi)中，功的單(dan)位(wei)是焦(jiao)耳(J)

　　1J＝1Nm

　　3．正功、負功

　　(1)首先對功的計算公式W=Fscosα的可(ke)能(neng)(neng)值(zhi)(zhi)與學生(sheng)共(gong)同討論(lun)。從(cong)cos α的可(ke)能(neng)(neng)值(zhi)(zhi)入手(shou)討論(lun)，指(zhi)出功W可(ke)能(neng)(neng)為正值(zhi)(zhi)、負值(zhi)(zhi)或零，再(zai)進一步說明，力F與s間夾角(jiao)α的取值(zhi)(zhi)范圍，最后總(zong)結(jie)并作如下板書：

　　當0°≤α＜90°時，cosα為正值(zhi)， W為正值(zhi)，稱為力對物體(ti)做正功(gong)，或稱為力對物體(ti)做功(gong)。

　　當α=90°時，cosα=0，W=0，力對(dui)(dui)物(wu)體做(zuo)零功，即力對(dui)(dui)物(wu)體不做(zuo)功。

　　當90°＜α≤180°時(shi)，cosα為負值(zhi)， W為負值(zhi)，稱為力(li)對物體(ti)做(zuo)負功(gong)，或說物體(ti)克服這(zhe)個力(li)做(zuo)功(gong)。

　　(2)與學生一起先討論功(gong)的物理意(yi)義，然(ran)后再說明正功(gong)、負功(gong)的物理意(yi)義。

　　①提(ti)出(chu)功是描述什么(me)的物理量(liang)這個(ge)問題(ti)與學(xue)生討(tao)論。結(jie)合圖1，使學(xue)生注(zhu)意到力作用滑(hua)(hua)塊并持續使滑(hua)(hua)塊在(zai)(zai)力的方(fang)向上(shang)運動，發(fa)生了(le)一段(duan)位(wei)移，引(yin)導學(xue)生認識其(qi)特(te)征是力在(zai)(zai)空間位(wei)移上(shang)逐漸累積的作用過(guo)程(cheng)。

　　然(ran)后就此提(ti)出：這(zhe)個(ge)累積(ji)作用過程(cheng)到底累積(ji)什(shen)么？舉如下兩(liang)個(ge)事例啟發學(xue)生思考：

　　a．一(yi)(yi)輛(liang)手推車(che)上裝(zhuang)有很(hen)多貨(huo)物，搬運(yun)工推車(che)要用很(hen)大的力。向前推一(yi)(yi)段距離就(jiu)要休息一(yi)(yi)會(hui)兒，然后有了力氣(qi)再推車(che)走(zou)。

　　b．如果要(yao)你(ni)將重物從一樓向(xiang)六樓上(shang)搬(ban)，搬(ban)運過程中(zhong)會有(you)什(shen)么感覺？

　　首(shou)先(xian)使學生意識(shi)到上述兩個過程(cheng)都(dou)是人(ren)用力對(dui)物體(ti)(ti)做功的過程(cheng)，都(dou)要消耗體(ti)(ti)能(neng)。就此指出做功過程(cheng)是能(neng)量(liang)(liang)轉化過程(cheng)，做功越多(duo)，能(neng)量(liang)(liang)轉化得越多(duo)，因而功是能(neng)量(liang)(liang)轉化的量(liang)(liang)度。能(neng)量(liang)(liang)是標量(liang)(liang)，相應功也是標量(liang)(liang)。板書如下：

　　功(gong)(gong)是(shi)描述力(li)在空(kong)間位移上累積作用的物理(li)量(liang)。功(gong)(gong)是(shi)能量(liang)轉化的量(liang)度，功(gong)(gong)是(shi)標量(liang)。

　　②在(zai)上述對功(gong)的意(yi)義認識的基(ji)礎上，討論(lun)正(zheng)功(gong)和負功(gong)的意(yi)義，得(de)出如下認識并板書：

　　正功(gong)的(de)意義(yi)是：力(li)對物(wu)體(ti)做功(gong)向物(wu)體(ti)提供能量，即受力(li)物(wu)體(ti)獲得了能量。

　　負功的意義是：物體克(ke)服(fu)外力做功，向外輸出能量(liang)(以消耗自(zi)身的能量(liang)為代價(jia))，即負功表示物體失去了能量(liang)。

　　4．例題(ti)講解或討論

　　例1．課本p．110上(shang)的(de)(de)(de)(de)〔例題〕是(shi)功的(de)(de)(de)(de)計算公式的(de)(de)(de)(de)應用示范。分析過程(cheng)中應使學(xue)生明確：推力F對(dui)箱(xiang)子所做的(de)(de)(de)(de)功，實際上(shang)就是(shi)推力F的(de)(de)(de)(de)水(shui)平分力Fcosα對(dui)箱(xiang)子所做的(de)(de)(de)(de)功，而推力 F的(de)(de)(de)(de)豎直分力Fsinα與位移s的(de)(de)(de)(de)方向是(shi)垂直的(de)(de)(de)(de)，對(dui)箱(xiang)子不做功。

　　例(li)2．如(ru)圖3所示(shi)，ABCD為畫在(zai)水(shui)(shui)平(ping)(ping)地面上的正方形，其(qi)邊長為a，P為靜止于A點(dian)的物體(ti)(ti)。用水(shui)(shui)平(ping)(ping)力(li)F沿(yan)直(zhi)線(xian) AB拉(la)(la)物體(ti)(ti)緩慢(man)滑(hua)(hua)動(dong)到(dao)B點(dian)停下(xia)，然后仍用水(shui)(shui)平(ping)(ping)力(li)F沿(yan)直(zhi)線(xian)BC拉(la)(la)物體(ti)(ti)滑(hua)(hua)動(dong)到(dao)C點(dian)停下(xia)，接下(xia)來仍用水(shui)(shui)平(ping)(ping)力(li)F沿(yan)直(zhi)線(xian)CD拉(la)(la)物體(ti)(ti)滑(hua)(hua)動(dong)到(dao)D點(dian)停下(xia)，最(zui)后仍用水(shui)(shui)平(ping)(ping)力(li)F沿(yan)直(zhi)線(xian)DA拉(la)(la)物體(ti)(ti)滑(hua)(hua)動(dong)到(dao)A點(dian)停下(xia)。若后三(san)段運動(dong)中物體(ti)(ti)也是緩慢(man)的，求全過程中水(shui)(shui)平(ping)(ping)力(li)F對物體(ti)(ti)所做的功是多少？

　　此例題先讓學(xue)生(sheng)做(zuo)，然后找出一個所(suo)得結(jie)果是(shi)W=0的學(xue)生(sheng)發言(yan)，此時會有(you)學(xue)生(sheng)反(fan)對，并能說出W=4Fa才是(shi)正(zheng)確(que)結(jie)果。讓后者(zhe)講其思路和做(zuo)法，然后總結(jie)，使學(xue)生(sheng)明(ming)確(que)在(zai)每一段(duan)位(wei)(wei)(wei)移a中(zhong)，力(li)F都與(yu)a同方向(xiang)，做(zuo)功(gong)為Fa，四(si)個過程加起來就(jiu)是(shi)4Fa。強(qiang)調：功(gong)的概念(nian)中(zhong)的位(wei)(wei)(wei)移是(shi)在(zai)這(zhe)個力(li)的方向(xiang)上的位(wei)(wei)(wei)移，而不能簡單地與(yu)物(wu)體運動(dong)的位(wei)(wei)(wei)移畫(hua)等號。要結(jie)合物(wu)理過程做(zuo)具體分析。

　　例(li)3．如圖4所示，F1和F2是作用在(zai)物體(ti)P上的兩(liang)(liang)個水平(ping)恒(heng)力，大小分(fen)別為(wei)：F1=3N，F2=4N，在(zai)這兩(liang)(liang)個力共同作用下(xia)，使物體(ti)P由靜止開始沿水平(ping)面移(yi)動5m距離的過(guo)程中(zhong)，它們(men)對物體(ti)各做多(duo)少(shao)功(gong)？它們(men)對物體(ti)做功(gong)的代(dai)數和是多(duo)少(shao)？F1、F2的合力對P做多(duo)少(shao)功(gong)？

　　此例題要解(jie)決(jue)兩個(ge)方面的(de)(de)(de)(de)問題，一是(shi)強化(hua)功的(de)(de)(de)(de)計算(suan)公式的(de)(de)(de)(de)正(zheng)確(que)應(ying)用，糾正(zheng)學(xue)生中出(chu)現(xian)的(de)(de)(de)(de)錯誤，即(ji)不注(zhu)意力(li)與(yu)位(wei)移方向(xiang)的(de)(de)(de)(de)分(fen)析，直(zhi)接用3N乘5m、4N乘5m這(zhe)種低(di)級錯誤，引導學(xue)生注(zhu)意在題目沒有(you)給出(chu)位(wei)移方向(xiang)時(shi)，應(ying)該根據動力(li)學(xue)和運動學(xue)知識作出(chu)符(fu)合實際的(de)(de)(de)(de)判(pan)斷；二是(shi)通過例題得到的(de)(de)(de)(de)結(jie)果，使學(xue)生知道一個(ge)物(wu)體所(suo)受合力(li)對(dui)物(wu)體所(suo)做的(de)(de)(de)(de)功。等于(yu)各(ge)個(ge)力(li)對(dui)物(wu)體所(suo)做的(de)(de)(de)(de)功的(de)(de)(de)(de)代數(shu)和，并從合力(li)功與(yu)分(fen)力(li)功所(suo)遵(zun)從的(de)(de)(de)(de)運算(suan)法(fa)則，深化(hua)功是(shi)標量的(de)(de)(de)(de)認識。

　　解(jie)答過(guo)程如下(xia)：位移(yi)在F1、F2方向上的(de)分(fen)(fen)量分(fen)(fen)別(bie)為s1=3m、s2=4m，F1對P做功為9J，F2對P做功為16J，二者的(de)代數和為25J。F1、F2的(de)合(he)力(li)(li)(li)為5N，物體的(de)位移(yi)與合(he)力(li)(li)(li)方向相(xiang)同，合(he)力(li)(li)(li)對物體做功為W=Fs=5N×5m=25J。

　　例4．如圖5所示。A為靜(jing)止(zhi)在(zai)水(shui)平桌面(mian)上(shang)的(de)物體(ti)，其右(you)側(ce)固(gu)定著一(yi)個定滑輪O，跨過定滑輪的(de)細繩(sheng)的(de)P端(duan)固(gu)定在(zai)墻壁上(shang)，于細繩(sheng)的(de)另一(yi)端(duan)Q用水(shui)平力F向右(you)拉，物體(ti)向右(you)滑動s的(de)過程中，力F對物體(ti)做多少功？(上(shang)、下兩段繩(sheng)均保持水(shui)平)

　　本例題(ti)仍重點(dian)(dian)解決計(ji)算功(gong)時對力(li)(li)和位(wei)移這兩個要素的分析。如果(guo)(guo)著眼于(yu)(yu)受(shou)(shou)力(li)(li)物(wu)體，它受(shou)(shou)到(dao)水(shui)平向右的力(li)(li)為(wei)兩條繩的拉力(li)(li)，合力(li)(li)為(wei)2F。因(yin)而(er)合力(li)(li)對物(wu)體所做的功(gong)為(wei)W=2Fs；如果(guo)(guo)著眼于(yu)(yu)繩子的Q端，即力(li)(li)F的作(zuo)用點(dian)(dian)，則(ze)可知物(wu)體向右發主s位(wei)移過程中(zhong)，Q點(dian)(dian)的`位(wei)移為(wei)2s，因(yin)而(er)力(li)(li)F拉繩所做的功(gong)W=F2s=2Fs。兩種(zhong)不同(tong)處(chu)理(li)方法結果(guo)(guo)是相同(tong)的。

　　五、課堂小結

　　1．對功(gong)的(de)(de)(de)概念和功(gong)的(de)(de)(de)物(wu)理(li)意(yi)義的(de)(de)(de)主要(yao)內容作必要(yao)的(de)(de)(de)重復(包(bao)括正功(gong)和負功(gong)的(de)(de)(de)意(yi)義)。

　　2．對功的計算公式(shi)及其應用的主要(yao)問題再作(zuo)些強調。

　　六、說明

　　1．考慮(lv)到功(gong)(gong)(gong)的(de)(de)定義(yi)式(shi)W=Fscosα與課本(ben)上講(jiang)的(de)(de)功(gong)(gong)(gong)的(de)(de)公式(shi)相同，特別是對式(shi)中(zhong)(zhong)s的(de)(de)解(jie)(jie)釋不一，有物(wu)體位(wei)移(yi)(yi)與力(li)的(de)(de)作用(yong)點的(de)(de)位(wei)移(yi)(yi)之分，因而沒有給出(chu)明確(que)的(de)(de)功(gong)(gong)(gong)的(de)(de)定義(yi)的(de)(de)文字表達。實際問(wen)題(ti)中(zhong)(zhong)會(hui)用(yong)功(gong)(gong)(gong)的(de)(de)公式(shi)正(zheng)確(que)進行計算(suan)就可(ke)以(yi)了(le)。從例題(ti)4可(ke)以(yi)看(kan)出(chu)，定義(yi)一個力(li)對物(wu)體所做的(de)(de)功(gong)(gong)(gong)，將位(wei)移(yi)(yi)解(jie)(jie)釋為力(li)的(de)(de)作用(yong)點在力(li)的(de)(de)方(fang)向上的(de)(de)位(wei)移(yi)(yi)是比較恰當的(de)(de)。如(ru)果(guo)將位(wei)移(yi)(yi)解(jie)(jie)釋為受(shou)力(li)物(wu)體在力(li)的(de)(de)方(fang)向上的(de)(de)位(wei)移(yi)(yi)，學生會(hui)得出(chu)W=Fs這一錯誤結果(guo)，還會(hui)理(li)直(zhi)氣壯(zhuang)地堅持錯誤，糾正(zheng)起來就困難多了(le)。

　　2．由于(yu)對(dui)功(gong)的(de)(de)物(wu)理(li)意(yi)義的(de)(de)講解(jie)是(shi)初(chu)步的(de)(de)，因而對(dui)正(zheng)(zheng)功(gong)、負(fu)功(gong)的(de)(de)物(wu)理(li)意(yi)義的(de)(de)講解(jie)也(ye)是(shi)初(chu)步的(de)(de)。這節(jie)課中只是(shi)講到受力(li)物(wu)體得到能(neng)量還是(shi)失去(qu)能(neng)量這個(ge)程度。在學習了(le)(le)機(ji)械(xie)能(neng)守(shou)恒(heng)定(ding)律(lv)之后(hou)，再進一步作出說明(ming)。在機(ji)械(xie)能(neng)守(shou)恒(heng)的(de)(de)物(wu)理(li)過(guo)程中，有(you)重(zhong)力(li)做功(gong)，地球上的(de)(de)一個(ge)物(wu)體的(de)(de)機(ji)械(xie)能(neng)并沒有(you)增加，因而正(zheng)(zheng)、負(fu)功(gong)的(de)(de)意(yi)義就(jiu)不能(neng)用能(neng)量得失關系去(qu)說明(ming)了(le)(le)。在這種情況(kuang)下，重(zhong)力(li)做正(zheng)(zheng)功(gong)，表示(shi)勢(shi)能(neng)向(xiang)動能(neng)轉(zhuan)化(hua)；重(zhong)力(li)做負(fu)功(gong)，表示(shi)動能(neng)向(xiang)勢(shi)能(neng)轉(zhuan)化(hua)，這里的(de)(de)正(zheng)(zheng)功(gong)、負(fu)功(gong)不再表示(shi)能(neng)量得失，而是(shi)表示(shi)能(neng)量轉(zhuan)化(hua)方(fang)向(xiang)的(de)(de)。

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