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2022年高一物理 功 新課標(biāo) 人教版

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1、2022年高一物理 功 新課標(biāo) 人教版 知識與技能 理解功的概念并會運(yùn)用功的定義式求解功。 過程與方法 理解正負(fù)功的含義,并會解釋生活實(shí)例。 情感、態(tài)度與價(jià)值觀 功與生活聯(lián)系非常密切,通過探究功來探究生活實(shí)例。 教學(xué)重點(diǎn) 理解功的概念及正負(fù)功的意義。 教學(xué)難點(diǎn) 利用功的定義式解決有關(guān)問題。 教學(xué)方法 教師啟發(fā)、引導(dǎo),學(xué)生自主閱讀、思考,討論、交流學(xué)習(xí)成果。 教學(xué)手段 多媒體課件 教學(xué)過程 (一)引入新課 提問初中我們學(xué)過做功的兩個(gè)因素是什么? 學(xué)生思考并回答:一是作用在物體上的力,二是物體在力的方向上移動的距離。 擴(kuò)展:高中我們已學(xué)習(xí)了位移,所以做功

2、的兩個(gè)要素我們可以認(rèn)為是:①作用在物體上的力;②物體在力的方向上移動的位移。 導(dǎo)入:一個(gè)物體受到力的作用,且在力的方向上移動了一段位移,這時(shí),我們就說這個(gè)力對物體做了功。在初中學(xué)習(xí)功的概念時(shí),強(qiáng)調(diào)物體運(yùn)動方向和力的方向的一致性,如果力的方向與物體的運(yùn)動方向不一致呢?相反呢?力對物體做不做功?若做了功,又做了多少功?怎樣計(jì)算這些功呢?本節(jié)課我們來繼續(xù)學(xué)習(xí)有關(guān)功的知識,在初中的基礎(chǔ)上進(jìn)行擴(kuò)展。 (二)進(jìn)行新課 1、推導(dǎo)功的表達(dá)式 提問如果力的方向與物體的運(yùn)動方向一致,該怎樣計(jì)算功呢? 投影問題一:物體m在水平力F的作用下水平向前行駛的位移為s,如圖甲所示,求力F對物體所做的功。

3、 學(xué)生思考提出的問題,根據(jù)功的概念獨(dú)立推導(dǎo)。 在問題一中,力和位移方向一致,這時(shí)功等于力跟物體在力的方向上移動的距離的乘積。 W=Fs 如果力的方向與物體的運(yùn)動方向成某一角度,該怎樣計(jì)算功呢? 投影問題二:物體m在與水平方向成α角的力F的作用下,沿水平方向向前行駛的距離為s,如圖乙所示,求力F對物體所做的功。 思考提出的問題,根據(jù)功的概念獨(dú)立推導(dǎo)。 在問題二中,由于物體所受力的方向與運(yùn)動方向成一夾角α,可根據(jù)力F的作用效果把F沿兩個(gè)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,如圖所示: 據(jù)做功的兩個(gè)不可缺少的因素可知:分力F1對物體所做的

4、功等于F1s。而分力F2的方向跟位移的方向垂直,物體在F2的方向上沒有發(fā)生位移,所以分力F2所做的功等于零。所以,力F所做的功W=W1+W2=W1=F1s=Fscosα 展示學(xué)生的推導(dǎo)結(jié)果,點(diǎn)評、總結(jié),得出功的定義式。 力F對物體所做的功等于力的大小、位移的大小、力和位移夾角的余弦這三者的乘積。即: W=Fscosα W表示力對物體所做的功,F(xiàn)表示物體所受到的力,s物體所發(fā)生的位移,α力F和位移之間的夾角。 功的公式還可理解成在位移方向的分力與位移的乘積,或力與位移在力的方向的分量的乘積。 在SI制中,功的單位為焦。 1J=1N·m 在用功的公式計(jì)算時(shí),各量要求統(tǒng)一采用國際

5、單位制。 2、對正功和負(fù)功的學(xué)習(xí) 指導(dǎo)學(xué)生閱讀課文P5的正功和負(fù)功一段。 通過上邊的學(xué)習(xí),我們已明確了力F和位移s之間的夾角,并且知道了它的取值范圍是0°≤α≤180°。那么,在這個(gè)范圍之內(nèi),cosα可能大于0,可能等于0,還有可能小于0,從而得到功W也可能大于0、等于0、小于0。請畫出各種情況下力做功的示意圖,并加以討論。 學(xué)生認(rèn)真閱讀教材,思考老師的問題。 ①當(dāng)α=π/2時(shí),cosα=0,W=0。力F和位移s的方向垂直時(shí),力F不做功; ②當(dāng)α<π/2時(shí),cosα>0,W>0。這表示力F對物體做正功; ③當(dāng)π/2<α≤π時(shí),cosα<0,W<0。這表示力F對物體做負(fù)功。

6、 投影學(xué)生畫圖情況,點(diǎn)評、總結(jié)。 指導(dǎo)學(xué)生閱讀課文。提出問題,力對物體做正功或負(fù)功時(shí)有什么物理意 義呢? 結(jié)合生活實(shí)際,舉例說明。 學(xué)生閱讀課文,理解正功和負(fù)功的含義?;卮鹄蠋煹膯栴}。 小結(jié) ①功的正負(fù)表示是動力對物體做功還是阻力對物體做功 功的正負(fù)由力和位移之間的夾角決定,所以功的正負(fù)決不表示方向,而只能說明做功的力對物體來說是動力還是阻力。當(dāng)力對物體做正功時(shí),該力就對物體的運(yùn)動起推動作用;當(dāng)力對物體做負(fù)功時(shí),該力就對物體運(yùn)動起阻礙作用。 ②功的正負(fù)是借以區(qū)別誰對誰做功的標(biāo)志 功是標(biāo)量,只有量值,沒有方向。功的正、負(fù)并不表示功的方向,而且也不是數(shù)量上的正與負(fù)。我們既

7、不能說“正功與負(fù)功的方向相反”,也不能說“正功大于負(fù)功”,它們僅表示相反的做功效果。正功和負(fù)功是同一物理過程從不同角度的反映。同一個(gè)做功過程,既可以從做正功的一方來表述也可以從做負(fù)功的一方來表述。 個(gè)力對物體做負(fù)功,往往說成物體克服這個(gè)力做功。打個(gè)比喻,甲借了乙10元錢,那么從甲的角度表述,是甲借了錢;從乙的角度表述,乙將錢借給了別人。例如:一個(gè)力對物體做了-6J的功,可以說成物體克服這個(gè)力做了6J的功。 3、幾個(gè)力做功的計(jì)算 剛才我們學(xué)習(xí)了一個(gè)力對物體所做功的求解方法,而物體所受到的力往往不只一個(gè),那么,如何求解這幾個(gè)力對物體所做的功呢? 投影例題:如圖所示,一個(gè)物體在拉力F1的作

8、用下,水平向右移動位移為s,求各個(gè)力對物體做的功是多少?各個(gè)力對物體所做功的代數(shù)和如何? 物體所受的合力是多少?合力所做的功是多少? 投影學(xué)生解題過程,點(diǎn)評總結(jié)。 解析:物體受到拉力F1、滑動摩擦力F2、重力G、支持力F3的作用。 重力和支持力不做功,因?yàn)樗鼈兒臀灰频膴A角為90°;F1所做的功為:W1=Fscosα,滑動摩擦力F2所做的功為:W2=F2scos180°=-F2s。各個(gè)力對物體所做功的代數(shù)和為:W=(F1cosα-F2)s 根據(jù)正交分解法求得物體所受的合力F=F1cosα-F2 合力方向向右,與位移同向;合力所做的功為:W=Fscos0°=(F1cosα-F2)s

9、 總結(jié):當(dāng)物體在幾個(gè)力的共同作用下發(fā)生一段位移時(shí),這幾個(gè)力對物體所做的功可以用下述方法求解 (1)求出各個(gè)力所做的功,則總功等于各個(gè)力所做功的代數(shù)和; (2)求出各個(gè)力的合力,則總功等于合力所做的功。 例題1:一個(gè)質(zhì)量m=2kg的物體,受到與水平方向成37°角斜向上方的拉力F1=10N,在水平地面上移動的距離s=2m。物體與地面間的滑動摩擦力F2=4.2N。求外力對物體所做的總功。 投影學(xué)生解題過程,點(diǎn)評總結(jié)。 解析:拉力F1對物體所做的功為W1= F1scos37°=16J。 摩擦力F2對物體所做的功為W2= F2scos180°= -8.4J。 外力對物體所做的總功W=W

10、1+W2=7.6J。 (另解:先求合力,再求總功) 例2以一定的初速度豎直向上拋出一小球,小球上升的最大高度為h,空氣阻力的 大小恒為f,則從拋出至落回到原出發(fā)點(diǎn)的過程中,空氣阻力對小球做的功為 ( ) A.零 B. C. D. 解析:在小球從拋出至落回原地的過程中,小球所受阻力的方向變化了,所以是變力,如何求這一變力做的功,可分段處理。 答案:C 點(diǎn)撥:對于變力所做的功,可分段處理,求出每一段上(轉(zhuǎn)換為恒力)該力所做的功,再求各段上功的代數(shù)和,或者求平均力,再求平均力所做的功。 反饋練習(xí) 1.質(zhì)量為m的

11、物體受水平力F作用,在粗糙的水平面上運(yùn)動,下列說法當(dāng)中正確的是( ) A.如果物體做加速直線運(yùn)動,F(xiàn)一定對物體做正功 B.如果物體做減速直線運(yùn)動,F(xiàn)一定對物體做負(fù)功 C.如果物體做減速直線運(yùn)動,F(xiàn)可能對物體做正功 D.如果物體做勻速直線運(yùn)動,F(xiàn)一定對物體做正功 2.在勻加速運(yùn)動的車廂內(nèi),一人用力向前(沿車的前進(jìn)方向)推車廂,人相對車廂未發(fā)生 移動,則下列說法中正確的是( ) A.人對車不做功 B.推力對車做正功 C.車對人做正功 D.車對人不做功 3.以下關(guān)于功的說法正確的是( ) A.力是矢量,功也是矢量 B.

12、因?yàn)楣]有方向性,所以功是標(biāo)量 C.力和位移都是矢量,功也一定是矢量 D.因?yàn)楣τ姓拓?fù)功的區(qū)別,所以功是矢量 4.關(guān)于摩擦力做功的情況,下列說法正確的是( ) A.滑動摩擦力只做負(fù)功 B.滑動摩擦力也可能做正功 C.靜摩擦力不做功 D.靜摩擦力也可以做功 5.質(zhì)量為2kg的物體置于水平面上,在運(yùn)動方向上受拉力作用下沿水平面做勻變速運(yùn)動,物體的速度圖線如下圖所示,若物體受摩擦力為10N,則以下說法正確的是( ) A.拉力F做功150J B.拉力F做功100J C.摩擦力做功250J D.物體克服摩擦力做功250J 6.水平恒

13、力F作用于放在光滑水平面上質(zhì)量為m的物體上,使m沿力的方向位移為s,此時(shí)力F做功大小為W1;若使水平恒力F作用于放在粗糙水平面上的質(zhì)量為2m的物體上,使其沿力的方向的位移為s,此時(shí)F做功大小為W2,則W1與W2的大小比較( ) A.W1>W(wǎng)2 B.W1=W2 C.W1<W2 D.無法判斷 7.如下圖所示,將質(zhì)量為m的小球用輕質(zhì)細(xì)線懸掛起來,讓其擺動,對小球做功的情況正確的說法是(不計(jì)空氣阻力)( ) A.重力、彈力都對小球做功 B.只有重力對小球做功 C.只有線的拉力對小球做功 D.沒有力對小球做功 8.如右圖所示,質(zhì)量為m的物體靜止在傾角為θ的斜

14、面上,物體與斜面之間的動摩擦因數(shù)為μ,現(xiàn)使斜面體向右水平勻速移動距離L,物體與斜面體保持相對靜止,則摩擦力對物體做的功為 ,支持力對物體做的功為 ,斜面體對物體做的功為 . 9.一個(gè)人從深4m的水井中勻速提取50N的水桶至地面,在水平道路上行走12m,再勻速走下6m深的地下室,則此人用來提水桶的力所做的功為 . 12、起重機(jī)將質(zhì)量為100 kg的重物豎直向上移動了2m,下列三種情況下,做功的力各有哪幾個(gè)?每個(gè)力做了多少功?是正功還是負(fù)功?(不計(jì)阻力,g=9.8m/s2) (1)勻加速提高,加速度a1=0.2m/s2; (2)勻速提高; (3)勻減速下降,加速度大小a2=0.2m/s2. 10、如圖在光滑的水平面上,物塊在恒力F=100 N的作用下從A點(diǎn)運(yùn)動到B點(diǎn),不計(jì)滑輪的大小,不計(jì)繩與滑輪的質(zhì)量及繩、滑輪間的摩擦,H=2.4m,α=37°,β=53°,求拉力F做的功。 A B α β F H 答案:100 J 作業(yè) 書面完成P6“問題與練習(xí)”中1-4題。 完成《學(xué)案》 課后反思

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