一、教学目标
1.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。
2.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式。
3.情感、态度和价值观
体验物理知识在生产生活的广泛应用,激发探究的兴趣和学习的热情。
二、教学重点和难点
1.重点是力对物体做功的两个要素和掌握功的计算公式。
2.难点是功的正负和对“克服阻力做功”的理解。
三、教学流程
1.教学流程图
2.教学流程说明
情景Ⅰ 生活实例
(1)货物在起重机作用下被举高了;(2)机车制动后,列车逐渐驶向站台。
活动Ⅰ 讨论
请学生分析货物、列车的能量变化。讲出功的定义(若物体在力的作用下能量发生变化,那么这个力一定对物体做了功)。
活动Ⅱ 搬重货物
三种方式搬货物。一种只做原地上下搬的过程,另外一种则搬着货物来回走动。第三种原地搬起货物挺住不动。这些情景,让学生讲出做功的两个要素。
活动Ⅲ 讨论、交流
(1)逻辑推理,探究功的规律
①功的公式
如图1,力F使滑块发生位移l这个过程中,F对滑块做了多少功如何计算?
计算公式:W=Fl。
如果细绳斜向上拉滑块,如图2所示,这种情况下滑块沿F方向的位移是多少?
学生讨论:分析并得出这一位移为lcosθ。至此按功的前一公式即可得到如下计算公式:
W=Flcosθ
结论:力对物体所做的功,等于力的大小、位移的大小、力和位移的夹角的余弦三者的乘积。
运用公式计算功:给出F=100N、l=5m、θ=37°,与同学一起计算功W,得出W=400N·m。就此说明1N·m这个功的大小被规定为功的单位,为方便起见,取名为焦耳,符号为J,即1J=1N·m。
在国际单位制中,功的单位是焦耳(J) 1J=1N·m
②功是标题,探究合力的功
再根据公式W=Flcosθ做启发式提问
将F分解到l的方向上得到这个分力为Fcosθ,再与l相乘,结果仍然是W=Flcosθ。
例1如图所示,F1和F2是作用在物体P上的两个水平恒力,大小分别为:F1=3N,F2=4N,在这两个力共同作用下,使物体P由静止开始沿水平面移动5m距离的过程中,它们对物体各做多少功?它们对物体做功的代数和是多少?F1.F2的合力对P做多少功?
从合力功与分力功所遵从的运算法则,深化功是标量的认识。
解答过程如下:位移在F1、F2方向上的分量分别为l1 =3m、l2 =4m,F1对P做功为9J,F2对P做功为16J,二者的代数和为25J。F1、F2的合力为5N,物体的位移与合力方向相同,合力对物体做功为W =FS =5N×5m=25J。
合力做功
两种求法: W合=F合·l·cosθ; W合=W1+W2+W3… 此为代数和
③运用公式—探究正功、负功
没有方向,但有正负之分。
总结:
当0°≤θ<90°时,cosθ为正值,W为正值,称为力对物体做正功,或称为力对物体做功。
当θ=90°时,cosθ=0,W=0,力对物体做零功,即力对物体不做功。
当90°<θ≤180°时,cosθ为负值,W为负值,称为力对物体做负功,或说物体克服这个力做功。
同学讨论正功、负功的物理意义,它们反映了什么问题?
例2如图中,a图中的推力对正在前进中的小车来说是阻力,b图中小车受到的滑动摩擦力阻碍小车的运动,c图中上升中的小球,重力与运动方向相反阻碍小球的上升,三个力均对物体做负功:
a.图中推力做功
b.图中摩擦力做功
c.图中重力做功
讨论结果:当力对物体做正功,这个力对物体来说是动力。
力对物体做负功,从动力学的角度看,这个力是阻力,对物体的运动起阻碍作用。
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:
。
(2)实际运用
例3一人乘电梯从1楼到10楼,在此过程中经历了先加速、后匀速,再减速的运动过程,则地面上的观察者考察电梯支持力对人做功情况是()
A.加速时做正功,匀速时不做功,减速时做负功
B.加速时做正功,匀速和减速时做负功
C.加速和匀速时做正功,减速时做负功
D.始终做正功
例4如图所示,一质量为m=10kg的雪橇,受到与水平方向成37°斜向上的拉力作用从静止开始运动,力的大小为F=100N,使雪橇在水平地面上移动l=5m,如图所示。雪橇与地面间的滑动摩擦力为Ff=70N。求:
①人对雪橇的拉力所做的功;
②雪橇克服摩擦力所做的功;
③力对雪橇所做的总功。(sin37°=0.6,cos37°=0.8)
(3)作业布置 略
苏科版初中物理八下8.4《力的作用是相互的》WORD教案4
苏科版初中物理八下6.2《用天平测物体的质量》WORD教案6
苏科版初中物理八下8.2《重力 力的示意图》WORD教案1
苏科版初中物理八下8.3《摩擦力》WORD教案2
苏科版初中物理八下9.3《力与运动的关系》WORD教案3
苏科版初中物理八下8.1《力 弹力》WORD教案8
苏科版初中物理八下6.3《物质的密度》WORD教案1
苏科版初中物理八下8.2《重力 力的示意图》WORD教案8
苏科版初中物理八下8.1《力 弹力》WORD教案3
苏科版初中物理八下9.3《力与运动的关系》WORD教案2
苏科版初中物理第九章《力与运动》单元教案5
苏科版初中物理八下8.1《力 弹力》WORD教案4
苏科版初中物理八下6.1《物体的质量》WORD教案2
苏科版初中物理第九章《力与运动》单元教案1
苏科版初中物理八下8.3《摩擦力》WORD教案1
苏科版初中物理八下6.1《物体的质量》WORD教案3
苏科版初中物理八下6.2《用天平测物体的质量》WORD教案3
苏科版初中物理八下8.4《力的作用是相互的》WORD教案7
苏科版初中物理八下6.3《物质的密度》WORD教案2
苏科版初中物理八下8.2《重力 力的示意图》WORD教案5
苏科版初中物理八下9.3《力与运动的关系》WORD教案4
苏科版初中物理第九章《力与运动》单元教案3
苏科版初中物理八下6.1《物体的质量》WORD教案6
苏科版初中物理八下8.1《力 弹力》WORD教案2
苏科版初中物理八下6.3《物质的密度》WORD教案3
苏科版初中物理八下8.3《摩擦力》WORD教案10
苏科版初中物理八下6.2《用天平测物体的质量》WORD教案4
苏科版初中物理八下8.2《重力 力的示意图》WORD教案6
苏科版初中物理八下8.1《力 弹力》WORD教案5
苏科版初中物理八下8.1《力 弹力》WORD教案1
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