下面是小编为大家整理的课件(功)2022年3月21日公开课(2022年),供大家参考。
第八章
机械能守恒定律
第一节
功和功率( ( 第一课时
功) )
德清县第六中学
徐冬晖
【本节教材分析】
功是建立功能关系的重要概念。功是为进一步提出“能”这个更为广泛、更为重要的概念服务。做功过程反映了能量的变化过程。只有准确理解“功”才能更好地促进能量概念的构建。
本课在初中知识的基础上,以“问题”引出:当位移的方向与力的方向不一致时,应当如何计算功?接着讨论正功和负功的概念,最后通过计算说明功是标量。
【核心素养目标】
物理观念 1.理解功的概念,掌握恒力功的计算式 2.理解正功、负功的含义。
3.知道功是标量。
科学思维 1.通过对力与位移夹角的余弦分析,建立正功、负功的概念。
2.通过计算,知道合力对物体做功等于各个力分别对物体做功的代数和。
科学探究 通过小实验“木板抢夺战”体会正功与负功的物理意义。
科学态度与责任 通过功的正负概念建立的过程;感悟自然界规律的数学之美。
【 教学重难点 】
理解功的概念、正功与负功的意义。
【教学方法】
探究、讲授、小实验、练习。
【 教学过程 】
一、 情景引入
认识做功
:
小实验 1:手拉弹簧,拉力对弹簧做功吗? 小实验 2:将小球托起,支持力对物体做功吗? 小实验 3:将小球释放,重力对物体做功吗? 学生:有做功!
通过情景让学生回忆做功的知识。
回忆初中所学的功:
1、如果力的方向与物体的运动方向一致,这个力所做的功是多少? 学生:
W=F ·L L
2、如果力的方向与物体的运动方向垂直,这个力所做的功是多少? 学生:
W=0
概念回顾:
功的概念:如果一个物体受到力的作用,并且在力的方向上发生了位移,就说这个力对物体做了功。
(初中讲是力方向上的距离,这个距离正是高中所讲位移的大小。)
做功的两个必要因素:力和在力的方向上发生位移。
功的单位:焦耳(J)
二、新课导入
思考:如果物体运动的方向与力的方向不一致,例如马拉雪橇时拉力方向和雪橇运动方向间有一个角度。这时如何计算功?
F F L F L F F L F
三、新课:
问题思考:
问题 1:F 与 L 是什么物理量?(标量/矢量)
问题 2:矢量运算满足什么运算法则?(平行四边形定则/代数运算法则)
问题 3:要分解哪个矢量呢?(力 F/位移 L)
(1)分解力: 分析:
F 分解出的 F 2 没有做功,F 1 有做功。
F 1 =F·cosα W=F 1 ·L W=F·L·cosα
(2)分解位移:
分析:
L 分解出的 L 1 与 F F 同向, L 2 与 F F 垂直。
L 1 =L·cosα W=F·L 1
W=F·L·cosα
力对物体所做的功,等于 力的大小 、 位移的大小 、力与位移 夹角的余弦 这三者的乘积。
(注:F 是恒力,F 与 L 是大小。)
练一练 1:物体在力 F 的作用下水平发生了一段位移 L,求力与位移夹角α。
本题是:课后习题第一题 甲:α=30°
乙:α=150°
丙:α=30°
W=F·L·cosα 甲:α=30°;cosα是(正/负)
学生:正值 0≤α<90° ; cosα>0
;W>0 ; 正功 乙:α=150°;cosα 是(正/负)学生:负值 90°<α≤180°; cosα<0 ;W<0 ;负功 α=90°;cosα=0 ;W=0 ;不做功
小实验:功的效果 木板抢夺战:甲同学将一块木板托在掌心(5 指不能弯曲)。乙同学握着木板向自己的方向拖动,谁做正功?谁做负功?各有什么效果? 正功(乙):促进物体运动。
负功(甲):阻碍物体运动
问题 4:功是什么物理量?(标量/矢量)
(学生对错不重要,为了引入练一练 2)
练一练 2:如图所示,在光滑水平面上,物体受到两个互相垂直的大小分别为 F 1 =3N 和 F 2 =4N的恒力,从静止开始运动,位移为 L=10m,求每个力做得功和合力的做的功。
) ( 18 53 cos1 1J L F W ) ( 32 37 cos2 2J L F W ) ( 50 J FL W 合 2 1W W W 合
功是标量(因为满足代数运算法则)
总 合W W
F L F F 1
F 2
α F 1
F 2
α F L F α α L L 1
L 2
F 1
F 2
L F α
练一练 3:
一个质量为 150 kg 的雪橇,受到与水平方向成 37°角斜向上方的拉力,大小为 500 N,在水平地面上移动的距离为 5m。地面对雪橇的阻力为 100N, cos37°=0.8。求各力对雪橇做的总功。
0 NFW
0 mgW
) ( 2000 37 cos J FL W F ) ( 500 180 cos J fL W f ) ( 1500 J W W W W Wf F mg F N 总
四、 本课小结
1、恒力做功:W=F·L·cosα 2、功的正负:
0≤α<90°→正功→促进物体运动;90°<α≤180°→负功→阻碍物体运动;α=90°→不做功 3、功是标量:
本课通过一个小实验让学生体会做功的效果,理解:正功促进物体运动,负功阻碍物体运动。由于力和位移都是矢量,因此学生对于“功不是矢量,没有方向”的认识有一定困难。笔者通过一道练习题通过学生计算,让学生发现合力做功等于各力做功的代数和,从而理解功是一个标量。
...2 1 W W W 合F L F mg F N
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