第一篇：高中物理 《功和能》教案

功和能

一、教學目的：

1．知道在能量相互轉化過程中，轉化了的能量的多少，可以由做功的多少來確定。2．知道做功的過程就是物體能量的轉化過程。3．知道功是能量轉化的量度。

4．為后面定量地描述動能和勢能及機械能做好準備

二、重點難點：

1．理解做功的過程就是物體能量的轉化過程是本節的重點。2．理解功是能量轉化的量度是本節的難點。3．能源問題是本節課對學生的一個能力培養點。

三、教學方法：

演示、講授、討論、練習。

四、教具：

滾擺、皮球、重物、彈簧

五、教學過程

（一）引入新課

復習提問：在初中，我們已經學過關于能的初步知識，請說出學過哪幾種形式的能？（機械能、熱能、電能、化學能等）。

不同形式的能量是可以相互轉化的，各種形式的能量之間的轉化是由什么量來量度呢？ 板書課題：第三節 功和能

（二）進行新課

提問：請同學們舉出一些物體能夠做功的例子。

（1）流動的河水能夠推動水輪機做功，說明流動的河水能夠做功。

（2）人們在打樁時，先把重錘高高舉起，重錘落下就把木樁打入地里，說明被舉高的重錘能夠做功。

（3）風吹著帆船航行，流動的空氣能夠對帆船做功。

（4）運動著的鋼球打在木塊上，能把木塊推走，運動的鋼球能夠做功。

（5）射箭運動員把弓拉彎，放手后被拉彎的弓能把箭射出去，說明拉彎的弓能夠做功。（引導學生分析物體能夠做功的共同點就是都有做功的本領-----能）1．一個物體能夠對外做功，我們就說這個物體具有能量 提問：我們知道，各種不同形式的能量可以相互轉化，而且在轉化過程中守恒，那么在這個轉化過程中，功扮演著怎樣的角色？討論：

（1）只有重力做功時，重力勢能和動能發生相互轉化。

演示：把一個滾擺懸掛在框架上，用手捻動滾擺使懸線纏在軸上，滾擺升高到最高點，放開手，觀察滾擺的運動，并思考它的動能和勢能的變化。

分析說明：滾擺升高到最高點，放開手，在下落過程中，滾擺的動能增加，同時滾擺的重力勢能減少，重力對滾擺做了功．重力對滾擺做了多少功，就有多少重力勢能轉化為動能．同理，在上升過程中，滾擺克服重力做功，滾擺的重力勢能就增加，滾擺克服重力做了多少功，重力勢能就增加多少．

小結：物體轉化了的能量的多少可以由做功的多少來量度．（2）只有彈力做功時，彈性勢能和動能發生相互轉化．

[演示]拿一根彈簧，水平放置，一端固定，另一端上放一小球并壓縮．待靜止后放手，小球將被彈出去．觀察小球離開彈簧前彈簧的形變及小球的運動情況，并思考彈性勢能和動能的變化．

分析說明：被壓縮的彈簧放開時把小球彈出去，小球的動能增加，同時彈簧的勢能減 少．彈簧對小球做了多少功，就有多少彈性勢能轉化為動能．

小結：物體轉化了的能量的多少可以由做功的多少來量度．（3）機械能與內能的轉化． [實例]列車在機車的牽引下加速運動．

分析說明：列車在機車的牽引下加速運動，列車的機械能增加，同時機車的熱機消耗了內能．牽引力對列車做了多少功，就有多少內能轉化為機械能．

小結：轉化過程中，轉化了的能量的多少可以用做功的多少來量度．（4）機械能與化學能的轉化． [實例]用手拋出一個皮球．

分析說明：你用手拋出一個皮球，對皮球做功的時候，皮球獲得動能，同時貯存在你體內的化學能減少，你拋球時做的功越多，皮球獲得的動能就越多，你體內的化學能減少的也就越多．實際上，皮球獲得的動能是由體內減少的那部分化學能轉化來的，而且你做了多少功，就表示有多少化學能轉化為皮球的機械能．

小結：轉化過程中，轉化了的能量的多少可以由做功的多少來量度． [實例]起重機提升重物。分析說明：起重機提升重物，重物的機械能增加，同時，起重機的電動機消耗了電能，起重機鋼繩的拉力對重物做了多少功，就表示有多少電能轉化為機械能．

小結：轉化過程中，轉化了的能量的多少可以由做功的多少來量度． 在其他各種形式能之間的轉化過程中，同樣可以得到以上結果．

結論：功這個物理量重要的意義在于它表示了有多少數量的能從一種形式轉化為另一 種形式，做功的過程就是物體能量的轉化過程,做了多少功，就表示有多少能量發生了轉 化．

2．功是能量轉化的量度 知道了功和能的這種關系，就可以通過做功的多少，定量地研究能量及其轉化的問題了。

（三）鞏固練習

1．演示并解答：皮球從手中落到地上又彈跳起來，你能說出這一過程中能量的轉化． 2．風車安裝在高鐵架上端的水平軸上，軸可以隨風向轉動，風吹動風車轉動，可帶動發電機或其它機器工作．試從能量轉化的角度說明這個現象．

（四）布置作業

復習本節課文，預習第四節內容． 教學要求和說明：

1．本節是過渡性的一節，目的在于闡述本章的基本線索，使學生知道如何定量地研究機械能，為后面兩節定量地講述動能和重力勢能作好準備。

2．要復習初中學過的知識，通過實例使學生理解做功的過程是能量轉化的過程，做了多少功，就有多少能量發生轉化，功是能量轉化的量度。知道了功和能的這種關系，就可以通過做功的多少，定量地研究能量及其轉化的問題。學生對這個問題的理解，要有一個過程。要通過這一章的學習以及今后的學習，使學生逐步加深體會。這一節是個開始，使學生有個初步理解就可以了。

第二篇：功和能·功·教案

功和能·功·教案

一、教學目標 1．理解功的概念：

(1)知道做機械功的兩個不可缺少的因素，知道做功和“工作”的區別；

(2)知道當力與位移方向的夾角大于90°時，力對物體做負功，或說物體克服這個力做了功。2．掌握功的計算：

(1)知道計算機械功的公式W=Fscosα；知道在國際單位制中，功的單位是焦耳(J)；知道功是標量。(2)能夠用公式W=Fscosα進行有關計算。

二、重點、難點分析

1．重點是使學生在理解力對物體做功的兩個要素的基礎上掌握機械功的計算公式。2．物體在力的方向上的位移與物體運動的位移容易混淆，這是難點。3．要使學生對負功的意義有所認識，也較困難，也是難點。

三、教具

帶有牽引細線的滑塊(或小車)。

四、主要教學過程(一)引入新課

功這個詞我們并不陌生，初中物理中學習過功的一些初步知識，今天我們又來學習功的有關知識，絕不是簡單地重復，而是要使我們對功的認識再提高一步。

(二)教學過程設計 1．功的概念

先請同學回顧一下初中學過的與功的概念密切相關的如下兩個問題：什么叫做功？誰對誰做功？然后做如下總結并板書：

(1)如果一個物體受到力的作用，并且在力的方向上發生了位移，物理學中就說這個力對物體做了功。

然后演示用水平拉力使滑塊沿拉力方向在講桌上滑動一段距離，并將示意圖畫到黑板上，如圖1所示，與同學一起討論如下問題：在上述過程中，拉力F對滑塊是否做了功？滑塊所受的重力mg對滑塊是否做了功？桌面對滑塊的支持力N是否對滑塊做了功？強調指出，分析一個力是否對物體做功，關鍵是要看受力物體在這個力的方向上是否有位移。至此可作出如下總結并板書：

(2)在物理學中，力和物體在力的方向上發生的位移，是做功的兩個不可缺少的因素。2．功的公式

就圖1提出：力F使滑塊發生位移s這個過程中，F對滑塊做了多少功如何計算？由同學回答出如下計算公式：W=Fs。就此再進一步提問：如果細繩斜向上拉滑塊，如圖2所示，這種情況下滑塊沿F方向的位移是多少？與同學一起分析并得出這一位移為s cos α。至此按功的前一公式即可得到如下計算公式：

W=Fscosα

再根據公式W=Fs做啟發式提問：按此公式考慮，只要F與s在同一直線上，乘起來就可以求得力對物體所做的功。在圖2中，我們是將位移分解到F的方向上，如果我們將力F分解到物體位移s的方向上，看看能得到什么結果？至此在圖2中將F分解到s的方向上得到這個分力為Fcosα，再與s相乘，結果仍然是W=Fscosα。就此指出，計算一個力對物體所做的功的大小，與力F的大小、物體位移s的大小及F和s二者方向之間的夾角α有關，且此計算公式有普遍意義(對計算機械功而言)。至此作出如下板書：

W=Fscosα

力對物體所做的功，等于力的大小、位移的大小、力和位移的夾角的余弦三者的乘積。

接下來給出F=100N、s=5m、α=37°，與同學一起計算功W，得出W=400N·m。就此說明1N·m這個功的大小被規定為功的單位，為方便起見，取名為焦耳，符號為J，即1J=1N·m。最后明確板書為：

在國際單位制中，功的單位是焦耳(J)

1J＝1N·m 3．正功、負功

(1)首先對功的計算公式W=Fscosα的可能值與學生共同討論。從cos α的可能值入手討論，指出功W可能為正值、負值或零，再進一步說明，力F與s間夾角α的取值范圍，最后總結并作如下板書：

當0°≤α＜90°時，cosα為正值，W為正值，稱為力對物體做正功，或稱為力對物體做功。當α=90°時，cosα=0，W=0，力對物體做零功，即力對物體不做功。

當90°＜α≤180°時，cosα為負值，W為負值，稱為力對物體做負功，或說物體克服這個力做功。(2)與學生一起先討論功的物理意義，然后再說明正功、負功的物理意義。

①提出功是描述什么的物理量這個問題與學生討論。結合圖1，使學生注意到力作用滑塊并持續使滑塊在力的方向上運動，發生了一段位移，引導學生認識其特征是力在空間位移上逐漸累積的作用過程。

然后就此提出：這個累積作用過程到底累積什么？舉如下兩個事例啟發學生思考：

a．一輛手推車上裝有很多貨物，搬運工推車要用很大的力。向前推一段距離就要休息一會兒，然后有了力氣再推車走。

b．如果要你將重物從一樓向六樓上搬，搬運過程中會有什么感覺？

首先使學生意識到上述兩個過程都是人用力對物體做功的過程，都要消耗體能。就此指出做功過程是能量轉化過程，做功越多，能量轉化得越多，因而功是能量轉化的量度。能量是標量，相應功也是標量。板書如下：

功是描述力在空間位移上累積作用的物理量。功是能量轉化的量度，功是標量。②在上述對功的意義認識的基礎上，討論正功和負功的意義，得出如下認識并板書： 正功的意義是：力對物體做功向物體提供能量，即受力物體獲得了能量。

負功的意義是：物體克服外力做功，向外輸出能量(以消耗自身的能量為代價)，即負功表示物體失去了能量。4．例題講解或討論

例1．課本p．110上的〔例題〕是功的計算公式的應用示范。分析過程中應使學生明確：推力F對箱子所做的功，實際上就是推力F的水平分力Fcosα對箱子所做的功，而推力 F的豎直分力Fsinα與位移s的方向是垂直的，對箱子不做功。

例2．如圖3所示，ABCD為畫在水平地面上的正方形，其邊長為a，P為體。用水平力F沿直線 AB拉物體緩慢滑動到B點停下，然后仍用水平力F沿動到C點停下，接下來仍用水平力F沿直線CD拉物體滑動到D點停下，最后仍DA拉物體滑動到A點停下。若后三段運動中物體也是緩慢的，求全過程中水平功是多少？

靜止于A點的物直線BC拉物體滑用水平力F沿直線力F對物體所做的此例題先讓學生做，然后找出一個所得結果是W=0的學生發言，此時會有學生反對，并能說出W=4Fa才是正確結果。讓后者講其思路和做法，然后總結，使學生明確在每一段位移a中，力F都與a同方向，做功為Fa，四個過程加起來就是4Fa。強調：功的概念中的位移是在這個力的方向上的位移，而不能簡單地與物體運動的位移畫等號。要結合物理過程做具體分析。

例3．如圖4所示，F1和F2是作用在物體P上的兩個水平恒力，大小分F2=4N，在這兩個力共同作用下，使物體P由靜止開始沿水平面移動5m距離對物體各做多少功？它們對物體做功的代數和是多少？F1、F2的合力對P做

別為：F1=3N，的過程中，它們多少功？

此例題要解決兩個方面的問題，一是強化功的計算公式的正確應用，糾正學生中出現的錯誤，即不注意力與位移方向的分析，直接用3N乘5m、4N乘5m這種低級錯誤，引導學生注意在題目沒有給出位移方向時，應該根據動力學和運動學知識作出符合實際的判斷；二是通過例題得到的結果，使學生知道一個物體所受合力對物體所做的功。等于各個力對物體所做的功的代數和，并從合力功與分力功所遵從的運算法則，深化功是標量的認識。解答過程如下：位移在F1、F2方向上的分量分別為s1=3m、s2=4m，F1對P做功為9J，F2對P做功為16J，二者的代數和為25J。F1、F2的合力為5N，物體的位移與合力方向相同，合力對物體做功為W=Fs=5N×5m=25J。例4．如圖5所示。A為靜止在水平桌面上的物體，其右側固定著一個滑輪的細繩的P端固定在墻壁上，于細繩的另一端Q用水平力F向右拉，物程中，力F對物體做多少功？(上、下兩段繩均保持水平)

定滑輪O，跨過定體向右滑動s的過本例題仍重點解決計算功時對力和位移這兩個要素的分析。如果著眼于受力物體，它受到水平向右的力為兩條繩的拉力，合力為2F。因而合力對物體所做的功為W=2Fs；如果著眼于繩子的Q端，即力F的作用點，則可知物體向右發主s位移過程中，Q點的位移為2s，因而力F拉繩所做的功W=F·2s=2Fs。兩種不同處理方法結果是相同的。

(三)課堂小結

1．對功的概念和功的物理意義的主要內容作必要的重復(包括正功和負功的意義)。2．對功的計算公式及其應用的主要問題再作些強調。

五、說明

1．考慮到功的定義式W=Fscosα與課本上講的功的公式相同，特別是對式中s的解釋不一，有物體位移與力的作用點的位移之分，因而沒有給出明確的功的定義的文字表達。實際問題中會用功的公式正確進行計算就可以了。從例題4可以看出，定義一個力對物體所做的功，將位移解釋為力的作用點在力的方向上的位移是比較恰當的。如果將位移解釋為受力物體在力的方向上的位移，學生會得出W=Fs這一錯誤結果，還會理直氣壯地堅持錯誤，糾正起來就困難多了。2．由于對功的物理意義的講解是初步的，因而對正功、負功的物理意義的講解也是初步的。這節課中只是講到受力物體得到能量還是失去能量這個程度。在學習了機械能守恒定律之后，再進一步作出說明。在機械能守恒的物理過程中，有重力做功，地球上的一個物體的機械能并沒有增加，因而正、負功的意義就不能用能量得失關系去說明了。在這種情況下，重力做正功，表示勢能向動能轉化；重力做負功，表示動能向勢能轉化，這里的正功、負功不再表示能量得失，而是表示能量轉化方向的。

第三篇：專題四 功和能 教案

專題四 功和能

一． 專題要點

1.做功的兩個重要因素：有力作用在物體上且使物體在力的方向上發生了位移。功的求解可利用W?Flcos?求，但F為恒力；也可以利用F-l圖像來求；變力的功一般應用動能定理間接求解。

2.功率是指單位時間內的功，求解公式有平均功率P?瞬時功率P?W?FVcos?，當??0時，即F與v方向相同時，P=FV。tW?FVcos?，t3.常見的幾種力做功的特點

?重力、彈簧彈力，電場力做功與路徑無關 ?摩擦力做功的特點

①單個摩擦力（包括靜摩擦力和滑動摩擦力）可以做正功，也可以做負功，還可以不做功。②相互作用的一對靜摩擦力做功的代數和總等于零，在靜摩擦力做功的過程中，只有機械能的轉移，沒有機械能的轉化為其他形式的能；相互作用的一對滑動摩擦力做功的代數和不為零，且總為負值，在一對滑動摩擦力做功的過程中，不僅有相互摩擦物體間機械能的轉移，還有機械能轉化為內能。轉化為內能的量等于系統機械能的減少，等于滑動摩擦力與相對路程的乘積。③摩擦生熱，是指動摩擦生熱，靜摩擦不會生熱 4.幾個重要的功能關系

?重力的功等于重力勢能的變化，即WG???EP ?彈力的功等于彈性勢能的變化，即W彈???EP ?合力的功等于動能的變化，即W合??EK

?重力之外的功（除彈簧彈力）的其他力的功等于機械能的變化，即W其它??E ?一對滑動摩擦力做功等于系統中內能的變化，Q?Fl相對 第二部分：功能關系在電學中的應用

1.電場力做功與路徑無關。若電場為勻強電場，則W?Flcos??Eqlcos?；若為非勻強電場，則一般利用UAB?WABq來進行運算。

2.磁場力可分為安培力和洛倫茲力。洛倫茲力在任何情況下對運動電荷都不做功；安培力可以做正功、負功，還可以不做功。

3.電流做功的實質是電場移動電荷做功。即W=UIt=Uq。

4.導體棒在磁場中切割磁感線時，棒中感應電流受到的安培力對導體棒做負功，使機械能轉化為電能。

5.電場力做功等于電勢能的變化，即WAB???EP

二． 考綱要求 考

點 要求

功和功率 動能和動能定理 Ⅱ Ⅱ

本專題考查的重點有：

?重力、摩擦力、電場力和洛倫茲力的做功特點和求解 ?與功、功率相關的分析和計算。?動能定理的綜合應用。

?綜合應用機械能守恒定律以及相關知識分析有關問題。?應用動能定理解決動力學問題。

其中動能定理和能的轉化與守恒定律的應用是考查的重點，考查的特點是密切聯系生活、生產實際，聯系現代科學技術的問題和能源環保問題 本部分內容除在選擇題中進行簡單知識點組合考查功和功率的概念外在解答題中將會以兩種情景命題：一是多種運動組合的多運動過程問題，二是與電場、磁場聯系的綜合問題中考查重力、電場力、摩擦力和磁場力的做功特點、動能定理的應用和能量守恒定律。

考點解讀

重力做功與重力Ⅱ 勢能

電場力做功與電Ⅱ 勢能

功能關系、機械能Ⅱ 守恒定律

電功率、焦耳定律 Ⅰ

三． 知識網絡

四． 典例精析

題型1.（功能關系的應用）從地面豎直上拋一個質量為m的小球，小球上升的最大高度為H。設上升過程中空氣阻力為F恒定。則對于小球上升的整個過程，下列說法錯誤的是（A.小球動能減少了mgH B.小球機械能減少了FH C.小球重力勢能增加了mgH D.小球加速度大于重力加速度g 解析：由動能定理可知，小球動能的減小量等于小球克服重力和阻力F做的功 為（mg+F）H，A錯誤；小球機械能的減小等于克服阻力F做的功，為FH，B正確；小球重力勢能的增加等于小球小球克服重力做的功，為mgH，C正確；小球的加速度a?mg?F?g，D正確。m規律總結：功是能量轉化的量度，有以下幾個功能關系需要理解并牢記 ?重力做功與路徑無關，重力的功等于重力勢能的變化 ?滑動摩擦力（或空氣阻力）做的功與路徑有關，并且等于轉化成的內能 ?合力做功等于動能的變化

?重力（或彈力）以外的其他力做的功等于機械能的變化

題型2.（功率及機車啟動問題）

審題指導：1.在汽車勻加速啟動時，勻加速運動剛結束時有兩大特點 ?牽引力仍是勻加速運動時的牽引力，即F?Ff?ma仍滿足 ?P?P額?Fv

2.注意勻加速運動的末速度并不是整個運動過程的最大速度

題型3.（動能定理的應用）如圖所示，豎直平面內的軌道ABCD由水平軌道AB與光滑的四分之一圓弧軌道CD組成，AB恰與圓弧CD在C點相切，軌道固定在水平面上。一個質量為m的小物塊（可視為質點）從軌道的A端以初動能E沖上水平軌道AB，沿著軌道運動，由DC弧滑下后停在水平軌道AB的中點。已知水平軌道AB長為L。求：

（1）小物塊與水平軌道的動摩擦因數?

（2）為了保證小物塊不從軌道的D端離開軌道，圓弧軌道的半徑R至少是多大？（3）若圓弧軌道的半徑R取第（2）問計算出的最小值，增大小物塊的初動能，使得小物塊沖上軌道后可以達到最大高度是1.5R處，試求物塊的初動能并分析物塊能否停在水平軌道上。如果能，將停在何處？如果不能，將以多大速度離開水平軌道？

解析：（1）小物塊最終停在AB的中點，在這個過程中，由動能定理得

??mg(L?0.5L)??E2E 3mgL得

??（2）若小物塊剛好到達D處，速度為零，同理，有

??mgL?mgR??E 解得CD圓弧半徑至少為 R?E 3mg（3）設物塊以初動能E′沖上軌道，可以達到的最大高度是1.5R，由動能定理得

???mgL?1.5mgR??E解得E??7E 6E，由于EC??mgL?2E，故物塊將停在軌道上 23物塊滑回C點時的動能為EC?1.5mgR?設到A點的距離為x，有

??mg(L?x)??EC

解得

x?1L

414即物塊最終停在水平滑道AB上，距A點L處。

規律總結：應用動能定理要比動力學方法方便、簡潔。只有應用動力學方法可以求解的勻變速直線運動問題，一般應用動能定理都可以求解。盡管動能定理是應用動力學方法推導出來的，但它解決問題的范圍更廣泛。

題型4.（功能關系在電磁感應中的應用）兩根足夠長的光滑導軌豎直放置，間距為L，底端接阻值為R 的電阻。將質量為m的金屬棒懸掛在一個固定的輕彈簧下端，金屬棒和導軌接觸良好，導軌所在平面與磁感應強度為B 的勻強磁場垂直，如圖所示。除電阻R 外其余電阻不計。現將金屬棒從彈簧原長位置由靜止釋放．則

A．釋放瞬間金屬棒的加速度等于重力加速度g B．金屬棒向下運動時，流過電阻R 的電流方向為a→b C．金屬棒的速度為v時．所受的安培力大小為F = D．電阻R 上產生的總熱量等于金屬棒重力勢能的減少

解析：在釋放的瞬間，速度為零，不受安培力的作用，只受到重力，A對。由右手定則可得，電流的方向從b到a，B錯。當速度為v時，產生的電動勢為E?Blv，受到

B2L2v的安培力為F?BIL，計算可得F?,C對。在運動的過程中，是彈簧的彈性勢能、R重力勢能和內能的轉化，D錯。

題型5.（功能關系在混合場內的應用）如圖所示，MN是一固定在水平地面上足夠長的絕緣平板（左側有擋板），整個空間有平行于平板向右、場強為E=2N/C的勻強電場，在板上C點的左側有一個垂直于紙面向外、磁感應強度為B=1T的勻強磁場，一個質量為m=4×10－3kg、帶負電的小物塊，帶電量q=10－2C，從C點由靜止開始向左先做加速運動再做勻速運動.當物體碰到左端擋板后被彈回，若在碰撞瞬間將電場改為豎直向下，大小不變.小物塊返回時在磁場中恰做勻速運動，已知平板MC部分的長度為L=5m，物塊與平板間的動摩擦因數為μ=0.2，求：

（1）小物塊向左運動過程中克服摩擦力做的功Wf；

（2）小物塊與左端擋板碰撞過程損失的機械能△E；

（3）小物塊從與 左擋板碰后到最終靜止所用時間t；

（4）整個過程中由于摩擦產生的熱量Q.解析：設小物塊向左勻速運動時的速度大小為v1，由平衡條件有

qE??(mg?qv1B)?0

①

設小物塊在向左運動過程中克服摩擦力做的功為W，由動能定理有

qEL?W?12mv1?0

② 2m(qE??mg)2由①②式解得 W?qEL??0.023J

③ 2222?qB（2）設小物塊返回時在磁場中勻速運動的速度大小為v2，與右端擋板碰撞過程損失機構能為?E，則有 Bqv2?mg?qE

④

?E?112mv12?mv2

⑤ 22mq2E2(1??2)?2?m2gqE(??1)由③⑤⑥式解得 ?E??0.064J

⑥ 2222?Bq（3）小物塊由M到C勻速運動，時間為 t1?LBqL??2.5s

⑦ v2mg?qE小物塊由C到靜止勻減速運動，?(mg?qE)?ma代入數得a?1m/s2

⑧ 時間為 t2?v2mv2??2s

⑨ a?(mg?qE)總時間為 t=t1+t2=4.5s

⑩（4）對全過程，由能量守恒定律有

○Q?qEL??E 12

○12（或 Q?Wf?mv22)由⑤⑧式解得

Q?qEL??E?0.03J6

○評分標準：①式2分，其余各1分，共14分

第四篇：功和能授課教案(初中)

個性化教學輔導教案

知識點：1.理解做功的兩個必要因素。2.知道機械功的計算公式。3.理解功率的概念。4.知道功的原理。5．知道有用功和總功。6.知道動能和勢能。

考點：功以及機械效率的計算。

能力：分析綜合問題的能力。

方法： 教師講解—學生掌握—學生提問---學生練習

【自主學習】 1.功

（3）功的計算：

功：物體上的力與力的方向上移動的距離的乘積。

①W=F·S=Gh（克服重力做功）

②W=P·t 國際單位：N·m；焦耳，簡稱焦，符號J。1J=1 N·m

2、簡單機械的機械效率

有用功：必須要做的功。

額外功：并非我們需要但又不得不做的功。總功：有用功和額外功的總合。機械效率：有用功與總功的比值。

（1）斜面

（2）杠桿 ①W有用=G·h ②W額外=f·S ③W總=F·S=G·h＋fS

①W有用=G物·h ②W額外

③W總=F·S

（輪軸效率）

（3）定滑輪（a）

①W有用=Gh ②W額外：摩擦及繩重

③W總=F·S=F·h

（4）定滑輪（b）

①W有用=f·S物

②W額外：滑輪轉動摩擦

③W總=F·SF=F·S物

（5）動滑輪及滑輪組（a）

①W有用=G物·h

②W額外

③W總=F·S=F·nh=（G物＋G動）·h

（6）動滑輪及滑輪組（b）

①W有用=fS物

②W額外：繩重及滑輪轉動摩擦

③W總=F·SF=F·nS物

3、功率

定義：單位時間內做的功。

單位：功率用P表示，單位是瓦特，簡稱瓦，符號W

（1）公式：．

（2）意義；表示做功快慢的．（與機械效率無關）

（3）機械中的功率

4、機械能（1）動能：（與m、v有關）物體由于運動而具有的能。質量相同的物體，運動的速度愈大，它的動能愈大；運動速度相同的物體，質量愈大，動能愈大。（2）重力勢能：

（與m、h有關）物體由于被舉高而具有的能量。

（3）彈性勢能：的能量。5．易錯知道辨析

（與彈簧本身、形變量大小有關）物體由于彈性形變而具有易錯知識點一：判斷力是否做功。

例1（2010 房山）以下事例中，重力做功的是（）A．跳水運動員由跳臺向下下落 B．冰球在水平冰面上滾動

C．皮劃艇在平靜水面快速滑行 D．舉重運動員把杠鈴高舉在空中靜止不動 【針對訓練】

（09 重慶）如圖1 所示，李晶同學將放在課桌邊的文具盒水平推至課桌中央，她針對此過程提出了如下的猜想。你認為合理的是（）A．文具盒所受重力對它做了功 B．文具盒所受支持力對它做了功 C．文具盒所受的推力F 對它做了功 D．在此過程中沒有力對文具盒做功

易錯知識點二 計算功、功率大小

例2（2010 蘭州）如圖2 所示，物重G 為2000N，斜面長5m，高3m，斜面和滑輪組裝置的 總機械效率為80%，若將重物沿斜面以0.2m/s 的速度拉上來，求：（1）所需拉力F 是多少？（2）機械的總功率是多少？

【針對訓練】

（2010 包頭）如圖，在水平拉力F 的作用下，物體沿水平面以速度v 向右勻

速移動例距離s，若物重為G，桌面對物體的摩擦力為f(滑輪及繩重不計)，下列說法正確的是（）

A．有用功的功率為fv B．拉力的功率為3Fv C．裝置的機械效率為G/3F D．額外功為（3F－f）s

易錯知識點三 判斷動能、勢能、機械能的變化

例3（2010 包頭）一駕滿載救災物資的飛機，沿水平方向勻速飛行的同時，不斷地向災區投放救災物資的過程中，下列判斷正確的是（）A．飛機總體動能減小 B．飛機總體重力勢能不變 C．飛機總體機械能不變 D．飛機總體慣性不變

【針對訓練】

(2010 河北)如圖4 所示，鉛球從出手到將要落地的過程中，下列說法正確的是

（不計空氣阻力）（）

A．鉛球由a →b 時，動能逐漸增大 B．鉛球在b 點的機械能大于a 點的機械能 C．鉛球由b →c 時，機械能逐漸減小 D．鉛球在c 點時動能最大

易錯知識點四 分析動能、勢能、的轉化

例4（2010 黃岡）下列對雨滴在空中勻速下落過程的分析(不考慮雨滴質量的變化和雨滴受到的浮力)，正確的是（）

A．雨滴受到平衡力的作用 B．雨滴下落過程中機械能保持不變 C．雨滴受到的重力大于它受到的阻力 D．雨滴的重力勢能轉化為動能

【針對訓練】

（2010河南）迎世博晚會上，彩色氣球伴隨歡慶的樂曲勻速上升，在此過程中，氣球的（）A．動能轉化為勢能，機械能不變 B．動能轉化為勢能，機械能增大 C．動能不變，勢能增大，機械能增大 D．動能不變，勢能不變，機械能不變

【典型例題】例

1、（2005·蘭州市）用如圖所示的滑輪組吊起重物，不計繩重及摩擦．

（1）當物重為150 N時，繩端所用的拉力是60N，求此時滑輪組的機械效率是多少?（2）當所吊重物為300N時，10s內重物被勻速高2 m時，繩端拉力做功的功率為多少? 例

2、（2005·嘉興市）在學習了功率的知識后，三位同學想比較爬桿時誰的功率大．以下是他們討論后得出的三套方案，其中可行的是（）

①用相同的時間爬桿，測量出各自的體重和爬上桿的高度，即可比較功率大小

②都爬到桿頂，測量出各自的體重和爬桿用的時間，即可比較功率大小

③爬桿后，測量出各自的體重、爬桿用的時間和爬上桿的高度，算出功率進行比較

A．只有①

B．①②

C．①③

D．①②③

例

3、（2006·北京市）陽陽在蹦床上做游戲，從高處落到蹦床上又被彈起．當她從接觸蹦床床面到運動至最低點的過程中（忽略空氣阻力的影響），以下說法正確的是（）

A．陽陽的重力勢能逐漸減小

B．蹦床的彈性勢能逐漸增大

C．陽陽的動能逐漸減小

D．陽陽受到的合力先減小后增大

例

4、（2005·海南省）跳繩是一項很好的體育健身活動，經測試重500 N的某同學1 min跳繩120次，每次離地約0.06 m（每次離地高度和時間都相同）．（1）該同學跳一次做功多少焦耳?（2）他在這1 min的鍛煉中消耗的功率是多大?（3）跳繩時對地面的壓強與站立時相比較有何變化?并說明判斷的理由．

例

5、（2002年河南省中考試題）一個人用同樣大小的水平拉力拉著木箱，分別在光滑和粗糙的兩種水平地面上前進相同的距離，關于拉力所做的功，下列說法中正確的是（）

A．在粗糙地面上做功較多

B．在光滑地面上做功較多

C．兩次做功一樣多

D．條件不夠，無法比較兩次做功的多少

例

6、（2002年鹽城市中考試題）如圖所示，在拉力F的作用下，重80N的物塊A正以0.2m/s的速度在水平面上做勻速直線運動，此時彈簧測力計的讀數為20N，該裝置的機械效率為80%，求：

（1）2s內，彈簧測力計的拉力對物塊A所做的功；

（2）拉力F的大小及拉力F做功的功率．

例7

某同學用100牛的力把質量為4千克的鉛球推到5米遠處,他推鉛球做的功是（）A.500焦

B.196焦

C.696焦

D.缺少條件,無法計算

例8

如圖2所示為用滑輪組提起重物的裝置.如果重物G＝2.4×10牛,滑輪組的機械效率為80％,拉力F的功率為1.5千瓦,要把重物提起1米,求:(1)需要多大的拉力.(2)需要多少時間

4【課后能力訓練】

功和機械能

一、選擇填空

1.如圖3所示，小朋友沿著滑梯勻速下滑的過程中，下列說法中正確的是（忽略空氣阻力）（）

A．他受重力、支持力、下滑力和摩擦力的共同作用 B．他受重力、支持力和摩擦力的共同作用 C．他的重力勢能轉化成了動能和內能

D．他的重力勢能減小，動能增大，機械能不變

2.直升機在勻速下降過程中，能量變化情況是（）

A．勢能減少，動能增加，機械能不變B．勢能減少，動能不變，機械能減少 C．勢能不變，動能不變，機械能不變D．勢能減少，動能不變，機械能不變

3.關于機械能的論述，下列說法正確的是（）

A．在空中飛行的飛機只具有動能B．炮彈具有的機械能一定比子彈具有的機械能大 C．質量和速度都相同的物體具有的動能一樣大D．質量大的物體的具有的重力勢能一定大

4.關于機械效率的說法正確的是（）

A．越省力的機械，其機械效率越高B．做的總功越多，機械效率越高

C．做的有用功越多，機械效率越高D．有用功一定時，額外功越少，機械效率越高

5.甲、乙兩輛汽車，功率之比為2∶1，在相同時間內沿水平路面通過的距離之比為1∶2．則它們所做的功之比為（）

A．2∶1 B．1∶1 C．1∶4 D．4∶1 6.下列單位中不是功的單位的是（）

A．W·s B．J C．J/s D．N·m 7.某人用手將一物體豎直舉高2m和用機械效率為80％的斜面將它升高2 m．比較兩種情況（）

A．用手舉高時做功多B．用斜面升高時做功多 C．兩種情況做功一樣多D．兩種情況都不做功 8.跳水運動員從最高點向水面下落的過程中，他的________能逐漸減少，________能逐漸增加．

9.一只小鳥在空中飛行時具有40J的機械能，若它具有10J的勢能，則它具有________J的動能．

10.小明在水平面上用50 N的水平推力，加速推著一輛重120 N的小車，前進了10 m，小明的推力做功是________J．水平面對小車的支持力做功是________J． 11.甲、乙兩輛汽車在公路上勻速行駛．如果它們的功率相同，行駛速度之比v甲∶v乙＝2∶1．在相同的時間內，甲、乙兩車牽引力做功之比為________． 12.用一只鐵桶從深井中取水，第一次取半桶，第二次取滿桶，兩次相比：W1額_____W2額，η1___η2（填“＞”“＜”或“＝”）

二、計算題（每小題5分，共10分）13.一人用如圖所示．的滑輪組勻速提升物重為200牛的物體，此時人對繩的拉力為120牛，不計繩重和摩擦．求： 1）滑輪組的機械效率． 2）如果人的體重為600牛，那么他們用此滑輪組所提升物體的物重不能超過多少牛？ 1）滑輪組的機械效率等于有用功除以總功，有用功等于物體的重力乘以物體上升的高度，總功等于拉力乘以繩子自由端移動的距離．

2）當繩子的拉力和人的體重相等時，滑輪組所提升物體的物重最大，先計算出動滑輪的重力，最大拉力就等于最大物重與動滑輪重和的一半．從而求出最大物重．

功和機械能參考答案1．B 2．B 3．C 4．D 5．A 6．C 7．B 8．勢 動 9．30 10．500 0 11．1∶1 12．＝ ＜

13.解答：解：（1）η=Gh2Fh=200N2×120N=83.3% 答；滑輪組的機械效率為83.3%．

（2）設動滑輪重G0，由2F=G+G0，得G0=40牛

設提升的最大物重為G′，人的體重為G1，此時繩的拉力為F′，則F′=G1，由2F′=G′+G0，得所能提起物體的最大物重

G′=2F′-G0=2×600N-40N=1160N．

答：他們用此滑輪組所提升物體的物重不能超過1160牛

第五篇：高中物理教學設計——功

高中物理教學設計

《功》

楊先雄

廣西壯族自治區桂林市資源縣資源中學

541400郵編

《功》高中物理教學設計

楊先雄

【教學目標】

一、知識目標

1．理解功的概念，知道力和物體在力的方向上通過的位移是做功兩個不可缺少折因素。

2．知道功的計算公式W=Fscosα，會用這個公式進行計算。

3．理解正功和負功的概念，知道在什么情況下力對做正功或負功。

4．知道什么是幾個力對物體所做的總功，知道幾個力對物體所做的總功等于這幾個力的合力對物體所做的總功。

二、能力目標

調動學生積極參與討論的興趣，培養邏輯思維能力及表述。遵循探究式教學的規律，達到“溫故而知新”的目的。

三、德育目標

通過引導學生對教材所列知識的探究使學生不僅掌握所學的知識，而且掌握探究物理學科知識的方法，并與學習其它學科知識和生活技能的方法融會貫通，達到不僅教書、而且育人的目的。

【教材分析】

本節教材是根據人們的認識習慣循序漸進地安排對“功”知識點的講解的，這也與物理學科的“從特殊到一般，從簡單到復雜”的認識規律相一致。教材在復習初中所學的功的定義，功的兩個要素，及在兩種特殊情況下計算功的方法的基礎上，提出了“在一般情況下力對物體所做功如何計算”的問題，順其自然，符合人們的認識規律。在解決這一問題時，不僅復習了力的分解的相關知識，加深了對力與其分力為“等效替代”關系的理解，而且利用舊的知識解決了新問題，增強了學生學好新知識的信心。而本節要討論的重點知識正功與負功問題也是在推導出功的計算公式之后，結合實際討論力與位移的方向成不同角度時，余弦函數的不同取值及符號的變更得出來的。至于總功的計算方法的推導，則更加深了學生對合力與分力“等效替代關系的理解。”

【教法建議】

可以按照教材安排的順序，在講解的同時，通過引導和探究，邊講邊議，如果學生條件許可，可采取討論式的教法。并 用多媒體教學手段予以補充。

【教學重點】

功的計算方法及正功負功的物理意義。

【教學難點】

正功和負功的物理意義

【教學過程】

一、功的定義及力對物體所做的功的計算公式

1．新課的引入（復習初中所學的功的定義及功的兩個要素引入新課）

（1）物體受到力作用且在力的方向上通過一段位移，力就對物體做了功。

（2）功的兩個要素：作用在物體上的力及物體在力的方向上通過的位移。

2．思考與討論：功計算公式的推導

（1）復習兩種特殊情況下功的計算（老師提問，學生回答）

當力的方向與位移方向相同時：W=FS

當力的方向與位移方向垂直時：W=0

（2）提問：當力的方向與位移方向既不相同又不垂直時，力對物體做的功如何計算？

老師引導，學生討論：老師把學生的思考方向引向當力的方向與位移方向不平行也不垂直時該力作用在物體上會產生哪些效果。學生討論可以把該力向平行于位移和垂直于位移兩個方向分解，用兩個方向的分力代替該力產生的效果，因此該項力做的功與它的兩個分力做的功等效，從而得出結論。

（3）歸納總結：功的計算方法W=FScosα

（設計說明：上述方法也是我們常用的研究問題的方法，從特殊到一般的方法以及等效替代法。）

二．正功與負功的物理意義

1．思考與討論力與位移所成的角度可以在什么時候范圍內變化，當角度逐漸增大時會出現什么情況？ 老師引導學生應用數學知識分析。

2，學生討論后得出結論：當力的方向與位移方向的夾角在零度到九十度之間時力沿位移方向的分量與位移方向相同，物體的速度增加；反之，物體的速度減小。因此，有如下結論

動力對物體做正功、阻力對物體做負功

（設計說明：運用數學方法解決物理問題的能力也是高考是要求的重要能力，在平時的教學中應不失時機地加以引導，使學生逐步形成這種能力）

三．合力所做的功的計算

1．提出問題：在解決了單個力做功的計算問題后，當物體同時受到多個力作用時，多個力對物體所做的功應如何計算？

（1）各力做的功應如何計算？合力做的功與各力做的功有何關系？（教師引導學生思考，學生討論后得出結論）

（2）這些力既然同時作用在物體上，能否找到一個力能代替這些共同作用 的力的效果？（引導學生回憶合力與分力的關系，得出結論）

（3）教師歸納總結，得出結論：總功的兩種計算方法

先求出各力做的功，再求代數和

先求合力，再求合力做的功

（設計說明：這是簡單到復雜的認識規律在教學中的具體應用，應通過引導讓學生逐步掌握這種方法，對于今后學生進一步學習和適應社會都是極為有利的）

四、例題

引導學生解決課本上的例題，讓學生掌握單個力做功的計算方法，合力做功的計算方法，以及正、負功的含義。

五、知識的拓展

與學生一起討論變力做功的問題，使學生初步形成微元法的觀念。

六、板書設計

（一）功的兩個要素

1．作用在物體上的力。

2．物體在力的方向上通過的位移

（二）功的計算方法

（三）正功和負功

1．當力的方向與位移方向的夾角在于零小于九十度時，力對物體做正功。

2．當力的方向與位移方向的夾角大于九十度小于一百八十度時，力對物體做負功。

（四）兩種計算總功的方法

1．先求各力做的功，再求代數和。

2．先求合力，再求合力做的功。

七、教學反思

首先，本節課最重要是對一些科學研究方法的教學，若僅僅是對這些知識的傳授而不重視科學物理研究方法的教學，則這堂課還不能算是一堂成功的課。其次，在教學過程中應多讓學生自己參與到探究活動中去，這樣讓學生自己通過實踐探究出來的結果比教師告訴得到的結果印象要深刻的多，也讓課堂教學的師生互動有了更好的效果。

（注；本設計完全由本人獨立創作完成，具有完全知識產權。如有侵權者，本人保留追究文責的權利）