第一篇:高一物理:功教學設計_01
功
率
(一)引入課題
首先以提問方式復習上一節所學習的主要內容,重點是功的概念和功的物理意義. 然后提出力對物體做功的實際問題中,有做功快慢之分,物理學中又是如何來描述的?這節課我們就來研究這個問題.
(二)教學過程
1、功率
初中同學們學習過功率的有關知識,都知道功率是用來描述力做功快慢的物理量.我們一起討論一些問題.
力F1對甲物體做功為W1,所用時間為t1;力F2對乙物體做功為W2,所用時間為t2,在下列條件下,哪個力做功快?
A.W1=W2,t1>t2; B.W1=W2,t1<t2; C.W1>W2,t1=t2; D.W1<W2,t1=t2. 上述條件下,哪個力做功快的問題學生都能作出判斷,其實都是根據W/t這一比值進行分析判斷的.讓學生把這個意思說出來,然后總結并板書如下: 功率是描述做功快慢的物理量.
功和完成這些功所用的時間之比,叫做功率.如果用W表示功,t表示完成這些功所用的時間,P表示功率,則:
P=W/t 明確告訴學生上式即為功率的定義式,然后說明P的單位,W用J、t用s作單位,P的單位為J/s,稱為瓦特,符號為W.最后分析并說明功率是標量.
接下來著重說明,功率的大小與單位時間內力所做的功為等值.
至此,再將功的定義式與速度v的定義式作類比,使學生理解,雖然研究的是不同性質的問題,但是研究方法是相同的(同時也為后面講瞬時功率做了些準備).然后提出問題,與學生一起討論功率的物理意義.
上一節我們講了功的概念、功的公式之后,經過分析和討論,對功的物理意義已有所了解.誰能復述一下?
在學生說出做功過程是能量轉化過程之后,立即啟發:那么做功快慢恰能表明能量轉化的快慢嗎?因此,應該將功率理解為是描述做功過程中能量轉化快慢的物理量,并將這一認識進行板書.
2、平均功率與瞬時功率
舉例:一個質量是1.0kg的物體,從地面上方20m高處開始做自由落體運動,第1s時間內下落的位移是多少?(與學生一塊算出是5m,g取10m/s2)這1s內重力對物體做多少功?(與學生一起算出W1=50J)第2s時間內物體下落的位移是多少?(15m)這1s內重力對物體做多少功?(W2=150J)前1s和后1s重力對物體做功的功率各是多大?(P1=50W,P2=150W)這2s時間內重力對物體做功的功率是多大?(P=100W)指出即使是同一個力對物體做功,在不同時間內做功的功率也可能是有變化的.因而,用P=W/t求得的功率只能反映t時間內做功的快慢,只具有平均的意義.板書如下:
(1)平均功率:
P=W/t
(2)瞬時功率
為了比較細致地表示出每時每刻的做功快慢,引入了瞬時功率的概念,即瞬時功率是表示某個瞬時做功快慢的物理量.
提出瞬時功率如何計算的問題后,作如下推導: 一段較短時間內的平均功率可以寫成如下公式:
P=W/t=W = F·s/ t,而s/t=v
所以:P= F·v 當t值足夠小時,v就表示某一時刻的瞬時速度,所以這時P就表示該時刻的瞬時功率.
因此 P=F·v 就是瞬時功率計算公式
討論:
①如果作用于物體上的力F為恒力,且物體以速度v勻速運動,則力對物體做功的功率保持不變.此情況下,任意一段時間內的平均功率與任一瞬時的瞬時功率都是相同的.
②很多動力機器通常有一個額定功率,且通常使其在額定功率狀態工作(如汽車),根P=Fv可知:
當路面阻力較小時,牽引力F也小,v可以大,即汽車可以跑得快些;
當路面阻力較大,或爬坡時,需要比較大的牽引力,v必須小.這就是爬坡時汽車換低速擋的道理.
③如果動力機器原來在遠小于額定功率的條件下工作,例如汽車剛剛起動后的一段時間內,速度逐漸增大過程中,牽引力仍可增大,即F和v可以同時增大,但是這一情況應以二者乘積等于額定功率為限度,即當Fv=P額.以后,這種情況不可能實現.
應用公式P=Fv計算m=1kg的物體做自由落體運動中下落1s末和2s末的瞬時功率. 由v1=10m/s按公式求得P1=100J;由v2=20m/s按公式求得P2=200J.
根據上述結果啟發學生思考瞬時功率的物理意義.最后指出,此題中是重力對物體做功,使重力勢能逐漸向動能轉化.隨著時間的延續,重力勢能向動能轉化加快.
3、例題講解
例
1、如圖1所示,位于水平面上的物體A的質量m=5kg,在F=10N的水平拉力作用下從靜止開始向右運動,位移為s=36m時撤去拉力F.求:在下述兩種條件下,力F對物體做功的平均功率各是多大?(取g=10m/s2)
(1)設水平面光滑;
(2)設物體與水平面間的動摩擦因數μ=0.15. 解答過程可分為三個階段:
①讓學生計算力F在36m位移中所做的功,強調功只由F和s這兩個要素決定,與其它因素無關,因而兩種情況下力F做的功相同,均為W=360J.
②由同學計算這兩次做功所用的時間.用牛頓第二定律求出:
分別求出t1=6s,t2=12s.
③用功率的定義式即平均功率的計算公式求得P1=60W,P2=30W.
如果有的同學用公式vt2=2αs分別求出每次的末速度,再用公式:
例
2、如圖2所示,位于水平面上的物體A,在斜向上的恒定拉力作用下,正以v=2m/s的速度向右做勻速直線運動.已知F的大小為100N,方向與速度v的夾角為37°,求:
(1)拉力F對物體做功的功率是多大?
(2)物體向右運動10s的過程中,拉力F對它做多少功?(sin37°=0.6,cos37°=0.8)通過此例題的解答,讓學生掌握功率的計算公式P=Fvcosα,并提醒學生,不要認為F與v總是在同一直線上;并且知道,在功率已知的條件下,可以用W=P·t計算一段時間內力所做的功.第(1)問的結果為P=160W;第(2)問的結果為W=1600J.
例
3、課本p.139上的例題,注意區分幾個概念.(三)課堂小結
1、我們講了功率概念之后,得到了兩個公式,定義式P=W/t和瞬時功率的公式P=F·v.
2、公式P=W/t中的t趨近于零時,P即為瞬時功率.不過此公式主要用來計算平均功率.公式P=Fv中,當v為瞬時速度時,P即為瞬時功率;當v用平均速度算平均功率.當然要注意
所對應的時間段.
時,也可計說明:
1、將功率理解為表示能量轉化快慢的物理量具有普遍意義.如一臺電動機的額定功率是10kW,表明它每秒鐘可以將10kJ的電能轉化為機械能,不管它是否工作.因而機器的功率實際上可以表示它進行能量轉化的能力大小.
2、力可以做負功,自然也有負功率.學生不問到時可以不講.課本上也沒講.重要的不是功率的正負問題,而是要結合實際問題說清楚能量轉化的方向和快慢.例如,一物體沿粗糙水平面向前滑動,根據P=f·v可知其機械能向內能轉化,轉化的快慢與速度v成正比,這就表達清楚了,沒有強調負功率的必要.
第二篇:高一物理《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=Fscos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=Fscos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。至此按功的前一公式即可得到如下計算公式:
W=Fscos
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Fcos,再與s相乘,結果仍然是W=Fscos。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=Fscos
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、=37,與同學一起計算功W,得出W=400Nm。就此說明1Nm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=1Nm。最后明確板書為:
在國際單位制中,功的單位是焦耳(J)
1J=1Nm
3.正功、負功
(1)首先對功的計算公式W=Fscos的可能值與學生共同討論。從cos 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間夾角的取值范圍,最后總結并作如下板書:
當090時,cos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=90時,cos=0,W=0,力對物體做零功,即力對物體不做功。
當90180時,cos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。
第三篇:高一物理功教案
5.2功
班級________姓名________學號_____
學習目標:
1.理解功的概念,知道功的兩個要素。
2.知道功的公式W=Fscosθ,會用這個公式計算恒力功。
3.理解正功和負功的概念,知道在什么情況下力做正功或負功。
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功,也等于各個力分別對物體做功的代數和。5.了解求變力的功的一般思維方向。6.理解功和能的關系。
學習重點: 1.功的概念和功的計算公式。
2.正、負功的意義。3.功能關系。
學習難點: 功的概念、正、負功的意義。主要內容:
一、功
功是物理學中一個抽象而又重要的概念,是以后學習“能”的基礎。1. 功的定義:
2. 功的兩個要素:力和位移
【例一】關于力對物體做功的情況,下列說法中正確的是()A. 物體做自由落體運動時,重力對物體一定做功。
B. 行星繞太陽在橢圓軌道上運行時,太陽對行星的引力一定做功。C. 沿斜坡向上行駛的汽車,牽引力一定做功。D.細繩的一端固定,另一端拴著小球,使小球在豎直平面內作變速圓周運動,細繩的拉力一定做功。
3. 功的大小:
①力和位移方向一致的情況:W=FS ②力和位移有夾角(α)的情況:W=FScosα
若α=0,則cosα=1,②式就化成①式,因此②式是計算功的一般公式。公式表明:力F對物體做的功只與F、s和a三者有關,與物體的運動狀態等因素無關。③應用公式注意:
A.式中的F一定是恒力(大小、方向都不變),即此式是求恒力做功的公式。若是變力,中學階段一般不用此式求功。
B.式中的位移s一般是相對地面而言的。在物體可以看作質點時,s是物體的位移;當物體不可以看作質點或力的作用點與物體有相對運動時,s是力的作用點的位移.scosa即為在力的方向上發生的位移。
C.力所做的功,只和有力作用的那一段位移有關,若力取消后物體仍在運動,則力對物體所做功與力取消后物體發生的位移無關(即力F與位移s具有同時性)。
4.功的單位:在國際單位制中,是焦耳,簡稱焦,符號是J。1 J等于1 N的力使物體在力的方向上發生1 m的位移時所做的功。5.功是過程量,反映力對位移的累積效果。
6.功是標量,雖有正負之分,但卻無方向,功的運算遵循代數運算法則。
【例二】如圖所示,傾角為θ的斜面上有一個質量為m的物體,在水平推力F的作用下移動了距離s,如果物體與斜面間的摩擦系數為μ,則推力做的功為()
A.Fssinθ
B.Fscosθ
C.μmgscosθ
D.mg(sinθ+μcosθ)s
二、正功和負功
1.對公式w=Fscosa討論得知:
①當o≤a<π/2時,cosa>0,w>o,表示力對物體做正功。
②當a=π/2時,cosa=0,w=0,表示力對物體不做功(力與位移方向垂直)。③當π/2<a≤π時,cosa<0,w<0,表示為對物體做負功。
可見,一個力作用于物體,可以對物體做正功,做負功,也可能不做功。2.正功、負功的物理意義
①功是標量,只有大小,沒有方向,功的正負既不表示功有方向,也不表示功的數量的大小。既不能說“正功和負功方向相反”,也不能說“正功大于負功”。正功和負功只表示兩種相反的做功效果。
②力對物體做正功,說明物體在發生該段位移的過程中,該力是動力,使物體的能量增加。力對物體做負功,說明物體在發生該段位移的過程中,該力是阻力,使物體的能量減少。
③一個力對物體做負功,往往說成物體克服這個力做功(取絕對值),這兩種說法在意義上是等同的。
【例三】質量為m的物體置于傾角為α的斜面體上,物體和斜面體間的摩擦系數為μ,在外力作用下斜面體以加速度a向左做勻加速直線運動,如圖所示,運動過程中物體與斜面之間保持相對靜止,下列說法正確的是()。A.斜面體對物體m的支持力一定做正功。B.斜面體對物體m的摩擦力一定做正功。C.斜面體對物體所的摩擦力可能不做功。D.斜面體對物體m的摩擦力可能做負功。
【例四】關于摩擦力對物體做功,以下說法中正確的是()A.滑動摩擦力總是做負功。
B.滑動摩擦力可能做負功,也可能做正功。C.靜摩擦力對物體一定做負功。D.靜摩擦力對物體總是做正功。
三、功能關系
功是能量轉化的量度。
理解:
四、幾個力的總功
∑W=W1+W2+W3+?
∑W=∑Fs=∑F·s 當合力F為恒力時W=Fscosα,α是合力F與物體位移s的夾角。
變力的功無法用公式W=Fscosα計算。
【例五】一個質量m=2kg的物體,受到與水平方向成37°角斜向上方的拉力F=10N,在水平地面上移動的距離s=2m,物體與地面間的動摩擦因數μ=0.3。求:(1)拉力F對物體所做的功。(2)摩擦力f對物體所做的功。(3)外力對物體所做的總功。
【例六】一質量為1千克的物體被人用手由靜止向上提升l米,這時物體的速度
22米/秒,則下列說法中錯誤的是:(g取10米/秒)()(A)手對物體作功12焦。(B)合外力對物體作功12焦。(C)合外力對物體作功2焦。(D)物體克服重力作功10焦。
課堂訓練:
1. 繩子的一端固定,另一端系一個物體,當它做穩定的圓錐擺運動時()A. 重力對物體做功,繩子的拉力不做功。B. 重力對物體不做功,繩子的拉力做功。C. 重力和拉力都對物體做功。
D.重力和拉力都對物體不做功。2.如圖所示兩物體與水平地面間摩擦系數相同,它們的質量相等,在甲圖用力F1拉物體,在乙圖用力F2推物體,兩種情況下兩物體都作勻速運動,經相同位移,則比較兩種情況下合力所做的功,那么正確答案又是哪一個?()A.W1=W2 B.W1>W2 C.W1<W2 D.無法比較
3.一物體在力F作用下,在粗糙水平桌面上運動,下列說法正確的是:()A.如果物體作勻加速運動,F一定對物體做正功。B.如果物體作勻減速運動,F一定對物體做負功。C.如果物體作勻減速運動,F可能對物體做正功。D.如果物體作勻減速運動,F可能對物體不做功。4.關于力對物體做功,下列說法正確的是()A.重力對物體做功與物體運動的路徑無關,只與始末位置有關。B.合外力對物體不做功,物體必定做勻速直線運動。
C.作用力與反作用力在相同時間內所做的功一定大小相等,一正一負。D.滑動摩擦力對物體一定做負功。
課后作業:
l.如圖小物塊位于光滑的斜面上,斜面位于光滑的水平地面上,從地面上看,在小物塊沿斜面下滑的過程中,斜面對小物塊的作用力()
A.垂直于接觸面,做功為零。B.垂直于接觸面,做功不為零。C.不垂直于接觸面,做功為零。D.不垂直于接觸面,做功不為零。
2.質量為m的物體,沿水平面滑動了s的距離,則它作功的情況正確的說法是()A.重力做正功,支持力做負功。B.重力做負功,支持力做正功。C.重力和支持力都做正功,大小為mgS。D.重力和支持力對物體都不做功。3.如圖所示,物體由靜止開始分別沿不同斜面由頂端A滑至底端B,兩次下滑的路徑分別為圖中的I和II,兩次物體與斜面的摩擦系數相同,且不計路徑II中轉折處的能量損失,則兩次摩擦力對物體所做的功()A.第一次小B.第二次小 C.兩次一樣大D.無法確定 4.如圖所示,繩的一端通過滑輪沿與水平方向成θ角施一恒力F,使木塊水平向右移動s距離,在此過程中,恒力F做功為()A.FScosθ B.Fs(1+cosθ)C.2Fs D.2Fscosθ
5.如圖所示,質量為m的滑塊放在傾角為θ的斜面體M上,運動過程中滑塊與斜面體始終相對靜止,下列說法中正確的有()A.斜面體向右勻速移動距離s,斜面體對滑塊沒有做功。B.若斜面體向上勻速移動距離s,斜面體對滑塊做功mgs。
C.斜面體向左以加速度a移動距離s,斜面體對滑塊做的功為mas。
D.斜面體以加速度a勻加速向下移動距離s,斜面體對滑塊做的功為m(g+a)s。
6.如圖所示,利用動滑輪來吊起質量為20千克的物體,已知拉力F=140牛,滑輪與繩的質量以及摩擦均不計,則當物體由靜止開始升高l米時,拉力F對物體所做的功為()A.40焦;B.80焦:C.140焦:D.280焦.
7.起重機的吊鉤下掛著質量為m的木箱,如果木箱以加速度a勻減速下降了高度h,則木箱克服鋼索拉力所做的功為()A.mgh B.m(g-a)h C.m(g+a)h D.m(a-g)h 8.如圖所示,繃緊的傳送帶始終保持著大小為v=4m/s的速度水平勻速運動。一質量m=1kg的小物體無初速地放到皮帶A處,物塊與皮帶間的滑動動摩擦因數μ=0.2,A、B之間距離s=6m。求物塊從A運動到B的過程中摩擦力對物塊做多少功?(取2g=lOm/s)
第四篇:初中物理《_功》教學設計(本站推薦)
《功》教學設計
教學目標
1、知識與技能:
①知道做功的兩個必要因素。
②理解功的定義、計算公式和單位,并會用功的公式進行簡單計算。
2、過程與方法:
①通過觀察和思考,判斷在什么情況下力對物體做了功,在什么情況下沒有做功 ②通過推理、分析與閱讀,得出功與力、在力的方向上移動距離的定性關系。③經歷探究功的原理的過程,感知使用機械不能省功的事實。
3、情感、態度與價值觀:
①通過聯系生活、生產實際激發求知欲,培養探索自然現象和日常生活中的物理學道理的興趣。②通過合作性的探究,展示性交流,增強自信,學會合作的意識,追求學生和諧發展。教學重點、難點:
1、理解功的概念及計算。
2、判斷力對物體是否做功,以及對“功的原理”的探究與理解。教學過程
一、導入新課
師:在力學上“做功”的含義是什么?
二、新課教學
(一)物理學中的功
師:如果一個力作用在物體上,物體在這個力的方向上移動了距離,這個力的作 師:功包含哪些必要因素?
生:有兩個必要因素:一是作用在物體上的力;二是物體在這個力的方向上移動了距離。師:如何判斷是否做功?
生:用功的兩個必要因素來判斷。
師:有哪些情況看似做功,但實際上并不做功?
生:
1、有力F的作用,但距離S=0(如舉重運動員舉著杠鈴不動)生:
2、有距離S,但力F=0(如慣性運動)
生:
3、有力F也有距離S,但F ⊥ S(如提一桶水,水平前進)練習(略):
(二)功的計算
1、公式中的各個量W、F、s均用國際單位
2、在功的單位中,“牛·米”才能寫成“焦”。而力x力臂單位是牛·米,不能寫成焦。投影反饋練習題:
三、課堂小結:
在學生自我歸納小結后,教師投影小結內容
四、布置作業 教學后記
1、“功”的含義很多,有“貢獻”的意思,還有“成效”的意思。力學里所說的“功”包含有“成效”的意思,但它具有更確切的含義。“功”新概念引入,學生比較難理解。
2、在力學中功的概念是怎么定義的?怎樣才叫做功?又怎樣計算做功的多少?區分日常功的認識和物理學中功的概念。
3、功的計算,和日常功的計算的差別認識,是難點。
第五篇:八年級物理功教學設計
北師大版9.3《功》教學設計
(一)教學用具 滑輪、砝碼、細繩、小車、木塊、圖釘、彈簧秤、木槽、鐵球.
教學演示:1.用定滑輪提拉砝碼做功.
2.人用手推小車做功.
3.人的壓力將圖釘壓入木塊中做功.
4.鐵球在木槽中由于慣性而做勻速直線運動.
5.手提砝碼在水平方向上移動.
6.用彈簧秤拉小車,演示做功的多少.
教學過程:
引言:回憶這本書的力學部分,主要是研究力和運動的規律性知識,本章主要討論力和運動的一個重要概念.
大家對功這個詞并不陌生,如功課,功勞、立功、大功告成、事半功倍、用功學習等等.這些詞中有的功具有“成效”(板書在黑板右側)的意思,力學里所說的“功”就吸收了“成效”的意思,當然在力學中還有它嚴格的含義.
以下我們要通過幾個物理小實驗,借此來理解物理學中的“功”,為此我們演示實驗并歸納得出功的兩個必要因素.(板書1.功的兩個必要因素:)
【演示1】 圖1,教師用不同顏色的粉筆在黑板上標出箭頭及F、S.
指出:F這個力作用在物體上,而且在這個F力的作用下,有了通過一段距離S的成效,那么,力和運動具有這種關系的,物理學里就說這個拉力做了功.
【演示2】 人用手推小車做功,如圖2(所用的色筆在圖中前后要統一,這樣容易突出兩個因素,也易比較.)
指出:人的推力F對小車做了功.或簡單地說人做了功.
【演示3】人的壓力將圖釘壓入木塊,人做了功.如圖3.(板圖的要求同前所述)
指出:人的推力對圖釘做了功.也可以簡化為推力做了功.
請同學們討論,做功的兩個因素究竟是什么?
可以分組討論,教師要注意學生們討論中的知識缺陷或錯誤.
小結:做功的一個因素是運動物體必須受力或者說作用在物體上的力.另一個因素是物體運動的方向必須跟物體受力的方向是一致的,或者說物體在力的方向上通過一段距離.
然后,讓同學們看書并用筆畫出重點,教師同時板書出做功的兩個因素:
(1)作用在物體上的力.
(2)物體在力的方向上通過的距離
教師強調指出:這兩個因素是嚴格的,缺一不可.
請同學注意以下的物理小實驗.看這些物體或者力是否對物體做功了?看誰能準確無誤地掌握了功的兩個因素.
【演示4】推出去的小鐵球在木槽中滾動了一段距離.如圖4.
問:小鐵球開始階段的受力F作用,至A點處撤去外力作用,由于慣性,它仍可經B運動至C,小球在水平方向上移動了S的距離,推力是否對鐵球做功了?
教師要注意同學們的回答中所出現的問題,并彌補關于慣性的知識.
正確的回答明確哪個階段,在A點之前,推力F是對物體做了功,而在A點之后,推力F已經不存在,當然不會做功.
在此強調指出:做功的兩個因素是嚴謹的,用兩個因素去鑒別就不會出現結論的錯誤.譬如,小球從A至C雖有一段距離,它在水平方向上沒有受推力的作用而是靠它的慣性,所以推力并沒有對小球做功.
記住,兩個因素缺一不可.此外如果F跟S方向互相垂直,力F也不做功.
請同學們再注意下面的演示實驗,用功的兩個必要的因素來判斷外力是否做功了.
【演示5】 手提砝碼在水平方向上勻速地移動了一段距離.如圖5.
問:人對砝碼的拉力是否做功了?
教師根據學生的回答再次強調做功的兩個因素.
小結:雖然力是作用在砝碼上,但砝碼所移動距離的方向跟砝碼受力的方向垂直,故拉力并沒有對砝碼做功,或者說拉力所做的功等于零.
以上我們已經解決了,力做功的兩個必要因素.如果我們已經確定了物體做了功,那么需要解決物體做功的多少,也就是我們怎樣把物體做功的多少計算出來.
板書:
2、功的計算:
如果我們用W表示功,用F表示力,S表示物體在力的方向上通過的距離.
請注意演示實驗,你是否能通過演示實驗得出功的計算規律.
【演示6】 用彈簧秤拉小車,拉力做功.比較做功的多少.(教師注意要讓小車作勻速直線運動).①拉力大小不同,但通過的距離相同.板書.
F1 S1 W1 F2 S2 W2 F1>F2 S1=S2
請同學思考兩次所做的功W1、W2,填出“>”“<”“=”的符號,(即W1>W2).
②然后再做第二次演示實驗:使拉力相同,距離不相同.
板書:
F1 S1 W1 F2 S2 W2
使F1=F2,S1>S2,則W1>W2.
(讓學生比較W1,W2的大小,并填入比較大小的符號).
通過以上兩次實驗,你是否能得出功的計算公式.我們定義:
板書:W=FS
指出:利用此公式可以計算出功的多少來,但必須注意它們的單位.
在國際單位制中,板書在公式的旁邊.
【例題】 請閱讀書上的習題.討論如何計算出水平推力對箱子所做的功.
討論中教師應著重指出為什么在計算中跟G箱重無關
注意板書的規范要求.
已知:F=50N、S=10m、G=100N.
求:W
解:根據W=FS=50N×10m=500J.
答:水平推力對箱子所做的功為500J.
討論:根據上題如何改變條件,利用功的計算公式可以與物重G有關,而與水平推力F無關.
糾正同學們在討論中出現的問題,再次突出做功的兩個因素.
布置作業:
閱讀課文進一步理解做功的兩個因素及功的計算公式.
自編兩道“勞而無功”“不勞無功”的物理習題.