高一物理教案：《功》(2)
來(lái)源：高考網(wǎng)整理 2021-09-14 13:33:22
然后就此提出：這個(gè)累積作用過(guò)程到底累積什么?舉如下兩個(gè)事例啟發(fā)學(xué)生思考：
a.一輛手推車(chē)上裝有很多貨物，搬運工推車(chē)要用很大的力。向前推一段距離就要休息一會(huì )兒，然后有了力氣再推車(chē)走。
b.如果要你將重物從一樓向六樓上搬，搬運過(guò)程中會(huì )有什么感覺(jué)?
首先使學(xué)生意識到上述兩個(gè)過(guò)程都是人用力對物體做功的過(guò)程，都要消耗體能。就此指出做功過(guò)程是能量轉化過(guò)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(shū)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。
�、谠谏鲜鰧Φ囊饬x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(shū)：
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(jià))，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(guò)程中應使學(xué)生明確：推力F對箱子所做的功，實(shí)際上就是推力F的水平分力Fcos對箱子所做的功，而推力 F的豎直分力Fsin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(huà)在水平地面上的正方形，其邊長(cháng)為a，P為靜止于A(yíng)點(diǎn)的物體。用水平力F沿直線(xiàn) AB拉物體緩慢滑動(dòng)到B點(diǎn)停下，然后仍用水平力F沿直線(xiàn)BC拉物體滑動(dòng)到C點(diǎn)停下，接下來(lái)仍用水平力F沿直線(xiàn)CD拉物體滑動(dòng)到D點(diǎn)停下，最后仍用水平力F沿直線(xiàn)DA拉物體滑動(dòng)到A點(diǎn)停下。若后三段運動(dòng)中物體也是緩慢的，求全過(guò)程中水平力F對物體所做的.功是多少?
此例題先讓學(xué)生做，然后找出一個(gè)所得結果是W=0的學(xué)生發(fā)言，此時(shí)會(huì )有學(xué)生反對，并能說(shuō)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(xué)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(gè)過(guò)程加起來(lái)就是4Fa。強調：功的概念中的位移是在這個(gè)力的方向上的位移，而不能簡(jiǎn)單地與物體運動(dòng)的位移畫(huà)等號。要結合物理過(guò)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(gè)水平恒力，大小分別為：F1=3N，F2=4N，在這兩個(gè)力共同作用下，使物體P由靜止開(kāi)始沿水平面移動(dòng)5m距離的過(guò)程中，它們對物體各做多少功?它們對物體做功的代數和是多少?F1、F2的合力對P做多少功?
此例題要解決兩個(gè)方面的問(wèn)題，一是強化功的計算公式的正確應用，糾正學(xué)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(xué)生注意在題目沒(méi)有給出位移方向時(shí)，應該根據動(dòng)力學(xué)和運動(dòng)學(xué)知識作出符合實(shí)際的判斷;二是通過(guò)例題得到的結果，使學(xué)生知道一個(gè)物體所受合力對物體所做的功。等于各個(gè)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(guò)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=5N5m=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(zhù)一個(gè)定滑輪O，跨過(guò)定滑輪的細繩的P端固定在墻壁上，于細繩的另一端Q用水平力F向右拉，物體向右滑動(dòng)s的過(guò)程中，力F對物體做多少功?(上、下兩段繩均保持水平)
本例題仍重點(diǎn)解決計算功時(shí)對力和位移這兩個(gè)要素的分析。如果著(zhù)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(zhù)眼于繩子的Q端，即力F的作用點(diǎn)，則可知物體向右發(fā)主s位移過(guò)程中，Q點(diǎn)的位移為2s，因而力F拉繩所做的功W=F2s=2Fs。兩種不同處理方法結果是相同的。
五、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(wèn)題再作些強調。
六、說(shuō)明
1.考慮到功的定義式W=Fscos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(diǎn)的位移之分，因而沒(méi)有給出明確的功的定義的文字表達。實(shí)際問(wèn)題中會(huì )用功的公式正確進(jìn)行計算就可以了。從例題4可以看出，定義一個(gè)力對物體所做的功，將位移解釋為力的作用點(diǎn)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(xué)生會(huì )得出W=Fs這一錯誤結果，還會(huì )理直氣壯地堅持錯誤，糾正起來(lái)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(gè)程度。在學(xué)習了機械能守恒定律之后，再進(jìn)一步作出說(shuō)明。在機械能守恒的物理過(guò)程中，有重力做功，地球上的一個(gè)物體的機械能并沒(méi)有增加，因而正、負功的意義就不能用能量得失關(guān)系去說(shuō)明了。在這種情況下，重力做正功，表示勢能向動(dòng)能轉化;重力做負功，表示動(dòng)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。
相關(guān)推薦：
最新高考資訊、高考政策、考前準備、志愿填報、錄取分數線(xiàn)等
高考時(shí)間線(xiàn)的全部重要節點(diǎn)
盡在"高考網(wǎng)"微信公眾號
