高中物理功计算

高中物理必修二课时教案 7.2.2 功的计算 新课标要求 ㈠知识与技能 熟练掌握功的计算的方法 ㈡过程与方法 会灵活应用方法求功，提高分析解决问题的能力 ㈢情感、态度与价值观 由否定到肯定，学会分析方法，增强学习物理的自信心 教学重点 功的计算的方法 教学难点 灵活应用方法求功 教学方法 采取启发、讨论式教学，精心设置题目，通过“发现错误－纠正错 误－归纳总结－实践”的认知过程中，总结掌握功的计算的四种方法。 课堂类型 习题课 教学工具 多媒体课件 教学过程 ㈠、引入新课 复习问题设计 ⑴、做功的两个不可缺少的因素是什么 ⑵、如何计算衡力做功 ⑶、正功和负功的物理意义分别是什么 ⑷、如何计算总功 ㈡、进行新课 ⑴、公式 WFlcosα 的应用 功的计算在中学物理中占有十分重要的地位， 中学阶段所学的功的 计算公式 W Fl cos α 只能用于恒力做功情况，特别注意位移l 应理解 为力的作用点的位移，当然，当力直接作用在物体上且不考虑物体的形 变和转动时，力的作用点的位移与物体的位移相同，由于中学物理中绝 大多数都是属于这种情况，所以有些地方把它理解为物体的位移。 【例 1】质量为 m 的物体静止于倾角为 θ ，质量为M 的斜面上，现 对斜面体施加一个水平向左的推力F，使物体随斜面体一起沿水平方向 向左做匀速运动，位移为 l，求此过程中 ⑴、力 F 做的功 W1 ⑵、摩擦力对物体做的功W2 ⑶、弹力对物体做的功 W3 ⑷、斜面对物休做的功 W4 ⑸、地面对斜面做的功 W5 2 / 10 题后总结 ①、本公式中 F 必须是恒力； ②、α 是 F 和 l 之间的夹角； ③、l 严格的讲是力的作用点相对于地面的位移。 【练习 1】如图所示，物体质量为2Kg，光滑的定滑轮质量不计， 今用一竖直向上的 50 牛恒力向上拉，使物体上升4 米距离，则在这一 过程中拉力所做的功为_____焦。 ㈡、计算总功的两种方法 【例 2】斜面高 H，倾角为 θ ，滑块质量为 m，与斜面间动摩擦因 数为 μ ，计算滑块由上端滑到底端的过程中外力对物体所做的总功。 题后总结计算总功的两种方法 ⑴、是先求合外力，再根据公式WFlcosα 计算。 ⑵、是先分别求各外力的功，再求各外力的功的代数和。 ㈢、变力做功（思路将变力做功转化为恒力做功）常见的方法有 ⑴等值法通过相关连点的联系将变力做功转化为恒力做功。 等值法即若某一变力的功和某一恒力的功相等， 则可以同过计算该 恒力的功，求出该变力的功。而恒力做功又可以用WFlcosα 计算，从 而使问题变得简单。 【例 3】如图，定滑轮至滑块的高度为h，已知细绳的拉力为F（恒 定），滑块沿水平面由A 点前进 s 至 B 点，滑块在初、末位置时细绳与 水平方向夹角分别为 α 和 β 。求滑块由 A 点运动到 B 点过程中，绳的 拉力对滑块所做的功。 ⑵微元法 当物体在变力的作用下作曲线运动时， 若力的方向与物体运动的切 线方向之间的夹角不变，且力与位移的方向同步变化，可用微元法将曲 线分成无限个小元段，每一小元段可认为恒力做功，总功即为各个小元 段做功的代数和。 特例耗散力（如空气阻力）在曲线运动（或往返运动）过程中， 所做的功等于力和路的乘积，不是力和位移的乘积，可将方向变化大小 不变的变力转化为恒力来求力所做的功。 【例 4】如图所示，某力 F10N 作用于半径 R1m 的转盘的边缘上， 力 F 的大小保持不变，但方向始终保持与作用点的切线方向一致， 则转 动一周这个力 F 做的总功应为 A．0J B．20πJ C．10J D．20J 【练习 2】以一定的初速度竖直向上抛出一个物体，小球上升的最 大高度为 h，空气阻力的大小为 f，则从抛出到落回原出发点的过程中， 空气阻力对小球所做的功为 A．0 B．－fh C．－2fh D．－4fh ⑶平均力法 如果力的方向不变，力的大小对位移按线性规律变化时，可用力的 算术平均值（恒力）代替变力，利用功的定义式求功。 【例 5】在光滑的水平面上静止一长为l 的质量分布均匀的铁链， 已知单位长度的质量为 m，现在一端施加一竖直向上的力F 将铁链缓慢 提起恰好离开地面，求此过程中里F 对铁链做的功。 【练习 3】一辆汽车质量为 105㎏，从静止开始运动，其阻力为车 重的 0.05 倍。其牵引力的大小与车前进的距离变化关系为F103xf0， f0是车所受的阻力。当车前进100m 时，牵引力做的功是多少 ⑷图象法 如果力 F 随位移的变化关系明确，始末位置清楚，可在平面直角坐 标系内画出 Fx 图象，图象下方与坐标轴所围的“面积”即表示功。 【例 6】对于例 5 和练习 3 除可用平均力法计算外也可用图象法。 ㈢、课堂小结 本课内容中虽然是如何计算功，但变力做功问题为难点， 因此在分 析题目时要认真审题，特别是题目种的隐含条件、关键字、词句的分析 是解题的突破口。做功的计算时，先作出恒力或是变力的判断，这样便 于方法的选择。 同时，还应该注意去归纳、总结解题的思路和方法，注意学过的旧 知识和其它学科知识的渗透、应用。 ㈣、作业布置 作业见【课后练习题】 板书设计 7.2.2 功的计算 ㈠、恒力做功WFlcosα ①、本公式中 F 必须是恒力； 5 / 10 ②、α 是 F 和 l 之间的夹角； ③、l 严格的讲是力的作用点相对于地面的位移。 ㈡、计算总功的两种方法 ⑴、是先求合外力，再根据公式W Fl cosα 计算。 ⑵、是先分别求各外力的功，再求各外力的功的代数和。 ㈢、变力做功的计算 ⑴等值法 ⑵微元法 ⑶平均力法 ⑷图象法 教学后记 ⑴、以上题型都要求学生先练，教师根据学生练中反馈情况，精讲 其中部分习题。即多数学生错的、不会做的和有多种解法的题。 ⑵、练以课内为主，课外的时间留给学生消化、结合；教师通过巡 视、学生提问、学生板演和举手统计等形式了解学生答题情况。 ⑶、要求每个学生都有一本错题集锦。对做错的题，分析错因。 ⑷、诊断测试是针对单元测试评改中发现的普遍问题， 经评讲和辅 导后，进行的二次测试，命题只限于上述问题，题量不受限制。 课后练习题 1．一根木棒沿水平桌面从A 运动到 B，位移为s，若棒与桌面的摩擦力 大小为 f，则棒对桌面的摩擦力和桌面对棒的摩擦力做的功各为（ C ） A．－fs；-fs B．fs；-fs C．0；-fs D．-fs；0 2．如图所示, 用同样的力 F 拉同一物体,在甲光滑水平面、乙粗 糙水平面、丙光滑斜面、丁粗糙斜面上通过同样的距离， 则拉力 F 的做功情况是（ C ） A．甲中做功最少 B．丁中做功最多 C．做功一样多 D．无法比较 3．如图所示，木块 A 放在上表面粗糙的木块 B 的左上端，用恒力 F 将 A 拉至 B 的右端，第一次将 B 固定在地面上，F 做的功为 W1；第二次让 B 可以在光滑地面上自由滑动， F做的功为W2， 比较两次做功， 可能是 （ A ） A．W1＜W2 B．W1W2 C．W1＞W2 D．无法比较 4．如图所示，劈 a 放在光滑的水平面上，斜面光滑，把b 物体放在斜 面的顶端由静止开