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第十一章 功和机械能
第1节 功
教学目标
1.知道力学中做功的含义.能说出做功包含的两个必要因素,并能判断出力是否对物体做功.
2.明确计算功的大小的表达式,以及表达式中每个物理量的物理意义和单位.
3.能应用公式W=Fs进行简单的计算.
二、教学重点难点
1.重点:做功的两个必要因素,能用功的公式进行简单的计算.
2.难点:判断力是否对物体做功.
三、教学准备
教具、展台、多媒体课件、长木板、长方体木块、小车、弹簧测力计等
四、教学环节
1.创设情境,导入新课
图片引入:蚂蚁虽小,力气大,一只蚂蚁可以举起相当于他体重50倍的物体,相当于我们举起一个2.5吨的物体,它累不累?虽然它这么累,但在物理学上来说它并没有做功。大家想知道为什么吗?学了这节课你就知道了.
2.探索新知
(一)力学中的功
1.探索实验
(1)用手匀速将放在桌旁地面上的书包和4本书分别提到桌面上.
问:两次移动的距离怎样?哪次“累”一些呢?为什么?
(2)用手将放在桌旁地面上的书包分别匀速提到凳子上和桌面上.
问:哪次“累”一些呢?为什么?
(3)用手将书包提 5厘米左右和将 4本书从地面提到桌面上.
问:哪次“累”一些?为什么?
功的含义:让学生自学课本P62页1-3自然段并参照图11.1-1及图注完成下列问题.
通常而言,如果一个力作用在物体上,物体在这个力的方向上移动了一段距离,就说这个力对物体做了功.(换句话说如果某个力对物体的移动做出了贡献,取得了成效,说这个力对物体作了功.)
2.功的两个必要因素:
让学生作图:请在下面三幅图中画出物体所受拉力的示意图,并标出物体运动的方向.
通过分析学生板演情况,让学生完成以下问题
寻找规律:这些做功实例中的共同点是: 都受到了力,在力的方向上都移动了距离 .
功的两个必要因素:一个是作用在物体上的力 ,另一个是物体在这个力的方向上移动的距离.
(强调:“两个必要因素”的含义是指“缺一不可”.只有作用在物体上的力,而没有物体在力的方向上移动距离,即如果物体仍静止不动,这个力就没有对物体做功.如果物体靠惯性做匀速直线运动,虽然在水平方向上通过了距离,但并没有水平方向的力作用于它,所以没有什么力做功.例如:踢足球时,离开脚的足球因为具有惯性会继续向前滚动,但是叫并没有继续施力,说明踢力对冰球做功.)
3.不做功的三种情况:
师生共同观察分析下面三幅图,力都没有做功,想一想这些力为什么没有做功?并写出原因:
甲 乙 丙
甲图:没有做功的原因是: 有力无距,劳而无功 .
乙图:没有做功的原因是: 有距无力,不劳无功 .
乙图:没有做功的原因是: 有力有距,但力距垂直,垂直无功.
4.学生活动:请每小组利用身边现有物体
表演:1.你对物体做功
2.你对物体不做功
(二)功的计算
1.让学生自学课本P63页“功的计算”部分,然后完成下列问题.
(1)在物理学中,把力与物体在力的方向上移动的距离的乘积叫做功.
(2)表达式: W = Fs ,
变形式: F=W/s , s=W/F 。
在国际单位制中,力的单位是牛(N),距离的单位是米(m),则功的单位是牛米(Nm),它有一个专门的名称叫做焦耳,简称 焦 ,符号是 J ,且1J= 1 N·m.
(说明:使用公式时要注意公式书写要正确,单位要统一)
2.例题:(学生自学,教师引导分析.)
质量为50kg雪橇上装载了350kg的原木,一匹马拉着雪橇沿着平直的路面匀速前行,将原木运到了3000m外的货场。如果雪橇行进中受到的摩擦力是800N,求马的水平拉力做的功.
解: 雪橇在平直路面上做匀速直线运动,马的水平拉 力与摩擦力大小相等即
F=F摩=800N
雪橇沿水平拉力的方向移动的距离 s=3000m
所以马的水平拉力做的功是 W=Fs=800N×3000m=2.4×106J.
温馨提示:
(1)使用公式求功之前,要明确是哪个力做了功
(2)看物体运动的距离是否是在力的方向上(易错)
(3)要注意单位的统一
3.效果检测
五、课堂小结
1.做功的两个必要因素:作用在物体上的力;物体在力的方向上移动的距离.
2.功的计算公式:功=力×力的方向上移动的距离, 即W=F×s
注意:F≠0,S=0时不做“功” ;F=0,S≠0时不做“功”.
3.功单位:1焦=1牛×1米,即1J=1N·m
4.功的原理:使用任何机械都不省功
六、布置作业
七、板书设计