人教版高二物理7.3功率教案
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人教版高二物理7.2功教案
教学目标
一、知识和技能
1. 理解功的概念。
2. 理解功的两个要素。理解功的正负的物理意义。
3. 会用功的定义式计算恒力做功的大小。
二、过程和方法
1. 通过“功”的学习认识建立物理概念的一般方法。
2. 感受正交分解法推导力做功的计算公式。
三、情感、态度和价值观
通过学习功的概念及其公式导出的过程，让学生体会并学习物理学的研究方法，认识物理模型和数学工具在物理学发展过程中的作用。
教学重点
力对物体做功的两个要素和掌握功的计算公式
教学难点
功的正负和对“克服阻力做功”的理解。
教学过程
一、导入新课
教师活动：初中我们学过做功的两个因素是什么？
学生思考并回答：一是作用在物体上的力，二是物体在力的方向上移动的距离。
扩展：高中我们已学习了位移，所以做功的两个要素我们可以认为是：①作用在物体上的力；②物体在力的方向上移动的位移。
导入：一个物体受到力的作用，且在力的方向上移动了一段位移，这时，我们就说这个力对物体做了功。在初中学习功的概念时，强调物体运动方向和力的方向的一致性，如果力的方向与物体的运动方向不一致呢？相反呢？力对物体做不做功？若做了功，又做了多少功？怎样计算这些功呢？本节课我们来继续学习有关功的知识，在初中的基础上进行扩展。
二、新课教学
（一）功
教师：下面我们共同讨论探究功的一般表达式。
问题1：如图，力F使滑块发生位移l这个过程中，F对滑块做了多少功？
计算公式：W=Fl。
问题2：物体m在与水平方向成α角的力F的作用下，沿水平方向向前行驶的距离为s，如图所示，求力F对物体所做的功。
学生活动：思考老师提出的问题，根据功的概念独立推导。
在问题2中，由于物体所受力的方向与运动方向成一夹角α，可根据力F的作用效果把F沿两个方向分解：即跟位移方向一致的分力F1，跟位移方向垂直的分力F2，如图所示：
由做功的两个不可缺少的因素可知：分力F1对物体所做的功等于F1s。而分力F2的方向跟位移的方向垂直，物体在F2的方向上没有发生位移，所以分力F2所做的功等于零。力F所做的功W=W1＋W2=W1=F1s=Fscosα。
结论：
①力对物体所做的功，等于力的大小、位移的大小、力和位移的夹角的余弦三者的乘积。
运用公式计算功：给出F=100N、s=5m、α=37°，与同学一起计算功W，得出W=400N·m。就此说明1N·m这个功的大小被规定为功的单位，为方便起见，取名为焦耳，符号为J，即1J=1N·m。
在国际单位制中，功的单位是焦耳（J），1J＝1N·m 。
②功是标量
教师小结：力与物体在力的方向上发生的位移是做功的两个不可缺少的因素。一个力对物体所做的功等于力的大小、位移的大小、力和位移的夹角的余弦三者的乘积,即W=Flcosα。
当恒力对物体做功时，公式有普遍意义。求一个力对物体所做的功：当力F的方向和位移l方向相同时，，力所做的功；当力的方向和位移方向成角时，则有不同的方法处理：一是应用公式直接代入相应的各个物理量运算求解；二是先把力F正交分解，求出力在位移方向上的分量，由于力与位移方向垂直的分力不做功，因此功；三是先求出位移在力的方向上的分量，再求功。
练习：1．物体做功的两个必要因素是_____和_______。
2．功计算的基本公式是____________。
3．在国际单位制中功的单位是_____，力的单位是________、距离的单位是_______。
4．用水平推力是200N的力，将一木箱在水平方向上匀速地椎动了5m，水平推力所做的功是_______ J。用500N的举力，将杠铃匀速地举高，若所做的功为250J，那么举高的高度是__________m。
答案：1．力 力方向上的位移 2.W=F l cosα 3.J N m 4.1000 0.5
（二）正功和负功
教师活动：指导学生阅读课文P58的正功和负功一段。
通过上边的学习，我们已明确了力F和位移l 之间的夹角，并且知道了它的取值范围是０°≤α≤180°。那么，在这个范围之内，cosα可能大于0，可能等于0，还有可能小于0，从而得到功W也可能大于0、等于0或小于0。请画出各种情况下力做功的示意图，并加以讨论。
学生活动：认真阅读教材，思考老师的问题。
② α=π/2时，cosα=0，W=0。力F和位移l 的方向垂直时，力F不做功；
②当α＜π/2时，cosα＞0，W＞0。这表示力F对物体做正功；
① π/2＜α≤π时，cosα＜0，W＜0。这表示力F对物体做负功。
教师总结：
|
α的取值 |
cosα |
W的值 |
功的正负 |
|
α=0 |
1 |
W=Fl
|
力对物体做正功 |
|
|
大于0 |
W=Flcosα |
力对物体做正功 |
|
|
0 |
W=0 |
力跟位移垂直时，不做功 |
|
|
小于0 |
W=–Flcos（π–α） |
力对物体做负功 |
教师引导学生分析教材P59例题。
学生做例题。
教师提问，点评并板书规范步骤。
练习：
1．关于功是否为矢量，下列说法正确的是（ B ）。
A.因为功有正功和负功，所以功是矢量 B.因为功没有方向性，所以功是标量
C.力和位移都是矢量，功也一定是矢量 D.力是矢量，功也是矢量
2．物体在两个相互垂直的力作用下运动，力F1对物体做功6J，物体克服力F2做功8J，则F1、F2的合力对物体做功为（ C ）。
A.14J B.10J C. -2J D.2J
3．人推着一辆自行车在水平道路上前进，自行车受到的力中做正功的是（ D ） 。
A．重力 B．摩擦力 C．支持力 D．人的推力
三、课堂总结
教师活动：让学生概括总结本节的内容。请一个同学到黑板上总结，其他同学在笔记本上总结，然后请同学评价黑板上的小结内容。
1．功的概念：作用在物体上的力，使物体在力的方向上发生一段位移，我们就说，这个力对物体做了功。力和在力的方向上发生一段位移是做功的两个必要因素。
2．功的公式：W=F l cosα，这是计算功的普适公式，F、l 均是矢量，α是两矢量间的夹角，在国际单位制中，功的单位是焦耳。
3．对功的公式的讨论
①当0≤α＜π/2时，力对物体做正功 ；
②当π/2＜α≤π时，力对物体做负功；
③当α=π/2时，力对物体不做。
4. 合力的功：合力的功等于各分力功的代数和。
学生活动：认真总结概括本节内容，并把自己这节课的体会写下来、比较黑板上的小结和自己的小结，看谁的更好，好在什么地方。
点评：总结课堂内容，培养学生的概括总结能力。
教师要放开，让学生自己总结所学内容，允许内容的顺序不同，从而构建他们自己的知识框架。
四、课堂练习
1．沿着长2m、高0.5m的斜面，将重为100N的物体，匀速地推到斜面的顶端，那么，人克服重力所做的功是_________。
答案：50J
2．设一个恒力拉着一个物体沿斜面向上运动一段距离，拉力的功为W1；同样大小的力拉着物体沿斜面向下运动同样的距离，拉力的功为W2。已知拉力与物体的运动方向相同，比较W1和W2的大小，可以确定（ ）。
A. W1＞W2 B. W1=W2 C. W1＜W2 D. 以上都不正确
答案：B
3．用起重机将质量为m的物体匀速地吊起一段距离，那么作用在物体上的各力的做功情况，正确的是（ ）。
A. 重力做正功，拉力做负功，合力做功为零
B. 重力做负功，拉力做正功，合力做正功
C. 重力做负功，拉力做正功，合力做功为零
D. 重力不做功，拉力做正功，合力做正功
答案：C
4．用40 N的力拉一个质量为10kg的物体在水平地面
上前进，如图所示若物体前进了10m，拉力F做的功W1=
________J，重力G做的功W2=________J。如果物体与水平
面间问动摩擦因数μ=0.1，物体克服阻力做功W3=________J。
答案：400 0 100；
5．如图所示，小物块位于光滑的斜面上，斜面固定在水平地面上，从地面上看，在小物块沿斜面下滑的过程中，斜面对小物块的作用力（ ）。
A.垂直于接触面，做功为0
B. 垂直于接触面，做功不为0
C. 不垂直于接触面，做功为0
D. 不垂直于接触面，做功不为0
答案：A
6.起重机用恒力F使质量为1000kg的货物在1s内由静止上升了2m，则在这1s内，（不计空气阻力，g取10m／s2），求：
（1）重力对货物做了多少功？
（2）F对货物做了多少功？
答案：-2×104J； 2×104J
五、布置作业
教材第59-60页问题与练习第1、4题。
人教版高二物理7.5探究弹性势能的表达式教案
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