《功》导学案

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§7.2 << 功>>导学案
一. 学习目标
1.理解功的概念和做功的两个要素;
2.会利用公式进行有关运算;
3.理解正、负功的含义，能解释相关现象;
4恒力做功的表达式W=Flcosa要会灵活运用.
二.学习重点
理解功的概念及正负功的意义。
三.学习难点
利用功的定义式解决有关问题。
四.方法指导
在学案的启发、引导下，学生自主阅读、思考，讨论、交流学习成果
五.知识链接
学生思考并回答:初中我们学过做功的两个因素是什么
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_____________________________；②____________________________________________。
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。
六.学习过程
(一)、推导功的表达式
1.如果力的方向与物体的运动方向一致，该怎样计算功呢？
物体m在水平力F的作用下水平向前行驶的位移为s，如图甲所示，求力F对物体所做的功。
思考提出的问题，根据功的概念独立推导:
_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
2.如果力的方向与物体的运动方向成某一角度，该怎样计算功呢？
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，如图乙所示，求力F对物体所做的功。
思考提出的问题，根据功的概念独立推导:
_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
展示推导的结果，总结得出功的定义如下:
力F对物体所做的功等于_____________________________________________。表达式：
_______________________________________________________________________________
W表示力对物体所做的功，F表示物体所受到的力，s物体所发生的位移，α力F和位移之间的夹角。
功的公式还可理解成在位移方向的分力与位移的乘积，或力与位移在力的方向的分量的乘积。
3.在国际单位制中，功的单位为__。
1J=1____
在用功的公式计算时，各量要求统一采用国际单位制。
(二)、对正功和负功的学习
学生阅读课文P53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s之间的夹角，并且知道了它的取值范围是０°≤α≤180°。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、小于0。请画出各种情况下力做功的示意图，并加以讨论。
认真阅读教材，思考问题。
1.当α=π/2时，cosα=___，W=____。力F和位移s的方向____时，力F__功；画图:
2.当α＜π/2时，cosα____0，W_____0。这表示力F对物体做___功；
画图:
3.当π/2＜α≤π时，cosα__0，W__0。这表示力F对物体做____功。
画图:
阅读课文,回答问题:力对物体做正功或负功时有什么物理意义呢？结合生活实际，举例说明。
1.功的正负表示是__力对物体做功还是_____力对物体做功
2.功的正负由力和位移之间的____决定，所以功的正负决不表示方向。当力对物体做正功时，该力就对物体的运动起_____作用；当力对物体做负功时，该力就对物体运动起___作用。功是标量，只有___，没有___。正负仅表示做功的效果。正功和负功是同一物理过程从不同角度的反映。同一个做功过程，既可以从做正功的一方来表述也可以从做负功的一方来表述。
3.一个力对物体做负功，往往说成物体_____这个力做功。打个比喻，甲借了乙10元钱，那么从甲的角度表述，是甲借了钱；从乙的角度表述，乙将钱借给了别人。例如：一个力对物体做了-6J的功，可以说成物体克服这个力做了6J的功。
(三)、几个力做功的计算
我们已经学习了一个力对物体所做功的求解方法，而物体所受到的力往往不只一个，那么，如何求解这几个力对物体所做的功呢
如图所示，一个物体在拉力F1的作用下，水平向右移动位移为s，求各个力对物体做的功是多少 各个力对物体所做功的代数和如何 物体所受的合力是多少 合力所做的功是多少
认真审题，解决问题:
_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
点拨：当物体在几个力的共同作用下发生一段位移时，这几个力对物体所做的功可以用下述方法求解:
（1）求出各个力所做的功，则总功等于各个力所做功的代数和；
（2）求出各个力的合力，则总功等于合力所做的功。
七.反思与小结
认真总结概括本节内容，并把自己这节课的体会写下来
1．功的定义：_________________________
2．做功的两个要素__________________
3．功的公式：____________________
4．单位：_____________________
5．功有正、负之分
①当α=π/2时，_________________________________________
②当α＜π/2时，_____________________________________________
③当π/2＜α≤π时，__________________________________________
八.作业:
A级
1、起重机将质量为100 kg的重物竖直向上移动了2ｍ，下列三种情况下，做功的力各有哪几个 每个力做了多少功 是正功还是负功 （不计阻力，ｇ=9.8ｍ/s2）
（1）匀加速提高，加速度a1=0.2ｍ/s2；
（2）匀速提高；
（3）匀减速下降，加速度大小a2=0.2ｍ/s2.
(1)________________________________________________________________________ (2)________________________________________________________________________ (3)___________________________________________________________________________________________________________________________________________________
方法小结:_________________________________________
2、如图在光滑的水平面上，物块在恒力F=100 Ｎ的作用下从A点运动到B点，不计滑轮的大小，不计绳与滑轮的质量及绳、滑轮间的摩擦，Ｈ=2.4ｍ，α=37°，β=53°，求拉力F做的功。
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方法小结:________________________________________________________________
B级
3.水流从高处落下，对水轮机做3×108J 的功，对这句话的正确理解是（ ）
A．水流在对水轮机做功前，具有3×108J的能量
B．水流在对水轮机做功时，具有 3×108J的能量
C．水流在对水轮机做功后，具有 3×108J的能量
D．水流在对水轮机做功的过程中，能量减少3×108J
点拨：功是能量转化的量度是指做功的过程就是能量转化的过程。做了多少功，就有多少能量发生转化，绝不能说功是能量的量度。
C级
4.以一定的初速度竖直向上抛出一小球，小球上升的最大高度为h，空气阻力的 大小恒为f，则从抛出至落回到原出发点的过程中，空气阻力对小球做的功为 （ ）
A．零 B． C． D．
点拨：对于变力所做的功，可分段处理，求出每一段上（转换为恒力）该力所做的功，再求各段上功的代数和，或者求平均力，再求平均力所做的功。
D级
5.一个质量m=2kg的物体，受到与水平方向成37°角斜向上方的拉力F1=10N，在水平地面上移动的距离s=2m。物体与地面间的滑动摩擦力F2=4.2N。求外力对物体所做的总功。
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点拨:(1)思路:先选择研究对象,再受力分析
(2)方法:求出各个力所做的功，则总功等于各个力所做功的代数和或求出各个力的合力，则总功等于合力所做的功。
A
B
α
β
F
H
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