粤教版 必修2 第四章 机械能和能源 4.1〈功〉的导学案

《功》导学案
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【学习目标】
1、理解功的概念和公式W=Flcosθ，会用公式计算恒力做功。(重点)
2、理解正功和负功的意义，知道在什么情况下力做正功或负功。（难点）
3、知道几个力对物体所做的总功的求解方法。
【学习过程】
知识点一：引入“功”的必要性
问题1：阅读课本第1、2段，思考：物理学为什么要引入功的概念？
知识点二：力做功的必要因素
问题2：阅读课本第3、4段，思考：力做功的两个必要因素是什么？
问题3：回忆初中所学的力做功的两个必要因素，并比较初、高中的不同。
【例题1】在下列情景中人对物体做功分别是多少？
??
图1
图2
图3
（1）如图1所示，人用力F推箱子，箱子未动；
（2）如图2所示，人用力F推箱子，箱子前进了距离；
（3）如图3所示，人用力F举着球缓慢前进了距离。
知识点三：功的表达式
问题4：阅读第5、6段，推导功的表达式。
??
??
图4
图5
（1）如图4所示，力F与位移夹角为α，请从力的分解角度推导力F做的功；
（2）如图5所示，力F与位移夹角为α，请从运动的分解角度推导力F做的功。
【例题2】某同学在操场上踢球，飞起一脚用50N的力将球踢出，球在操场上滚了20m，关于脚对球做功下列说法中正确的是（
）
A．0
B.1000J
C.无法求出
问题5;力F和位移都是矢量，下列图6、图7中力做的功各为多少？功是矢量吗？
??
图6
图7
问题6:功的单位是如何规定的呢？
知识点四：正功和负功
问题7:阅读课本“正功和负功”部分，完成下列表格。
α
cosα
W
物理意义
α=π/2
表示力F对物体
功
0≤α＜π/2
表示力F对物体
功
π/2＜α≤π
表示力F对物体
功
问题8:如何辨认力的方向与位移方向的夹角？
【例题3】图8表示物体在力F的作用下在水平面上发生了一段位移x，分别计算这三种情形下力F对物体做的功。设这三种情形下力F和位移x的大小都是一样的：F=10N,x=2m。角θ的大小如图所示。
图8
问题9:请结合下面的实例，从动力学和能量转化的角度理解正、负功的意义，并完成下列表格。
（1）列车出站时速度增加，牵引力是
（动力/阻力）。牵引力对列车做
（正/负）功，列车的能量
（增加/减少）；
（2）列车进站时速度减小，牵引力是
（动力/阻力）。牵引力对列车做
（正/负）功，列车的能量
（增加/减少）。
意义
动力学角度
能量转化角度
正功
（
）力对物体做正功。（动力/阻力）
力对物体做正功，物体（
）能量。（获得/失去）
负功
（
）力对物体做负功。（动力/阻力）
力对物体做负功，物体（
）能量。（获得/失去）
问题10:比较5J、0、-3J这三个功的大小。
问题11：“物体克服某力做功”与“某力对物体做负功”是什么关系？
知识点五：几个力对物体做的总功
【例题4】一个质量为m=150kg的雪橇，受到与水平方向成θ=37°角度斜向上方的拉力F=500N，在水平地面上移动的距离=5m。雪橇与地面间的滑动摩擦力F阻=100N。求：
（1）各个力对物体所做的功，各个力对物体做功的代数和；
（2）物体所受的合力，合力对物体做的功。
解：（1）
（2）
【学习小结】
（温馨提示：结合学习目标进行小结）
1、力对物体所做的功，等于
、
、
这三者的乘积。
公式：
2、单位：国际单位：
符号：
3、功是
（标量/矢量）4、正、负功的意义：
5、求解几个力对物体所做的总功的方法：
【当堂检测】（温馨提示：以下各题可能有一个或多个选项正确）
1、关于功的概念，下列说法中正确的是（
）
A．力对物体做功多，说明物体的位移一定大
B．力对物体做功少，说明物体的受力一定小
C．力对物体不做功，说明物体一定无位移
D．功的多少是由力的大小和物体在力的方向上位移的大小确定的
2、水平路面上有一个重500
N的小车，在100
N的水平拉力作用下，匀速向前移动了5
m，则在这一过程中（
）
A.车受到的阻力为600
N
B.车受到的阻力为100
N
C.拉力对车做功是500
J
D.重力对车做功为2500
J
3、两质量相等的物体A、B分别放在粗糙水平面上和光滑的水平面上，在同样的拉力F作用下，产生相同的位移，则拉力做功（
）
A.对A做的功多
B.对B做功多
C.一样多
D.以上都有可能
4、质量为m=2kg的物体，在水平推力F＝5N的作用下沿水平面运动了＝2m。已知物体与水平面间的动摩擦因数μ=0.1，g=10m/s.求:
（1）推力F所做的功；（2）摩擦力所做的功；（3）合力对物体所做的总功。
【课后反思】
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