第三节 功
【教学目标】
1、知道做机械功的含义及做机械功的两个必要因素;
2、知道机械功的物理意义、公式、及单位,了解1J功的意义;
3、理解功的计算公式,会用功的公式解题。
【教学重点】
机械功的两个必要因素,功的计算公式
【教学难点】
功的概念的理解
【教学用具】
铁架台二套、滑轮1个、大钩码一盒、斜面(长木板)、小车、弹簧测力计。
【教学程序】
〖新课引入〗
前述介绍了二种简单机械杠杆和滑轮;对杠杆分为省力杠杆、费力杠杆、等臂杠杆;而定滑轮和动滑轮中的动滑轮又分为省力动滑轮和费力动滑轮;其中在使用简单机械中,如果是省力但费距离、如果费力但省距离;那么是否存在一种机械可以即省力又省距离呢?其中存在什么物理原理呢?
〖新课进行〗
一、什么叫做功——生活中“功”的说明
1、研究省力动滑轮
二、探究斜面
针对工滑轮分析:先理论分析 G=1.96N F=(G+G/)/2 但是实际F>G/2 为什么?
G/2h,即省力费距离
针对斜面分析: 如果直接用手将重物提高h,则所用力为G,而由斜面拉则Fh,也就表示要费距离
从中二种机械都有 Fh,即省力费距离,并由此猜想FS与Gh的大小如何?
实验次数 F/N S/m G/N h/m FS(Nm) Gh(Nm)
1
2
3
分别计算FS与Gh的大小并有数据分析得到总是FS>Gh,原因分析…………………………
存在摩擦阻力及动滑轮的重使FS略大于Gh,如果在理想情况下没有机械磨擦阻力及动滑轮重,则FS=Gh 结论:不存在省力又省距离的机械
简述F与S和G与h在方向上的关系: 引出在力的方向上通过的距离
发现:力与在力的方向上通过的距离的乘积是个有物理意义量
在物理学中:有力作用在物体上,并且物体在力的方向上通过了一段距离,称力对物体做了机械功(简称功)
物理学中做机械功(功)必须具备二必要因素:一是作用在物体上的力;二是物体在力的方向上通过一段距离。(二者同时具备,却一不可)同时与生活中的“做工”“工作”“用功”相比较。加深理解。
二、功的计算:
计算公式:
功的单位:
主单位 F——N S——m W——Nm(牛米)简称焦 符号J
1J=1Nm 表示1N的力作用在物体上使物体在力的方向上通过1m,该力对物体做1J功
(说明在对功的具体计算中,各物理量的单位已经确定了,都应用主单位,出来是主单位)
估算:用手把一个鸡蛋从地面举过头顶,举力做功 W=Fs=0.5N×2m=1J
另:用手把2个鸡蛋举高1m举力做功、用手把1个鸡蛋举高2m做功、用手把1鸡蛋举高1m做功等。
3、学生讨论: 下列实例中力没有对物体做功的是: 结合书P15-16图11—30所示:
a、S=0 雪地推车 人推车但车在力的方向上没有通过距离
b、F=0 踢足球 足球在空中飞行一段距离,但飞行中人没有对足球施加力
c、F┻S 报道: 与学生背书包在水平路上行走相类似。
d、人肩背米袋,从一楼走上四楼,人对米有没有做功(学生说明)图片展示
例1:幻灯:人拉着重为2000N的小车沿水平方向前进5m,求人拉力对车做的功?
解:W=FS=2000N×5m=10000J
答:…………
对上述计算方法是否正确?为什么?
如求:(1)拉力对物体所做的功,能求吗?为什么?
(2)车的重力对物体做功吗?为什么?
(3)如果已知拉力为500N,则拉力做小车做功为多少?
例2:陈杰同学将质量为10Kg的水筒从离开井口3m深处提到井口,这一过程中陈杰对水筒所做的功?
(学生分析:分别找到做功的二个要素极其大小:作用在水筒上的力,水筒在拉力作用方向上通过的距离)
解: F=G=mg=10Kg×9.8N/Kg=98N
W=FS=98N×3m=294J
答:…… …… …… ……
变化:本题只提起水筒,此时水筒中并没有水
如果水筒中有水,则人在提水筒过程中不仅对水筒做功,而且对水筒中的水做功,那么人对水筒做功应该是对水筒和对水做功二部分总的功。
〖归纳总结〗做功的两要素
〖巩固练习〗完成《物理补充习题》相关内容。
〖布置作业〗完成《同步练习》相关内容。