2022年高一物理 功 新課標(biāo) 人教版

2022年高一物理 功 新課標(biāo) 人教版知識(shí)與技能理解功的概念并會(huì)運(yùn)用功的定義式求解功。過程與方法理解正負(fù)功的含義，并會(huì)解釋生活實(shí)例。情感、態(tài)度與價(jià)值觀功與生活聯(lián)系非常密切，通過探究功來探究生活實(shí)例。教學(xué)重點(diǎn)理解功的概念及正負(fù)功的意義。教學(xué)難點(diǎn)利用功的定義式解決有關(guān)問題。教學(xué)方法教師啟發(fā)、引導(dǎo)，學(xué)生自主閱讀、思考，討論、交流學(xué)習(xí)成果。教學(xué)手段多媒體課件教學(xué)過程（一）引入新課提問初中我們學(xué)過做功的兩個(gè)因素是什么? 學(xué)生思考并回答：一是作用在物體上的力，二是物體在力的方向上移動(dòng)的距離。 擴(kuò)展：高中我們已學(xué)習(xí)了位移，所以做功的兩個(gè)要素我們可以認(rèn)為是：作用在物體上的力；物體在力的方向上移動(dòng)的位移。 導(dǎo)入：一個(gè)物體受到力的作用，且在力的方向上移動(dòng)了一段位移，這時(shí)，我們就說這個(gè)力對(duì)物體做了功。在初中學(xué)習(xí)功的概念時(shí)，強(qiáng)調(diào)物體運(yùn)動(dòng)方向和力的方向的一致性，如果力的方向與物體的運(yùn)動(dòng)方向不一致呢？相反呢？力對(duì)物體做不做功？若做了功，又做了多少功？怎樣計(jì)算這些功呢？本節(jié)課我們來繼續(xù)學(xué)習(xí)有關(guān)功的知識(shí)，在初中的基礎(chǔ)上進(jìn)行擴(kuò)展。（二）進(jìn)行新課1、推導(dǎo)功的表達(dá)式提問如果力的方向與物體的運(yùn)動(dòng)方向一致，該怎樣計(jì)算功呢？投影問題一：物體m在水平力F的作用下水平向前行駛的位移為s，如圖甲所示，求力F對(duì)物體所做的功。 學(xué)生思考提出的問題，根據(jù)功的概念獨(dú)立推導(dǎo)。在問題一中，力和位移方向一致，這時(shí)功等于力跟物體在力的方向上移動(dòng)的距離的乘積。W=Fs如果力的方向與物體的運(yùn)動(dòng)方向成某一角度，該怎樣計(jì)算功呢？投影問題二：物體m在與水平方向成角的力F的作用下，沿水平方向向前行駛的距離為s，如圖乙所示，求力F對(duì)物體所做的功。思考提出的問題，根據(jù)功的概念獨(dú)立推導(dǎo)。在問題二中，由于物體所受力的方向與運(yùn)動(dòng)方向成一夾角，可根據(jù)力F的作用效果把F沿兩個(gè)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，如圖所示： 據(jù)做功的兩個(gè)不可缺少的因素可知：分力F1對(duì)物體所做的功等于F1s。而分力F2的方向跟位移的方向垂直，物體在F2的方向上沒有發(fā)生位移，所以分力F2所做的功等于零。所以，力F所做的功W=W1W2=W1=F1s=Fscos展示學(xué)生的推導(dǎo)結(jié)果，點(diǎn)評(píng)、總結(jié)，得出功的定義式。力F對(duì)物體所做的功等于力的大小、位移的大小、力和位移夾角的余弦這三者的乘積。即：W=FscosW表示力對(duì)物體所做的功，F(xiàn)表示物體所受到的力，s物體所發(fā)生的位移，力F和位移之間的夾角。功的公式還可理解成在位移方向的分力與位移的乘積，或力與位移在力的方向的分量的乘積。在SI制中，功的單位為焦。1J=1N·m在用功的公式計(jì)算時(shí)，各量要求統(tǒng)一采用國際單位制。2、對(duì)正功和負(fù)功的學(xué)習(xí)指導(dǎo)學(xué)生閱讀課文P5的正功和負(fù)功一段。通過上邊的學(xué)習(xí)，我們已明確了力F和位移s之間的夾角，并且知道了它的取值范圍是°180°。那么，在這個(gè)范圍之內(nèi)，cos可能大于0，可能等于0，還有可能小于0，從而得到功W也可能大于0、等于0、小于0。請(qǐng)畫出各種情況下力做功的示意圖，并加以討論。學(xué)生認(rèn)真閱讀教材，思考老師的問題。當(dāng)=/2時(shí)，cos=0，W=0。力F和位移s的方向垂直時(shí)，力F不做功；當(dāng)/2時(shí)，cos0，W0。這表示力F對(duì)物體做正功；當(dāng)/2時(shí)，cos0，W0。這表示力F對(duì)物體做負(fù)功。投影學(xué)生畫圖情況，點(diǎn)評(píng)、總結(jié)。指導(dǎo)學(xué)生閱讀課文。提出問題，力對(duì)物體做正功或負(fù)功時(shí)有什么物理意義呢？結(jié)合生活實(shí)際，舉例說明。學(xué)生閱讀課文，理解正功和負(fù)功的含義?；卮鹄蠋煹膯栴}。小結(jié)功的正負(fù)表示是動(dòng)力對(duì)物體做功還是阻力對(duì)物體做功功的正負(fù)由力和位移之間的夾角決定，所以功的正負(fù)決不表示方向，而只能說明做功的力對(duì)物體來說是動(dòng)力還是阻力。當(dāng)力對(duì)物體做正功時(shí)，該力就對(duì)物體的運(yùn)動(dòng)起推動(dòng)作用；當(dāng)力對(duì)物體做負(fù)功時(shí)，該力就對(duì)物體運(yùn)動(dòng)起阻礙作用。 功的正負(fù)是借以區(qū)別誰對(duì)誰做功的標(biāo)志功是標(biāo)量，只有量值，沒有方向。功的正、負(fù)并不表示功的方向，而且也不是數(shù)量上的正與負(fù)。我們既不能說“正功與負(fù)功的方向相反”，也不能說“正功大于負(fù)功”，它們僅表示相反的做功效果。正功和負(fù)功是同一物理過程從不同角度的反映。同一個(gè)做功過程，既可以從做正功的一方來表述也可以從做負(fù)功的一方來表述。個(gè)力對(duì)物體做負(fù)功，往往說成物體克服這個(gè)力做功。打個(gè)比喻，甲借了乙10元錢，那么從甲的角度表述，是甲借了錢；從乙的角度表述，乙將錢借給了別人。例如：一個(gè)力對(duì)物體做了-6J的功，可以說成物體克服這個(gè)力做了6J的功。3、幾個(gè)力做功的計(jì)算剛才我們學(xué)習(xí)了一個(gè)力對(duì)物體所做功的求解方法，而物體所受到的力往往不只一個(gè)，那么，如何求解這幾個(gè)力對(duì)物體所做的功呢? 投影例題：如圖所示，一個(gè)物體在拉力F1的作用下，水平向右移動(dòng)位移為s，求各個(gè)力對(duì)物體做的功是多少?各個(gè)力對(duì)物體所做功的代數(shù)和如何? 物體所受的合力是多少?合力所做的功是多少?投影學(xué)生解題過程，點(diǎn)評(píng)總結(jié)。解析：物體受到拉力F1、滑動(dòng)摩擦力F2、重力G、支持力F3的作用。重力和支持力不做功，因?yàn)樗鼈兒臀灰频膴A角為90°；F1所做的功為：W1=Fscos，滑動(dòng)摩擦力F2所做的功為：W2=F2scos180°=-F2s。各個(gè)力對(duì)物體所做功的代數(shù)和為：W=（F1cos-F2）s根據(jù)正交分解法求得物體所受的合力F=F1cos-F2 合力方向向右，與位移同向；合力所做的功為：W=Fscos°=（F1cos-F2）s 總結(jié)：當(dāng)物體在幾個(gè)力的共同作用下發(fā)生一段位移時(shí)，這幾個(gè)力對(duì)物體所做的功可以用下述方法求解（1）求出各個(gè)力所做的功，則總功等于各個(gè)力所做功的代數(shù)和；（2）求出各個(gè)力的合力，則總功等于合力所做的功。例題1：一個(gè)質(zhì)量m=2kg的物體，受到與水平方向成37°角斜向上方的拉力F1=10N，在水平地面上移動(dòng)的距離s=2m。物體與地面間的滑動(dòng)摩擦力F2=4.2N。求外力對(duì)物體所做的總功。投影學(xué)生解題過程，點(diǎn)評(píng)總結(jié)。解析：拉力F1對(duì)物體所做的功為W1= F1scos37°=16J。摩擦力F2對(duì)物體所做的功為W2= F2scos180°= -8.4J。外力對(duì)物體所做的總功W=W1W2=7.6J。（另解：先求合力，再求總功）例2以一定的初速度豎直向上拋出一小球，小球上升的最大高度為h，空氣阻力的 大小恒為f，則從拋出至落回到原出發(fā)點(diǎn)的過程中，空氣阻力對(duì)小球做的功為 （ ） A零 B C D解析：在小球從拋出至落回原地的過程中，小球所受阻力的方向變化了，所以是變力，如何求這一變力做的功，可分段處理。答案：C點(diǎn)撥：對(duì)于變力所做的功，可分段處理，求出每一段上（轉(zhuǎn)換為恒力）該力所做的功，再求各段上功的代數(shù)和，或者求平均力，再求平均力所做的功。反饋練習(xí) 1.質(zhì)量為m的物體受水平力F作用，在粗糙的水平面上運(yùn)動(dòng)，下列說法當(dāng)中正確的是( ) A.如果物體做加速直線運(yùn)動(dòng)，F(xiàn)一定對(duì)物體做正功 B.如果物體做減速直線運(yùn)動(dòng)，F(xiàn)一定對(duì)物體做負(fù)功 C.如果物體做減速直線運(yùn)動(dòng)，F(xiàn)可能對(duì)物體做正功 D.如果物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)，F(xiàn)一定對(duì)物體做正功 2.在勻加速運(yùn)動(dòng)的車廂內(nèi)，一人用力向前(沿車的前進(jìn)方向)推車廂，人相對(duì)車廂未發(fā)生 移動(dòng)，則下列說法中正確的是( ) A.人對(duì)車不做功B.推力對(duì)車做正功 C.車對(duì)人做正功D.車對(duì)人不做功 3.以下關(guān)于功的說法正確的是( )A.力是矢量，功也是矢量B.因?yàn)楣]有方向性，所以功是標(biāo)量 C.力和位移都是矢量，功也一定是矢量 D.因?yàn)楣τ姓拓?fù)功的區(qū)別，所以功是矢量 4.關(guān)于摩擦力做功的情況，下列說法正確的是( ) A.滑動(dòng)摩擦力只做負(fù)功B.滑動(dòng)摩擦力也可能做正功 C.靜摩擦力不做功D.靜摩擦力也可以做功 5.質(zhì)量為2kg的物體置于水平面上，在運(yùn)動(dòng)方向上受拉力作用下沿水平面做勻變速運(yùn)動(dòng)，物體的速度圖線如下圖所示，若物體受摩擦力為10N，則以下說法正確的是( )A.拉力F做功150JB.拉力F做功100J C.摩擦力做功250JD.物體克服摩擦力做功250J 6.水平恒力F作用于放在光滑水平面上質(zhì)量為m的物體上，使m沿力的方向位移為s，此時(shí)力F做功大小為W1；若使水平恒力F作用于放在粗糙水平面上的質(zhì)量為2m的物體上，使其沿力的方向的位移為s，此時(shí)F做功大小為W2，則W1與W2的大小比較( ) A.W1W2B.W1=W2 C.W1W2D.無法判斷 7.如下圖所示，將質(zhì)量為m的小球用輕質(zhì)細(xì)線懸掛起來，讓其擺動(dòng)，對(duì)小球做功的情況正確的說法是(不計(jì)空氣阻力)( )A.重力、彈力都對(duì)小球做功B.只有重力對(duì)小球做功 C.只有線的拉力對(duì)小球做功D.沒有力對(duì)小球做功 8.如右圖所示，質(zhì)量為m的物體靜止在傾角為的斜面上，物體與斜面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，現(xiàn)使斜面體向右水平勻速移動(dòng)距離L，物體與斜面體保持相對(duì)靜止，則摩擦力對(duì)物體做的功為，支持力對(duì)物體做的功為，斜面體對(duì)物體做的功為. 9.一個(gè)人從深4m的水井中勻速提取50N的水桶至地面，在水平道路上行走12m，再勻速走下6m深的地下室，則此人用來提水桶的力所做的功為.12、起重機(jī)將質(zhì)量為100 kg的重物豎直向上移動(dòng)了2，下列三種情況下，做功的力各有哪幾個(gè)?每個(gè)力做了多少功?是正功還是負(fù)功?（不計(jì)阻力，=9.8/s2） （1）勻加速提高，加速度a1=0.2/s2； （2）勻速提高；（3）勻減速下降，加速度大小a2=0.2/s2.10、如圖在光滑的水平面上，物塊在恒力F=100 的作用下從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)，不計(jì)滑輪的大小，不計(jì)繩與滑輪的質(zhì)量及繩、滑輪間的摩擦，=2.4，=37°，=53°，求拉力F做的功。ABFH答案：100 J作業(yè)書面完成P6“問題與練習(xí)”中1-4題。完成學(xué)案課后反思