黃新萬(wàn)教學(xué)設(shè)計(jì)

1、機(jī)械功 教學(xué)設(shè)計(jì)方案 岳陽(yáng)中學(xué) 黃新萬(wàn)【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1、理解功的概念，知道力和物體在力的方向上發(fā)生位移是做功的兩個(gè)不可缺少的因素；2、理解正功、負(fù)功的概念，知道在什么情況下力做正功或負(fù)功；3、知道合外力所做的總功等于各個(gè)力所做的功的代數(shù)和。【學(xué)習(xí)重點(diǎn)】1、物體在力的方向上的位移與物體運(yùn)動(dòng)方向的位移；2、使學(xué)生掌握功的計(jì)算式。【知識(shí)要點(diǎn)】1. 機(jī)械功。(1)定義：力與物體在力的方向上 的乘積叫做機(jī)械功，簡(jiǎn)稱(chēng)功。(2)公式WFscos只能用于求恒力的功，如果是變力，無(wú)論是力的大小變化，還是方向變化，都不能直接用WFscos求功。(3)功是過(guò)程量，功是力作用在物體上通過(guò)一段位移才發(fā)生的。求功時(shí)一定要明

2、確要求的是哪一個(gè)力在哪一段位移（過(guò)程）上做的功。(4) 力與物體在力的方向上發(fā)生的位移是做功的兩個(gè)不可缺少的因素，當(dāng)力F的方向和位移s方向相同時(shí)，力所做的功為 ；當(dāng)力的方向和位移方向成角時(shí)，有幾種不同的方式處理計(jì)算： 直接應(yīng)用公式WFs cos將相對(duì)應(yīng)的力F、位移s、以及F與s的夾角代入運(yùn)算求解； 先把力F正交分解，求出力在位移方向上的分量F1Fcos，由于力與位移方向垂直的分力不做功，因此功WF1s（Fscos）； 先求出位移在力的方向上的分量s1scos，再求功WFs1（Fscos）。上述三種方式結(jié)果相同，但卻存在著不同的思維角度與方法。一般情況下常采用、兩種方式進(jìn)行計(jì)算。答案：發(fā)生的位移

3、；WFs2. 總功的求法當(dāng)物體在幾個(gè)力的共同作用下，發(fā)生一段位移時(shí)，求這幾個(gè)力的總功的方法：一是由力的矢量合成先求出這幾個(gè)力的合力F合，再根據(jù)功的公式 ，其中是合力F合方向與位移s方向之間的夾角；二是根據(jù)公式WFscos，先分別求出各個(gè)力F1、F2、Fn 對(duì)物體所做的功W1、W2、W3、Wn，再求各力所做的功的代數(shù)和，即W總W1W2Wn（注意各力功代入時(shí)應(yīng)注意功的正負(fù)號(hào)要一起帶入運(yùn)算）。答案：W總F合scos3. 正功與負(fù)功功是 量，沒(méi)有方向，但有正功和負(fù)功之分。功的“正”、“負(fù)”并不表示功的方向，不能說(shuō)正功與負(fù)功方向相反。另外功的“正”、“負(fù)”也不表示它們的大小，也就是不能說(shuō)“正功大于負(fù)功”

4、。例如：兩個(gè)力做功分別為W1=2 J，W2=-5 J，比較在兩個(gè)力做功的大小。答案應(yīng)是W2W1。正功與負(fù)功表示相反的做功效果，如果一個(gè)力對(duì)物體的運(yùn)動(dòng)起促進(jìn)作用（動(dòng)力），這個(gè)力所做的功是正的；如果一個(gè)力對(duì)物體的運(yùn)動(dòng)起阻礙作用（阻力），這個(gè)力所做的功是負(fù)的。力對(duì)物體做負(fù)功，也可以說(shuō)成物體克服這個(gè)力做了功（正值）。答案：標(biāo)【典型例題】例1 用水平恒力F作用于質(zhì)量為M的物體，使之在光滑的水平面上沿力的方向移動(dòng)距離s，恒力做功W1，再用該恒力作用于質(zhì)量為m (mM）的物體上，使之在粗糙的水平面上移動(dòng)同樣的距離s，恒力做功為W2，則兩次恒力做功的關(guān)系是（ ）。AW1W2BW 1W 2CW 1W2D無(wú)法判斷

5、解析 恒力的功是指F所做的功，根據(jù)功的定義，力F所做的功只與F的大小以及在力F的方向上發(fā)生的位移大小的乘積有關(guān)，不需要考慮其他力的影響，因兩次的力相同，位移相同，所以功相同，故選C。評(píng)注 功的兩個(gè)必要因素是力和力方向上發(fā)生的位移。比較力的功，可從比較功的兩個(gè)必要因素入手。例2 大型貨車(chē)是目前交通運(yùn)輸?shù)闹匾ぞ?，貨?chē)進(jìn)站卸貨時(shí)，利用斜面從貨車(chē)上卸貨，既可減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，又有便捷、安全的特點(diǎn)。若車(chē)廂底板離地高度為h=1.5m ，斜面傾斜角=30°，每包貨物的質(zhì)量m=50kg，貨物與斜面間的動(dòng)摩擦因素=0.2，求利用斜面讓一包貨物從車(chē)廂上滑到地面的過(guò)程中受到的各個(gè)力所做的功以及合外力做的功。

6、（取g=10m/s2）解析 如圖所示，貨物在斜面上滑行時(shí)，受到重力G、斜面支持力N和摩擦力f共三個(gè)力的作用。貨物位移的方向是沿斜面向下?？梢詮母鱾€(gè)力的方向與位移的方向分析出，三個(gè)力中斜面支持力與位移方向垂直，對(duì)貨物沒(méi)有做功。而重力和摩擦力對(duì)貨物做功。其中貨物的位移： = h/sin30°=1.5×2 m=3 m 重力G對(duì)貨物所做的功：方法一：直接運(yùn)用公式 WG = mg cos（90°）=mg cos60°= 50×10×3×12 J = 750 J。方法二：重力分解為沿斜面方向分力為 mgsin30°；垂直斜面方

7、向分力為 mgcos30°。垂直斜面分力不做功，則重力所做功等于沿斜面方向分力所做的功，即WG = mg sin30°=50×10×3×12 J = 750 J。支持力N與位移方向垂直，對(duì)貨物沒(méi)有做功WN = 0。摩擦力f對(duì)貨物所做的功 Wf = f cos180° = (mgcos30°) cos180°=0.2×50×10× ×3 J 259.8 J。合外力所做的功：方法一：用各力功的代數(shù)和求。W總 = W1 +W2 +W3 =（750 + 0259.8）J = 490.

8、2 J。方法二：物體所受合外力為F合 = mgsin30°mgcos30°，F(xiàn)合方向與位移 方向相同 W總 = F合 =（mgsin30°mgcos30°） （50×10× 0.2×50×10× ）×3 J = 490.2 J。評(píng)注 （1）計(jì)算幾個(gè)力同時(shí)對(duì)物體做功時(shí)，畫(huà)出正確的受力圖是解題的關(guān)鍵。計(jì)算結(jié)果中功的正負(fù)符號(hào)要保留，因?yàn)樗哂刑囟ǖ奈锢硪饬x。若只求做功的大小就取絕對(duì)值 （2）求幾個(gè)力對(duì)物體所做的總功，可以先求每個(gè)力做的功再求其代數(shù)和：也可以先求這幾個(gè)力的合力再求合力功?！痉此肌渴斋@疑問(wèn)

9、【達(dá)標(biāo)訓(xùn)練】1如圖所示，一個(gè)物體放在水平面上，在跟豎直方向成角的斜向下的推力F的作用下沿平面移動(dòng)了距離s，若物體的質(zhì)量為m，物體與地面之間的摩擦力大小為f，則在此過(guò)程中（）A摩擦力做的功為fs B力F做的功為FscosC力F做的功為Fssin D重力做的功為mgs2火車(chē)頭用F=5×104N的力拉著車(chē)廂向東開(kāi)行s=30m，又倒回來(lái)以同樣大小的力拉著車(chē)廂向西開(kāi)行30m，在整個(gè)過(guò)程中，火車(chē)頭對(duì)車(chē)廂所做的功是（ ）A3×106JB2×106JC1.5×106JD03質(zhì)量為m的物體，在水平力F的作用下，在粗糙的水平面上運(yùn)動(dòng)，下列說(shuō)法中正確的是（ ）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4重為400N的物體放在水平地面上，與地面的滑動(dòng)摩擦因數(shù)為=0.2，在大小為F=500N，方向與水平面成=37°斜向上的拉力作用下前進(jìn)s=10m。在此過(guò)程中力F做功為_(kāi)J，摩擦力做功為_(kāi)J，重力做功_J，合力所做的功為_(kāi)J。5如圖所示，物體質(zhì)量