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通过初中物理的学习,我们知道一个力F作用在物体上。使物体在这个力方向上移动一段距离S,力F做的功可据W=PS求出。学习高中物理后,我们又知道力F是矢量,距离也将用位移代替,而位移S也是一个矢量。显然两个既有大小又有方向的量相乘。应有更复杂的关系式。这课我们一起来研究这一问题。(板书课题)下面请同学们按照以下的思考认真阅读课文
一、阅读思考题
1、填空;
⑴做功的两个不可缺少的因素是:①___________ ②________
⑵功的国际单位是___________ 1J=1N·m的物理意义是
⑶合力和分力的_____________相同,因此考虑了合力就不考虑分力,反过来也是如此。如图4-2中可用F1F2代替________________。
⑷凡是跟位移或运动方向______________力都不做功,原因是在力的方向上物体不产生有_______________。
⑸由W=Fscosa可知,当a在________________范围时,W>0,力对物体最正功;当a在____________范围时,W=0,力对物体不做功;当a在_____________范围时,W<0,力对物体做负功。
2、问题:
⑴你如何理解做功的两个因素中“在力的方向上”这几个字的意义?
⑵一般来说,阻力做负功,动力做正功,这里的阻力和动力应理解为跟位移或运动方向成多少度角?
⑶一个足球运动员使脚用力踢足球,足球在地上滚动了10m停下,运动员做的功能否用W=Fscosa直接计算?
⑷力对物体做功100J和物体克服力做功100J的意义相同吗?
一、 典型例题导引
例1、右图中,物体m在与水平方向成a角的拉力F作用下通过了位移S,求力F在这一过程中所做的功。
引导思考:
⑴能否直接应用W=FS求出力F做的功?
⑵如不能直接应用,采用什么方法处理后可应用?
⑶分力F1F2做的功分别是多少?
(要求:竖直向上分力F2不做功。因在力F2的方向上无位移;水平分力F1做的功为W1=F1S)
⑷力F做的功是多少?
(要求:W=W1 W2=W1 0=F1S=Fscosa)
由此题得出的力F做的功:W=Fscosa.这就是计算功的一般公式,其物理意义是什么?(见课文)
例2:判断下列几种过程中,重10N的物体重力对物体各做了多少功?①物体自由下落了10m;②物体竖直上升了10m;③物体在水平面上运动了10m。(W1=100J,W2=-100J,W3=0)
例3:下图中,物体m在固定的长为L质量为M的木板上运动,先从木板的一端A直线运动到另一端B,然后又从B直线运动返回A。物体m受到滑动摩擦力大小始终为f,求整个过程中f对m和M所做的功。下面提供两种解答:
学生甲:∵s=l-l=0 ∴Wm=fs=0 Wm=0
学生乙:Wm=fs=flcosl800 flcosl1800=-2f7Wm=0
试判断解法正确与否(提问学生)。
(要求:回答时能讲明学生甲因不明确W=FS或W=Fscosa均只适用于求恒力所做的功,而题中全过程考虑时f的方向已变为变力,公式已不适用。)
例4:质量为m的物体静止在斜面上,如下图所示。若斜面均速向左移动位移S时物体m仍静止。试分析物体m受到的作用力的做功情况。
引导思考:
⑴物体m共受到几个力的作用?(重力mg,支持力N,静摩擦力f三个力作用)
⑵重力做了多少功?(Ws=0,因重力方向上不产生位移。)
⑶支持力N做了多少功?(Wn=mg cosθ,Scos(90°-θ)=mg.Ssinθcosθ=mgs sin2θ)
⑷静摩擦力f做了多少功?(f=mf sinθ Wf=mg sinvθ Scos(1800-θ)=mgs sinθcosθ= mgS sin2θ)
⑸试讨论摩擦力做功的情况。
结论:摩擦力可以对物体做正功,也可以不做功,还可以对物体做负功(如上例。)
三、诱导学生归纳本课知识要点
1、力对物体做功的要个要素:①物体受到力的作用;②物体在这个力的方向上发生有位移。“在力的方向上”是指与物体运动方向垂直的方向之外的其余所有方向。
2、公式W=FS或W=Fscosa只能求出恒力做的功,不能直接用来求变力所做的功。
3、由W=Fscosa可知,当0°≤a<90°时,力对物体做正功;当а=90°时,W=0,力对物体不做功;当90° 4、无论是重力、弹力、摩擦力还是其它力、只要起动力作用就做正功,起阻力作用就做负力,与运动方向或位移方向垂直的力都不做功。
四、布置作业(略)
一、阅读思考题
1、填空;
⑴做功的两个不可缺少的因素是:①___________ ②________
⑵功的国际单位是___________ 1J=1N·m的物理意义是
⑶合力和分力的_____________相同,因此考虑了合力就不考虑分力,反过来也是如此。如图4-2中可用F1F2代替________________。
⑷凡是跟位移或运动方向______________力都不做功,原因是在力的方向上物体不产生有_______________。
⑸由W=Fscosa可知,当a在________________范围时,W>0,力对物体最正功;当a在____________范围时,W=0,力对物体不做功;当a在_____________范围时,W<0,力对物体做负功。
2、问题:
⑴你如何理解做功的两个因素中“在力的方向上”这几个字的意义?
⑵一般来说,阻力做负功,动力做正功,这里的阻力和动力应理解为跟位移或运动方向成多少度角?
⑶一个足球运动员使脚用力踢足球,足球在地上滚动了10m停下,运动员做的功能否用W=Fscosa直接计算?
⑷力对物体做功100J和物体克服力做功100J的意义相同吗?
一、 典型例题导引
例1、右图中,物体m在与水平方向成a角的拉力F作用下通过了位移S,求力F在这一过程中所做的功。
引导思考:
⑴能否直接应用W=FS求出力F做的功?
⑵如不能直接应用,采用什么方法处理后可应用?
⑶分力F1F2做的功分别是多少?
(要求:竖直向上分力F2不做功。因在力F2的方向上无位移;水平分力F1做的功为W1=F1S)
⑷力F做的功是多少?
(要求:W=W1 W2=W1 0=F1S=Fscosa)
由此题得出的力F做的功:W=Fscosa.这就是计算功的一般公式,其物理意义是什么?(见课文)
例2:判断下列几种过程中,重10N的物体重力对物体各做了多少功?①物体自由下落了10m;②物体竖直上升了10m;③物体在水平面上运动了10m。(W1=100J,W2=-100J,W3=0)
例3:下图中,物体m在固定的长为L质量为M的木板上运动,先从木板的一端A直线运动到另一端B,然后又从B直线运动返回A。物体m受到滑动摩擦力大小始终为f,求整个过程中f对m和M所做的功。下面提供两种解答:
学生甲:∵s=l-l=0 ∴Wm=fs=0 Wm=0
学生乙:Wm=fs=flcosl800 flcosl1800=-2f7Wm=0
试判断解法正确与否(提问学生)。
(要求:回答时能讲明学生甲因不明确W=FS或W=Fscosa均只适用于求恒力所做的功,而题中全过程考虑时f的方向已变为变力,公式已不适用。)
例4:质量为m的物体静止在斜面上,如下图所示。若斜面均速向左移动位移S时物体m仍静止。试分析物体m受到的作用力的做功情况。
引导思考:
⑴物体m共受到几个力的作用?(重力mg,支持力N,静摩擦力f三个力作用)
⑵重力做了多少功?(Ws=0,因重力方向上不产生位移。)
⑶支持力N做了多少功?(Wn=mg cosθ,Scos(90°-θ)=mg.Ssinθcosθ=mgs sin2θ)
⑷静摩擦力f做了多少功?(f=mf sinθ Wf=mg sinvθ Scos(1800-θ)=mgs sinθcosθ= mgS sin2θ)
⑸试讨论摩擦力做功的情况。
结论:摩擦力可以对物体做正功,也可以不做功,还可以对物体做负功(如上例。)
三、诱导学生归纳本课知识要点
1、力对物体做功的要个要素:①物体受到力的作用;②物体在这个力的方向上发生有位移。“在力的方向上”是指与物体运动方向垂直的方向之外的其余所有方向。
2、公式W=FS或W=Fscosa只能求出恒力做的功,不能直接用来求变力所做的功。
3、由W=Fscosa可知,当0°≤a<90°时,力对物体做正功;当а=90°时,W=0,力对物体不做功;当90° 4、无论是重力、弹力、摩擦力还是其它力、只要起动力作用就做正功,起阻力作用就做负力,与运动方向或位移方向垂直的力都不做功。
四、布置作业(略)