高二物理人教版教案
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高二物理人教版教案1
一、教學(xué)目標(biāo)
1.在學(xué)習(xí)機(jī)械能守恒定律的基礎(chǔ)上,研究有重力、彈簧彈力以外其它力做功的情況,學(xué)習(xí)處理這類問題的方法。
2.對功和能及其關(guān)系的理解和認(rèn)識(shí)是本章教學(xué)的重點(diǎn)內(nèi)容,本節(jié)教學(xué)是本章教學(xué)內(nèi)容的總結(jié)。通過本節(jié)教學(xué)使學(xué)生更加深入理解功和能的關(guān)系,明確物體機(jī)械能變化的規(guī)律,并能應(yīng)用它處理有關(guān)問題。
3.通過本節(jié)教學(xué),使學(xué)生能更加全面、深入認(rèn)識(shí)功和能的關(guān)系,為學(xué)生今后能夠運(yùn)用功和能的觀點(diǎn)分析熱學(xué)、電學(xué)知識(shí),為學(xué)生更好理解自然界中另一重要規(guī)律——能的轉(zhuǎn)化和守恒定律打下基礎(chǔ)。
二、重點(diǎn)、難點(diǎn)分析
1.重點(diǎn)是使學(xué)生認(rèn)識(shí)和理解物體機(jī)械能變化的規(guī)律,掌握應(yīng)用這一規(guī)律解決問題的方法。在此基礎(chǔ)上,深入理解和認(rèn)識(shí)功和能的關(guān)系。
2.本節(jié)教學(xué)實(shí)質(zhì)是滲透功能原理的觀點(diǎn),在教學(xué)中不必出現(xiàn)功能原理的名稱。功能原理內(nèi)容與動(dòng)能定理的區(qū)別和聯(lián)系是本節(jié)教學(xué)的難點(diǎn),要解決這一難點(diǎn)問題,必須使學(xué)生對“功是能量轉(zhuǎn)化的量度”的認(rèn)識(shí),從籠統(tǒng)、膚淺地了解深入到十分明確認(rèn)識(shí)“某種形式能的變化,用什么力做功去量度”。
3.對功、能概念及其關(guān)系的認(rèn)識(shí)和理解,不僅是本節(jié)、本章教學(xué)的重點(diǎn)和難點(diǎn),也是中學(xué)物理教學(xué)的重點(diǎn)和難點(diǎn)之一。通過本節(jié)教學(xué)應(yīng)使學(xué)生認(rèn)識(shí)到,在今后的學(xué)習(xí)中還將不斷對上述問題作進(jìn)一步的分析和認(rèn)識(shí)。
三、教具
投影儀、投影片等。
四、主要教學(xué)過程
(一)引入新課
結(jié)合復(fù)習(xí)機(jī)械能守恒定律引入新課。
提出問題:
1.機(jī)械能守恒定律的內(nèi)容及物體機(jī)械能守恒的條件各是什么?
評(píng)價(jià)學(xué)生回答后,教師進(jìn)一步提問引導(dǎo)學(xué)生思考。
2.如果有重力、彈簧彈力以外其它力對物體做功,物體的機(jī)械能如何變化?物體機(jī)械能的變化和哪些力做功有關(guān)呢?物體機(jī)械能變化的規(guī)律是什么呢?
教師提出問題之后引起學(xué)生的注意,并不要求學(xué)生回答。在此基礎(chǔ)上教師明確指出:
機(jī)械能守恒是有條件的。大量現(xiàn)象表明,許多物體的機(jī)械能是不守恒的。例如從車站開出的車輛、起飛或降落的飛機(jī)、打入木塊的子彈等等。
分析上述物體機(jī)械能不守恒的原因:從車站開出的車輛機(jī)械能增加,是由于牽引力(重力、彈力以外的力)對車輛做正功;射入木塊后子彈的機(jī)械能減少,是由于阻力對子彈做負(fù)功。
重力和彈力以外的其它力對物體做功和物體機(jī)械能變化有什么關(guān)系,是本節(jié)要研究的中心問題。
(二)教學(xué)過程設(shè)計(jì)
提出問題:下面我們根據(jù)已掌握的動(dòng)能定理和有關(guān)機(jī)械能的知識(shí),分析物體機(jī)械能變化的規(guī)律。
1.物體機(jī)械能的變化
問題:質(zhì)量m的小滑塊受平行斜面向上拉力F作用,沿斜面從高度h1上升到高度h2處,其速度由v1增大到v2,如圖所示,分析此過程中滑塊機(jī)械能的變化與各力做功的關(guān)系。
引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)動(dòng)能定理進(jìn)一步分析、探討小滑塊機(jī)械能變化與做功的關(guān)系。歸納學(xué)生分析,明確:
選取斜面底端所在平面為參考平面。根據(jù)動(dòng)能定理∑W=ΔEk,有
由幾何關(guān)系,有sinθ?L=h2-h1
即FL-fL=E2-E1=ΔE
引導(dǎo)學(xué)生理解上式的物理意義。在學(xué)生回答的基礎(chǔ)上教師明確指出:
(1)有重力、彈簧彈力以外的其它力對物體做功,是使物體機(jī)械能發(fā)生變化的原因;
(2)重力和彈簧彈力以外其它力對物體所做功的代數(shù)和,等于物體機(jī)械能的變化量。這是物體機(jī)械能變化所遵循的基本規(guī)律。
2.對物體機(jī)械能變化規(guī)律的進(jìn)一步認(rèn)識(shí)
(1)物體機(jī)械能變化規(guī)律可以用公式表示為W外=E2-E1或W外=ΔE
其中W外表示除重力、彈簧彈力以外其它力做功的代數(shù)和,E1、E2分別表示物體初、末狀態(tài)的機(jī)械能,ΔE表示物體機(jī)械能變化量。
(2)對W外=E2-E1進(jìn)一步分析可知:
(i)當(dāng)W外>0時(shí),E2>E1,物體機(jī)械能增加;當(dāng)W外<0時(shí),E2
(ii)若W外=0,則E2=E1,即物體機(jī)械能守恒。由此可以看出,W外=E2-E1是包含了機(jī)械能守恒定律在內(nèi)的、更加普遍的功和能關(guān)系的表達(dá)式。
(3)重力、彈簧彈力以外其它力做功的過程,其實(shí)質(zhì)是其它形式的能與機(jī)械能相互轉(zhuǎn)化的過程。
例1.質(zhì)量4.0×103kg的汽車開上一山坡。汽車沿山坡每前進(jìn)100m,其高度升高2m。上坡時(shí)汽車速度為5m/s,沿山坡行駛500m后速度變?yōu)?0m/s。已知車行駛中所受阻力大小是車重的0.01倍,試求:(1)此過程中汽車所受牽引力做功多少?(2)汽車所受平均牽引力多大?取g=10m/s2。本題要求用物體機(jī)械能變化規(guī)律求解。
引導(dǎo)學(xué)生思考與分析:
(1)如何依據(jù)W外=E2-E1求解本題?應(yīng)用該規(guī)律求解問題時(shí)應(yīng)注意哪些問題?
(2)用W外=E2-E1求解本題,與應(yīng)用動(dòng)能定理∑W=Ek2-Ek1有什么區(qū)別?
歸納學(xué)生分析的結(jié)果,教師明確給出例題求解的主要過程:
取汽車開始時(shí)所在位置為參考平面,應(yīng)用物體機(jī)械能變化規(guī)律W外=E2-E1解題時(shí),要著重分析清楚重力、彈力以外其它力對物體所做的功,以及此過程中物體機(jī)械能的變化。這既是應(yīng)用此規(guī)律解題的基本要求,也是與應(yīng)用動(dòng)能定理解題的重要區(qū)別。
例2.將一個(gè)小物體以100J的初動(dòng)能從地面豎直向上拋出。物體向上運(yùn)動(dòng)經(jīng)過某一位置P時(shí),它的動(dòng)能減少了80J,此時(shí)其重力勢能增加了60J。已知物體在運(yùn)動(dòng)中所受空氣阻力大小不變,求小物體返回地面時(shí)動(dòng)能多大?
引導(dǎo)學(xué)生分析思考:
(1)運(yùn)動(dòng)過程中(包括上升和下落),什么力對小物體做功?做正功還是做負(fù)功?能否知道這些力對物體所做功的比例關(guān)系?
(2)小物體動(dòng)能、重力勢能以及機(jī)械能變化的關(guān)系如何?每一種形式能量的變化,應(yīng)該用什么力所做的功量度?
歸納學(xué)生分析的結(jié)果,教師明確指出:
(1)運(yùn)動(dòng)過程中重力和阻力對小物體做功。
(2)小物體動(dòng)能變化用重力、阻力做功的代數(shù)和量度;重力勢能的變化用重力做功量度;機(jī)械能的變化用阻力做功量度。
(3)由于重力和阻力大小不變,在某一過程中各力做功的比例關(guān)系可以通過相應(yīng)能量的變化求出。
(4)根據(jù)物體的機(jī)械能E=Ek+Ep,可以知道經(jīng)過P點(diǎn)時(shí),物體動(dòng)能變化量大小ΔEk=80J,機(jī)械能變化量大小ΔE=20J。
例題求解主要過程:
上升到點(diǎn)時(shí),物體機(jī)械能損失量為
由于物體所受阻力大小不變,下落過程中物體損失的機(jī)械能與上升過程相同,因此下落返回地面時(shí),物體的動(dòng)能大小為
E′k=Ek0-2ΔE′=50J
本例題小結(jié):
通過本例題分析,應(yīng)該對功和能量變化有更具體的認(rèn)識(shí),同時(shí)應(yīng)注意學(xué)習(xí)綜合運(yùn)用動(dòng)能定理和物體機(jī)械能變化規(guī)律解決問題的方法。
思考題(留給學(xué)生課后練習(xí)):
(1)運(yùn)動(dòng)中物體所受阻力是其重力的幾分之幾?
(2)物體經(jīng)過P點(diǎn)后還能上升多高?是前一段高度的幾分之幾?
五、課堂小結(jié)
本小結(jié)既是本節(jié)課的第3項(xiàng)內(nèi)容,也是本章的小結(jié)。
3.功和能
(1)功和能是不同的物理量。能是表征物理運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的物理量,物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生變化,物體運(yùn)動(dòng)形式發(fā)生變化,物體的能都相應(yīng)隨之變化;做功是使物體能量發(fā)生變化的一種方式,物體能量的變化可以用相應(yīng)的力做功量度。
(2)力對物體做功使物體能量發(fā)生變化,不能理解為功變成能,而是通過力做功的過程,使物體之間發(fā)生能量的傳遞與轉(zhuǎn)化。
(3)力做功可以使物體間發(fā)生能的傳遞與轉(zhuǎn)化,但能的總量是保持不變的。自然界中,物體的能量在傳遞、轉(zhuǎn)化過程中總是遵循能量守恒這一基本規(guī)律的。
六、說明
本節(jié)內(nèi)容的處理應(yīng)根據(jù)學(xué)生具體情況而定,學(xué)生基礎(chǔ)較好,可介紹較多內(nèi)容;學(xué)生基礎(chǔ)較差,不一定要求應(yīng)用物體機(jī)械能變化規(guī)律解題,只需對功和能關(guān)系有初步了解即可。
高二物理人教版教案2
一、引入新課
演示實(shí)驗(yàn):讓物塊在旋轉(zhuǎn)的平臺(tái)上盡可能做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。
教師:物塊為什么可以做勻速圓周運(yùn)動(dòng)?這節(jié)課我們就來研究這個(gè)問題。
(設(shè)計(jì)意圖:從實(shí)驗(yàn)引入,激發(fā)學(xué)生的好奇心,活躍課堂氣氛。)
二、新課教學(xué)
(一)向心力
1.向心力的概念
學(xué)生:在教師引導(dǎo)下對物塊進(jìn)行受力分析:物塊受到重力、摩擦力與支持力。
教師:物塊所受到的合力是什么?
學(xué)生:重力與支持力相互抵消,合力就是摩擦力。
教師:這個(gè)合力具有怎樣的特點(diǎn)?
學(xué)生:思考并回答:方向指向圓周運(yùn)動(dòng)的圓心。
教師:得出向心力的定義:做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體受到的指向圓心的合力。
(做好新舊知識(shí)的銜接,使概念的得出自然、流暢。)
2.感受向心力
學(xué)生:學(xué)生手拉著細(xì)繩的一端,使帶細(xì)繩的鋼球在水平面內(nèi)盡可能做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。
教師:鋼球在水平面內(nèi)盡可能做勻速圓周運(yùn)動(dòng),什么力使鋼球做圓周運(yùn)動(dòng)?
學(xué)生:對鋼球進(jìn)行受力分析,發(fā)現(xiàn)拉力使鋼球做圓周運(yùn)動(dòng)。
(設(shè)計(jì)意圖:利用常見的小實(shí)驗(yàn),讓學(xué)生親身體驗(yàn),增強(qiáng)學(xué)生對向心力的感性認(rèn)識(shí)。)
教師:也就是說,鋼球受到的拉力充當(dāng)圓周運(yùn)動(dòng)的向心力。大家動(dòng)手實(shí)驗(yàn)并猜想:拉力的大小與什么因素有關(guān)?
學(xué)生:動(dòng)手體驗(yàn)并猜想:拉力的大小可能與鋼球的質(zhì)量m、線速度的v、角速度
高二物理人教版教案3
教學(xué)準(zhǔn)備
教學(xué)目標(biāo)
知識(shí)與技能
1.知道時(shí)間和時(shí)刻的區(qū)別和聯(lián)系.
2.理解位移的概念,了解路程與位移的區(qū)別.
3.知道標(biāo)量和矢量,知道位移是矢量,時(shí)間、時(shí)刻和路程是標(biāo)量.
4.能用數(shù)軸或一維直線坐標(biāo)表示時(shí)刻和時(shí)間、位置和位移.
5.知道時(shí)刻與位置、時(shí)間與位移的對應(yīng)關(guān)系.
過程與方法
1.圍繞問題進(jìn)行充分的討論與交流,聯(lián)系實(shí)際引出時(shí)間、時(shí)刻、位移、路程等,要使學(xué)生學(xué)會(huì)將抽象問題形象化的處理方法.
2.會(huì)用坐標(biāo)表示時(shí)刻與時(shí)間、位置和位移及相關(guān)方向
3.會(huì)用矢量表示和計(jì)算質(zhì)點(diǎn)位移,用標(biāo)量表示路程.
情感態(tài)度與價(jià)值觀
1.通過時(shí)間位移的學(xué)習(xí),要讓學(xué)生了解生活與物理的關(guān)系,同時(shí)學(xué)會(huì)用科學(xué)的思維看待事實(shí).
2.通過用物理量表示質(zhì)點(diǎn)不同時(shí)刻的不同位置,不同時(shí)間內(nèi)的不同位移(或路程)的體驗(yàn),領(lǐng)略物理方法的奧妙,體會(huì)科學(xué)的力量.
3.養(yǎng)成良好的思考表述習(xí)慣和科學(xué)的價(jià)值觀.
4.從知識(shí)是相互關(guān)聯(lián)、相互補(bǔ)充的思想中,培養(yǎng)同學(xué)們建立事物是相互聯(lián)系的唯物主義觀點(diǎn).
教學(xué)重難點(diǎn)
教學(xué)重點(diǎn)
1.時(shí)間和時(shí)刻的概念以及它們之間的區(qū)別和聯(lián)系
2.位移的概念以及它與路程的區(qū)別.
教學(xué)難點(diǎn)
1.幫助學(xué)生正確認(rèn)識(shí)生活中的時(shí)間與時(shí)刻.
2.理解位移的概念,會(huì)用有向線段表示位移
教學(xué)工具
多媒體、板書
教學(xué)過程
一、時(shí)刻和時(shí)間間隔
1.基本知識(shí)
(1)時(shí)刻是指某一瞬間,時(shí)間間隔表示某一過程.
(2)在表示時(shí)間的數(shù)軸上,時(shí)刻用點(diǎn)來表示,時(shí)間用線段來表示.
(3)在國際單位制中,表示時(shí)間和時(shí)刻的單位是秒,它的符號(hào)是s.
2.思考判斷
(1)時(shí)刻和時(shí)間間隔都是時(shí)間,沒有本質(zhì)區(qū)別.(×)
(2)飛機(jī)8點(diǎn)40分從上海起飛,10點(diǎn)05分降落到北京,分別指的是兩個(gè)時(shí)間間隔.(×)
(3)20年10月25日23時(shí)33分在西昌成功將第16顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星發(fā)射升空.25日23時(shí)33分,指的是時(shí)刻.(√)
探究交流
時(shí)間的常用單位有哪些?生活中、實(shí)驗(yàn)室中有哪些常用的計(jì)時(shí)儀器?
【提示】在國際單位制中,時(shí)間的單位是秒,常用單位有分鐘、小時(shí),還有年、月、日等.生活中用各種鐘表來計(jì)時(shí),實(shí)驗(yàn)室和運(yùn)動(dòng)場上常用停表來測量時(shí)間,若要比較精確地研究物體的運(yùn)動(dòng)情況,有時(shí)需要測量和記錄很短的時(shí)間,學(xué)校的實(shí)驗(yàn)室中常用電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器或電火花計(jì)時(shí)器來完成.
二、路程和位移
1.基本知識(shí)
(1)路程
物體運(yùn)動(dòng)軌跡的長度.
(2)位移
①物理意義:表示物體(質(zhì)點(diǎn))位置變化的物理量.
②定義:從初位置到末位置的一條有向線段.
③大小:初、末位置間有向線段的長度.
④方向:由初位置指向末位置.
2.思考判斷
(1)路程的大小一定大于位移的大小.(×)
(2)物體運(yùn)動(dòng)時(shí),路程相等,位移一定也相等.(×)
(3)列車?yán)锍瘫碇袠?biāo)出的北京到天津122km,指的是列車從北京到天津的路程.(√)
探究交流
一個(gè)人從北京去重慶,可以乘火車,也可以乘飛機(jī),還可以先乘火車到武漢,然后再乘輪船沿長江到重慶,如圖所示,則他的運(yùn)動(dòng)軌跡、位置變動(dòng)、走過的路程和他的位移是否相同?
【提示】他的運(yùn)動(dòng)軌跡不同,走過的路程不同;他的位置變動(dòng)相同,位移相同.
三、矢量和標(biāo)量
1.基本知識(shí)
(1)矢量
既有大小又有方向的物理量.如位移、力等.
(2)標(biāo)量
只有大小、沒有方向的物理量.如質(zhì)量、時(shí)間、路程等.
(3)運(yùn)算法則
兩個(gè)標(biāo)量的加減遵從算術(shù)加減法,而矢量則不同,后面將學(xué)習(xí)到.
2.思考判斷
(1)負(fù)5m的位移比正3m的位移小.(×)
(2)李強(qiáng)向東行進(jìn)5m,張偉向北行進(jìn)也5m,他們的位移不同.(√)
(3)路程是標(biāo)量,位移是矢量.(√)
探究交流
溫度是標(biāo)量還是矢量?+2℃和-5℃哪一個(gè)溫度高?
【提示】溫度是標(biāo)量,其正、負(fù)表示相對大小,所以+2℃比-5℃溫度高.
高二物理人教版教案4
教學(xué)準(zhǔn)備
教學(xué)目標(biāo)
1.知道力的概念及矢量性,會(huì)作力的圖示.
2.了解重力產(chǎn)生的原因,會(huì)確定重力的大小和方向,理解重心的概念.
3.了解自然界中四種基本相互作用.
教學(xué)重難點(diǎn)
1.力的概念及矢量性,作力的圖示.
2.重力產(chǎn)生的原因,確定重力的大小和方向,重心的概念,自然界中四種基本相互作用.
教學(xué)過程
[知識(shí)探究]
一、力和力的圖示
[問題設(shè)計(jì)]
做一做以下實(shí)驗(yàn),看看會(huì)發(fā)生什么現(xiàn)象,總結(jié)力有哪些作用效果.
(1)小鋼球在較光滑的玻璃板上做直線運(yùn)動(dòng),在小鋼球的正前方放一磁鐵,小鋼球靠近磁鐵時(shí);
(2)在與小鋼球運(yùn)動(dòng)方向垂直的位置放一塊磁鐵;
(3)分別用手拉和壓彈簧.
答案
(1)小鋼球的速度越來越大;
(2)小鋼球的速度方向發(fā)生了變化;
(3)用手拉彈簧,彈簧伸長;用手壓彈簧,彈簧縮短.
力的作用效果有:使物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生變化或使物體發(fā)生形變.
[要點(diǎn)提煉]
1.力的特性
(1)力的物質(zhì)性:力是物體間的相互作用,力不能脫離物體而獨(dú)立存在.我們談到一個(gè)力時(shí),一定同時(shí)具有受力物體和施力物體.
(2)力的相互性:力總是成對出現(xiàn)的.施力物體同時(shí)又是受力物體,受力物體同時(shí)又是施力物體.
(3)矢量性:力不僅有大小而且有方向.
2.力的作用效果:改變物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或使物體發(fā)生形變.
說明只要一個(gè)物體的速度變化了,不管是速度的大小還是速度的方向改變了,物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)就發(fā)生變化.
3.力的表示方法
(1)力的圖示:用一條帶箭頭的線段(有向線段)來表示力.
①線段的長短(嚴(yán)格按標(biāo)度畫)表示力的大小;②箭頭指向表示力的方向;③箭尾(或箭頭)常畫在力的作用點(diǎn)上(在有些問題中為了方便,常把物體用一個(gè)點(diǎn)表示).
注意(1)標(biāo)度的選取應(yīng)根據(jù)力的大小合理設(shè)計(jì).一般情況下,線段應(yīng)取2~5個(gè)整數(shù)段標(biāo)度的長度.(2)畫同一物體受到的不同力時(shí)要用同一標(biāo)度.
(2)力的示意圖:用一條帶箭頭的線段表示力的方向和作用點(diǎn).
二、重力
[問題設(shè)計(jì)]
秋天到了,金黃的樹葉離開枝頭總是落向地面;高山流水,水總是由高處流向低處;無論你以多大的速度跳起,最終總會(huì)落到地面上……試解釋產(chǎn)生上述現(xiàn)象的原因.
答案地面附近的一切物體都受到地球的吸引作用.正是由于地球的吸引才會(huì)使物體落向地面,才會(huì)使水往低處流.
[要點(diǎn)提煉]
1.重力定義:由于地球的吸引而使物體受到的力,叫做重力.
2.產(chǎn)生原因:重力是由于地球的吸引而使物體受到的力.但不能說成“重力就是地球?qū)ξ矬w的吸引力”.
3.大小:G=mg,g為重力加速度,g=9.8m/s2,同一地點(diǎn),重力的大小與質(zhì)量成正比,不同地點(diǎn)重力的大小因g值不同而不同.(注意:重力的大小與物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無關(guān),與物體是否受其他力無關(guān))
4.方向:重力的方向總是豎直向下的(豎直向下不是垂直于支撐面向下,也不是指向地心).
5.作用點(diǎn):在重心上.
(1)重心是物體各部分所受重力的等效作用點(diǎn).
(2)重心位置與質(zhì)量分布和物體形狀有關(guān),質(zhì)量分布均勻、形狀規(guī)則的物體的重心在物體的幾何中心上.重心可以不在(填“可以不在”或“一定在”)物體上.
高二物理人教版教案5
一、教學(xué)目標(biāo)
1.理解功的概念:
(1)知道做機(jī)械功的兩個(gè)不可缺少的因素,知道做功和工作的區(qū)別;
(2)知道當(dāng)力與位移方向的夾角大于90時(shí),力對物體做負(fù)功,或說物體克服這個(gè)力做了功。
2.掌握功的計(jì)算:
(1)知道計(jì)算機(jī)械功的公式W=Fscos知道在國際單位制中,功的單位是焦耳(J);知道功是標(biāo)量。
(2)能夠用公式W=Fscos進(jìn)行有關(guān)計(jì)算。
二、重點(diǎn)、難點(diǎn)分析
1.重點(diǎn)是使學(xué)生在理解力對物體做功的兩個(gè)要素的基礎(chǔ)上掌握機(jī)械功的計(jì)算公式。
2.物體在力的方向上的位移與物體運(yùn)動(dòng)的位移容易混淆,這是難點(diǎn)。
3.要使學(xué)生對負(fù)功的意義有所認(rèn)識(shí),也較困難,也是難點(diǎn)。
三、教具
帶有牽引細(xì)線的滑塊(或小車)。
四、主要教學(xué)過程
(一)引入新課
功這個(gè)詞我們并不陌生,初中物理中學(xué)習(xí)過功的一些初步知識(shí),今天我們又來學(xué)習(xí)功的有關(guān)知識(shí),絕不是簡單地重復(fù),而是要使我們對功的認(rèn)識(shí)再提高一步。
(二)教學(xué)過程設(shè)計(jì)
1.功的概念
先請同學(xué)回顧一下初中學(xué)過的與功的概念密切相關(guān)的如下兩個(gè)問題:什么叫做功?誰對誰做功?然后做如下總結(jié)并板書:
(1)如果一個(gè)物體受到力的作用,并且在力的方向上發(fā)生了位移,物理學(xué)中就說這個(gè)力對物體做了功。
然后演示用水平拉力使滑塊沿拉力方向在講桌上滑動(dòng)一段距離,并將示意圖畫到黑板上,與同學(xué)一起討論如下問題:在上述過程中,拉力F對滑塊是否做了功?滑塊所受的重力mg對滑塊是否做了功?桌面對滑塊的支持力N是否對滑塊做了功?強(qiáng)調(diào)指出,分析一個(gè)力是否對物體做功,關(guān)鍵是要看受力物體在這個(gè)力的方向上是否有位移。至此可作出如下總結(jié)并板書:
(2)在物理學(xué)中,力和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。
2.功的公式
就圖1提出:力F使滑塊發(fā)生位移s這個(gè)過程中,F(xiàn)對滑塊做了多少功如何計(jì)算?由同學(xué)回答出如下計(jì)算公式:W=Fs。就此再進(jìn)一步提問:如果細(xì)繩斜向上拉滑塊,這種情況下滑塊沿F方向的位移是多少?與同學(xué)一起分析并得出這一位移為scos。至此按功的前一公式即可得到如下計(jì)算公式:
W=Fscos
再根據(jù)公式W=Fs做啟發(fā)式提問:按此公式考慮,只要F與s在同一直線上,乘起來就可以求得力對物體所做的功。在圖2中,我們是將位移分解到F的方向上,如果我們將力F分解到物體位移s的方向上,看看能得到什么結(jié)果?至此在圖2中將F分解到s的方向上得到這個(gè)分力為Fcos,再與s相乘,結(jié)果仍然是W=Fscos。就此指出,計(jì)算一個(gè)力對物體所做的功的大小,與力F的大小、物體位移s的大小及F和s二者方向之間的夾角有關(guān),且此計(jì)算公式有普遍意義(對計(jì)算機(jī)械功而言)。至此作出如下板書:
W=Fscos
力對物體所做的功,等于力的大小、位移的大小、力和位移的夾角的余弦三者的乘積。
接下來給出F=100N、s=5m、=37,與同學(xué)一起計(jì)算功W,得出W=400Nm。就此說明1Nm這個(gè)功的大小被規(guī)定為功的單位,為方便起見,取名為焦耳,符號(hào)為J,即1J=1Nm。最后明確板書為:
在國際單位制中,功的單位是焦耳(J)
1J=1Nm
3.正功、負(fù)功
(1)首先對功的計(jì)算公式W=Fscos的可能值與學(xué)生共同討論。從cos的可能值入手討論,指出功W可能為正值、負(fù)值或零,再進(jìn)一步說明,力F與s間夾角的取值范圍,最后總結(jié)并作如下板書:
當(dāng)090時(shí),cos為正值,W為正值,稱為力對物體做正功,或稱為力對物體做功。
當(dāng)=90時(shí),cos=0,W=0,力對物體做零功,即力對物體不做功。
當(dāng)90180時(shí),cos為負(fù)值,W為負(fù)值,稱為力對物體做負(fù)功,或說物體克服這個(gè)力做功。