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功,教学目标,1.知识与技能: (1) 理解功的概念、公式。 (2) 能用功的公式进行计算。 (3)知道使用任何机械都不能省功。 2、过程方法: (1) 通过搜索信息和信息加工,探究自然现象的内部联系和理论实质,总结规律,提出新理论,构建理论架构体系和技能架构体系。 (2) 通过实验观察和理论分析,探究理论规律的应用和实质,培养学生的观察能力和理论分析能力。 (3)通过学习建立理论模型的过程,了解运用想象猜想假说推论和数学公式推导建立理论模型的方法,应用文字表格图像图象公式框架图表述理论模型。 3、情感态度价值观: (1) 通过对物理现象的理论分析和了解理论规律在实际中的应用,初步认识科学技术对社会发展的作用,树立学好科学文化知识为社会服务的观念。 (2) 通过实验活动与推理,培养学生的操作技能和求知欲,有意识地培养学生的自主性能动性责任性,把所学知识应用到实际生活中去。 (3)学习建立知识模型的方法,优化学习工作生活架构性能,培养科研生活中的思维品质、科学素养和生活习惯。 (4)通过了解人类探索物质世界的历程和科学理论成果,培养探索精神、创新思想和促进人类社会与自然世界和谐发展的优良品德。,课堂教学目标:,1、我能:检索信息,进行信息加工,评价,总结。 2、我行:设计实验活动方案,撰写理论成果论文。 3、我会:展示成果,进行协作交流推广。 4、我优:建立理论模型、技能模型,优化学习性能。,教学策划,他们都在工作,但是从物理学角度考虑,他们却没有做功。为什么?,生活实例,根据实例总结,马拉车,起重机吊起货物,如果一个力作用在物体上,物体在这个力的方向上移动了一段距离,就说这个力对物体做了功。,起重机和直升飞机吊起重物都是做功的实例,你们知道力为什么做功了吗?,有力作用在物体上,物体在力的方向上移动了一段距离,原因,做功的两个必要因素,(作用在物体上的力),(物体在力的方向上移动的距离),必要因素,必须同时需要,缺一不可,搬而不动,拉而不动,判断,推而不动,1)有力吗? 2)在力的方向上通过了一段距离吗? 3)这个力做了功吗?,不做功的情况,有力,但是在力的方向上通过的距离为零。,有距离,但是和距离同一方向上没有力的作用。,有力,也有距离,但是力和距离方向是相互垂直的。,F0,s0,分析:,没有做功 (劳而无功),S,S ,没有做功,没有做功,Fs,分析:,s,没有做功(劳而无功),有力,但是在力的方向上通过的距离为零。,人用力推汽车,但没推动,1、没有做功(劳而无功-不算做功) 2、因为有力(F)作用在物体上,但物体没有在力的方向上移动距离(S)。(即没有成效),人用力推大石头,推而没推动,做了功吗?收到成效了吗?,没有移动:s0,有力作用:F0,分 析,我用了大力气,老师说我没做功,为什么?,没有距离劳而无功,有距离,但是和距离同一方向上没有力的作用。,分析:,s ,没有做功(不劳无功),没有做功(不劳无功) 因为物体虽然在水平方向上(靠惯性)移动了距离,但在水平方向上(手)没有力作用在物体上。,分 析,s 0,F = 0,冰壶在平滑的冰面上滑行时,人(手)对冰壶做功了吗?,提箱子在水平路上走,“提力”做了工吗?收到成效了吗?,分 析,F 0,s 0,力的方向与运动方向垂直,Fs,没有做功(劳而无功) 因为虽然有力作用在物体上,物体也移动了距离,但是提的力的方向与物体的运动方向垂直(即人用的提力的方向是竖直向上,只能对物体产生向上移动的效果,但没有向上移动的效果,所以这个力没做功)。,有力,也有距离,但是力和距离方向是相互垂直的。,s,背书包的力“不做功 ”,起重机水平移动时吊起重物的力“不做功”,理由同上,理由同上,我提水桶在操场匀速行走半个圈,教师说没做功。为什么?,如果 F 跟 S 方向互相 垂直,力不做功,F,S,A吊车吊起货物,B小孩推动玩具车,C汽车水平前进,功力和物体在力的方向上移动的距离的乘积,一、做功的两个必要因素 (1)作用在物体上的力。 (2)物体在力的方向上通过的距离。,这两个条件缺一不可 !,2.功的计算公式 功=力力的方向上移动的距离,3.功的单位:焦耳(J) 为了纪念英国物理学家焦耳,把功的单位命名为:焦耳,简称焦。,1焦=1牛米,1J=1N1m=1N m,物理学中,把力与物体在力的方向通过的距离的乘积叫做机械功,简称功(work).用W表示功。,1、定义: 功等于力跟物体在力的方向上通过的距离的乘积.,二、功的计算,为了纪念英国的物理学家焦耳,把功的单位Nm称做焦耳,简称焦,符号:J,1J1Nm,单位:,1焦耳的物理意义:,1N的力作用在物体上,物体在力的方向上通过1m的距离,力所做的功为1J。,焦,将一只鸡蛋从地上检起,并把它缓缓举过头顶,在这过程中对鸡蛋所做的功大约为1J。,关于功的计算,()使用时,要注意单位的统一。 ()做功的多少只由决定,与物体的质量,速度,运动方向,是否有摩擦无关。,功力距离,N,S ,W ,J,1J=1Nm,m,F ,单位:,公式:,1J=1N1m=1N m,功的计算公式 如何计算实验中拉力所的功?,力学规定:如果力的方向与物体的运动方向一致,功就等于力的大小和位移的大小的乘积。 即 W=Fs,思考一下,如果力的方向与物体的运动方向不一致,如何计算功的大小?,?,?,(1)把力F分解为两个分力F1、F2,(2)把位移S分解为两个分位移S1、S2,W =W1 + W2= F lcos ,W =W1 + W2= F lcos ,(3)当力的方向与位移方向成一角度时,(3)当力的方向与位移方向成一角度时,根据力的等效性原理,把求F做功的问题转化为分别求F1和F2做功的问题。,W1= F1s = FCOS l,W2 = 0,W =,W1 + W2= F lcos ,即,W,= F l COS,(1)把力F分解为两个分力F1、F2,理解:力在位移方向的分量与位移的乘积,若将位移l分解,结果如何?,l1=lcos,l2=l sin,W1= Fl 1= F lcos ,W2= 0,W= W1+ W2= F lcos ,思考,理解:力与位移在力的方向的分量的乘积,W1 + W2,(2)把位移l分解为两个分位移l1、l2,三、功的原理:,1、使用任何机械都不能省功,W人用机械=W人直接,2、表达式:,FS = Gh,理想情况,假设斜面很光滑,无摩擦,要使物作升高相同的高度,斜面越长越省力,斜面长是斜面高的几倍,推力就是物重的几分之一,根据功的原理:,四、活动: 探究斜面做功,问题:完成上表中的空格,并分析数据,你找到其中的某些规律吗?, FG,利用斜面可以省力。, Sh,利用斜面省力,但必定费距离。,实验表明:既省力又省距离的机械是不存在的,0.4,0.4,0.3975,0.4,0.4,0.4,我们发现:,使用斜面可以省力。 在高度相同的情况下,斜面越长,越省力。 F虽然小于G,但F移动的距离s总大于G上升的高度h。即省了力,却费了距离。 无论斜面(包括其它机械)如何省力,使用中Fs与Gh的值总是近似相等的。,其中,Gh是我们必须完成的工作目标,而F、s却因为我们选用的机械不同而不同。 Fs与Gh的值总是近似相等的,说明在我们工作的过程中,无论是否使用了机械,力跟物体在力的方向上通过的距离的乘积是一个有意义的物理量。,功的定义,怎样算做功,功的计算,思维拓展,模拟实验,F =,Fs =,s =,省力的机械不省距离,而且多用距离 省距离的机械不省力,而且要多用力,功的定义: 把力和物体在力的方向上移动距离的乘积,叫做机械功,简称功。,G/2,Gh,2h,G/22h=,省力费距离,费力省距离,比 较:,扫帚费力杠杆,动 滑 轮,四、通过实验表明:既省力又省距离的机械是不存在的。即使用任何机械都不省功。,例题1:质量为50Kg雪橇上装载了350Kg的货物,一匹马拉着它匀速运到3000m外的货场。如果雪橇行进中受到的摩擦力是800N,求马运货时做的功。,解:因匀速运动(即受平衡力) 马拉车所用的力等于摩擦力。即:(1)马的拉力 F=f=800N。 (2)马拉车移动的距离 S=3000m 则马做的功:W=FS=800N3000m=2.4106J,答:马做的功:W=FS=800N3000m=2.4106J。,注:1、马的拉力做的功只与马的拉力大 小和在这个力的方向上移动的距离有关,与货物的重量没有直接的关系。2、马在水平匀速拉雪橇的过程,称做为克服阻力做功的过程。,例题2:如图,一个人用20N的水平向右的拉力,使重力为100N的物体在水平面上移动了0.5m。试求: (1)人对物体做的功是多少? (2)如果这个人把物体匀速举高1.5m,举力做了多少功?,解:(1)人对物体做的功: W=Fs=20N0.5m=10J,(2)举力做功: W举=F举h=Gh=100N1.5m=150J,答:略。,注:人匀速提升重物的过程,称为克服重力做功的过程。,例题3 小明提着重100N的水桶,在水平地面上前进了10m,再走上高为3m,楼梯长为6m的石阶, 他克服水桶重力做了多少功? 已知:G100N,h3m 求:W 解:因为FG100N,sh3m 由WFsGh100N3m300Nm300J 答:小明克服水桶重力做功300J。,WFs,功的定义,怎样算做功,功的计算,思维拓展,例题4:放在水平地面上的重1000牛的箱子,在20牛的水平推力作用下移动了3米,推力F 对物体做了多少功,重力和支持力对物体做了多少功? 已知:G=1000牛;F=20牛;s=3米 求:W 解:推力做的功 W=Fs=20牛3米=60牛米=60焦 重力和支持力 方向分别是竖直向下和竖直向上,箱子在竖直方向上没有距离,因此重力和支持力对物体不做功。 答:推力对物体做60J的功,重力和支持力对物体不做功,例题5:,一台拖拉机耕地时,发动机的牵引力是28500牛,拖拉机前进了1000分米,此拖拉机牵引力做了多少功?, 28500 牛100米 . 6 焦 答:它的牵引力做了. 6 焦耳的功。,解:,根据,得,一、做功的两个必要因素:,1、作用在物体上的力; 2、物体在这个力的方向上移动距离。,二、功的计算,1、力与力的方向上移动的距离的乘积叫做功。 2、公式 W=Fs 3、单位 焦耳 符号 J,三、功的原理 使用任何机械都不省功。,理论模型,小结,评估,1、我能:进行信息加工,鉴别、分析、评价、概括; (1)搜索信息 :能使用搜索引擎从网络,图书馆,书籍等多渠道获取信息,进行分类整理。(2)研究课题:自主选择主题符合课程内容,具有综合性,挑战性,针对性。 2、我行:设计实验,撰写理论成果;(3)实验记录 :能提供对计划、方案、构造、现象、结论、观点成果的完整记录。(4)信息加工:对信息做了总结,并以文字描写结论,阐明理论观点,能构建理论架构。 3、我会:建立知识模型,优化学习工作性能,具有创新思想。 (5)变量分析:能独立确定独立变量和因变量并描述出变量间的内部联系,能独立设计探究实验 。 (6)模型构建:对科学基本规律、理论体系、操作技能有明确的撰写和理解。 4、我优:展示成果,进行网络交流; (7)成果展示 :内容完整,方案合理,知识结构体系正确。,goodbye,
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