1、第一章功和机械能第1节机械功机械功选自鲁科版高中物理必修2第一章第1节，本节的内容是初中“功”的基础后，进一步对功进行研究和讨论，并得出力的方向跟物体运动方向相同时，功的计算式，再通过分析、推理的方式得出功的一般公式，最后分析得出功的一般意义。功和能的概念是物理学中重要的基本概念，且贯穿在全部物理学中，功的计算常常能为能量的定量表达以及能量转化提供理论分析基础，所以在整个物理的学习中具有承上启下的重要作用。【物理观念】能理解功的概念，掌握做功的两个必要因素；能从特殊到一般，掌握功的一般表达式；正确理解功的标量性，掌握正功和负功的正确含义。【科学思维】能在实际情况中判断力的做功情况进而分析该力做
2、功给物体带来的相应能量的变化。【科学探究】通过恒力做功，探究变力做功（尝试采用微积分或者图像求解）。【科学态度与责任】能从物理学的角度正确描述和解释自然现象，在学习、理解功的概念和计算功的数值的过程中，培养科学、严谨的研究态度。【教学重点】明确引入功的概念，掌握功的一般表达式，并会实际计算；正确理解正功和负功的意义。【教学难点】对正功和负功物理意义的理解。【导入新课】 请同学们回忆初中学过的功的知识，举例说明什么是做功过程？旧知复习引出本节主题“机械功”，复习功的定义。【新课讲授】一、机械功的定义一个物体受到力的作用，并且在力的方向上发生一定的距离，我们就说这个力对物体做了功。1、定义：一个物
3、体受到力的作用，并且在力的方向上发生一段位移，我们就说这个力对物体做了功。 如果起重机提着货物静止不动，拉力对货物是否做功了？如果提着货物使货物沿水平方向做匀速运动，拉力是否做功了？思考：什么是判断力F是否做功必要因素？（思考得出做功的必要因素）2、做功的两个必要因素：（1）必须有力作用在物体上。（2）物体在力的方向上要发生一段位移。（注意）这两个因素是严格的，缺一不可 ！二、功的计算(1)当力的方向与物体的运动方向一致，应如何计算这个力的功？W=F S思考：当力的方向与位移方向有一夹角，如何求该力所做的功呢？方法一：分解位移W=F S=F（Scos ） （ 其中 为力的方向与位移的方向之间的
4、夹角 ）方法二：分解力W=F S= (Fcos) S （ 其中 为力的方向与位移的方向之间的夹角 ）3、功的计算公式： W=FS cos 4、单位: 焦耳（简称焦） 单位符号：Jm=1Nm5、功只有大小，没有方向，是一个标量。 注意：1.讲“功”，一定要指明是哪个力做的功；2.公式中F是恒力，s是物体对地的位移, a是F与 s的夹角；3.做功与物体运动形式无关，与物体是否受其他力无关；4.功是过程量,是力对空间的积累效果。 【知识拓展 】如何判断力的方向与位移的方向之间的夹角？（1）两条直线的夹角（2）两条有向线段的夹角三、正功和负功 根据公式 W=FS cos （0 ） 可知：（1）当=/2
5、时， cos=0，W=0,这时我们就说力对物体做不做功 （2）当0 0，W0, 力对物体做正功（3）当/2 时，cos0，W 0 ，力对物体做负功，或者物体克服这个力做功（根据实例分析正功和负功的物理意义）当力对物体做正功时，该力为动力，使物体能量增加；当力对物体做负功时，该力为阻力，使物体能量减少；【总结】注意：功的正、负号不表示方向，仅表示不同做功的效果！思考：摩擦力一定对物体做负功吗?滑动摩擦力对滑块做负功；滑动摩擦力对桌不做功滑动摩擦力f对m做负功 ， W1=- f Lm滑动摩擦力f对做正功 W2= f LM（总结）滑动摩擦力即可以做正功，也可以做负功，还可以不做功。四、求总功的方法例
6、题：一个质量m50kg的行李箱，受到与水平方向成37角的斜向上方的拉力F=200N，在水平地面上移动的距离为5m，物体与地面间的滑动摩擦力f100N，（cos37o=0.8）求：（1）各个力对物体所做的功（2）各个力对物体做功的代数和（3）合力对物体做的功通过该例题，让学生自己就可以总结求总功的方法，得出结论：物体在某一过程中，各个力对物体做功的代数和合力对物体做的功相等。（1）合力的功（即总功）就等于各分力做功的代数和：W总=W1+W2+W3+（2）可以先求合力，再求合力做的功：W总=F合 scos 五、课堂小结 一、认识机械功1、定义：一个物体受到力的作用，并且在力的方向上发生一段位移，我
7、们就说这个力对物体做了功。2、做功的两个必要因素：（1）必须有力作用在物体上。（2）物体在力的方向上要发生一段位移。3、恒力做功的一般公式：WF s cos二、正功与负功注意：正功、负功不表示方向相反，仅表示不同做功的效果！ 三、总功的计算【随堂练习】1. 两质量相等的物体A、B分别放在粗糙水平面上和光滑的水平面上，在同样的拉力F作用下，产生相同的位移S，则拉力( ) A、对A做的功多 B、对B做功多 C、一样多 D、以上都有可能2.关于功的论述，下列说法正确的是( ) A、大的力一定比小的力做的功多B、+5J的功比-5J的功多C、+10J功比+5J的功多D、+5J的功与-5J的功方向相反3.用拉力F将一个重为5N的物体匀速升高3m，在这个过程中（ ）A拉力F对物体做的功是15J B物体克服重力做的功是15JC合力对物体做的功是15J D合力对物体的功为0