高中高一下册物理教案范文:万有引力定律。
每个老师在上课前会带上自己教案课件,而课件内容需要老师自己去设计完善。要知道教案课件写的越是充分,老师的教学质量相对也会提高。一个好的教案课件应该是怎样的?以下内容是小编特地整理的“高中高一下册物理教案范文:万有引力定律”,欢迎大家与身边的朋友分享吧!
教学目标
知识目标
1、在开普勒第三定律的基础上,推导得到万有引力定律,使学生对此定律有初步理解;
2、使学生了解并掌握万有引力定律;
3、使学生能认识到万有引力定律的普遍性(它存在宇宙中任何有质量的物体之间,不管它们之间是否还有其它作用力).
能力目标
1、使学生能应用万有引力定律解决实际问题;
2、使学生能应用万有引力定律和圆周运动知识解决行星绕恒星和卫星绕行星运动的天体问题.
情感目标
1、使学生在学习万有引力定律的过程中感受到万有引力定律的发现是经历了几代科学家的不断努力,甚至付出了生命,最后牛顿总结了前人经验的基础上才发现的.让学生在应用万有引力定律的过程中应多观察、多思考.
教学建议
万有引力定律的内容固然重要,让学生了解发现万有引力定律的过程更重要.建议教师在授课时,应提倡学生自学和查阅资料.教师应准备的资料应更广更全面.通过让学生阅读“万有引力定律的发现过程”,让学生根据牛顿提出的几个结果自己去猜测万有引力与那些量有关.教师在授课时可以让学生自学,也可由教师提出问题让学生讨论,也可由教师展示出开普勒三定律和牛顿的一些故事引导学生讨论.
万有引力定律的教学设计方案
教学目的:
1、了解万有引力定律得出的思路和过程;
2、理解万有引力定律的含义并会推导万有引力定律;
3、掌握万有引力定律,能解决简单的万有引力问题;
教学难点:万有引力定律的应用
教学重点:万有引力定律
教具:
展示第谷、哥白尼,伽利略、开普勒和牛顿等人图片.
教学过程
(一)新课教学(20分钟)
1、引言
展示第谷、哥白尼,伽利略、开普勒和牛顿等人照片并讲述物理学史:
十七世纪中叶以前的漫长时间中,许多天文学家和物理学家(如第谷、哥白尼,伽利略和开普勒等人),通过了长期的观察、研究,已为人类揭示了行星的运动规律.但是,长期以来人们对于支配行星按照一定规律运动的原因是什么.却缺乏了解,更没有人敢于把天体运动与地面上物体的运动联系起来加以研究.
伟大的物理学家牛顿在哥白尼、伽利略和开普勒等人研究成果的基础上,进一步将地面上的动力学规律推广到天体运动中,研究、确立了《万有引力定律》.从而使人们认识了支配行星按一定规律运动的原因,为天体动力学的发展奠定了基础.那么:
(1)牛顿是怎样研究、确立《万有引力定律》的呢?
(2)《万有引力定律》是如何反映物体间相互作用规律的?
以上两个问题就是这节课要研究的重点.
2、通过举例分析,引导学生粗略领会牛顿研究、确立《万有引力定律》的科学推理的思维方法.
苹果在地面上加速下落:(由于受重力的原因):
月亮绕地球作圆周运动:(由于受地球引力的原因);
行星绕太阳作圆周运动:(由于受太阳引力的原因),
(牛顿认为)
牛顿将上述各运动联系起来研究后提出:这些力是属于同种性质的力,应遵循同一规律;并进一步指出这种力应存在于宇宙中任何具有质量的物体之间.
3、引入课题.
板书:第二节、万有引力定律
(1)万有引力:宇宙间任何有质量的物体之间的相互作用.(板书)
(2)万有引力定律:宇宙间的一切物体都是相互吸引的.两个物体间的引力大小,跟他们之间质量的乘积成正比,跟它们的距离的平方成反比.(板书)
式中: 为万有引力恒量 ; 为两物体的中心距离.引力是相互的(遵循牛顿第三定律).
(二)应用(例题及课堂练习)
学生中存在这样的问题:既然宇宙间的一切物体都是相互吸引的,哪为什么物体没有被吸引到一起?(请学生带着这个疑问解题)
例题1、两物体质量都是1kg,两物体相距1m,则两物体间的万有引力是多少?
fwR816.COm阅读欣赏
高中高一下册物理教案:圆周运动
【学习目标】
1、知道什么是圆周运动,什么是匀速圆周运动
2、理解什么是线速度、角速度和周期
3、理解线速度、角速度和周期之间的关系
4.能在具体的情境中确定线速度和角速度与半径的关系
【学习重点】
1、理解线速度、角速度和周期
2、什么是匀速圆周运动
3、线速度、角速度及周期之间的关系
【学习难点】
对匀速圆周运动是变速运动的理解
分析下图中,A、B两点的线速度有什么关系?匀速圆周运动中,匀速的含义是 。匀速圆周运动的线速度是不变的吗?分析情况下,轮上各点的角速度有什么关系?
探究四、1)线速度与角速度有什么关系?怎样推导他们的关系?
2)匀速圆周运动的den线速度,角速度,周期,频率之间有什么关系》试推导其关系。
1.有两个走时准确的始终,分针的长度分别是8cm和10cm,历经15分钟,问两分针的针尖位置的平均线速度是多大?
【当堂检测】----有效训练、反馈矫正
1、下列关于匀速圆周运动的说法中,正确的是( )
A.是速度不变的运动 B.是角速度不变的运动
C.是角速度不断变化的运动 D.是相对圆心位移不变的运动
2. 关于匀速圆周运动的判断,下列说法中正确的是
A.角速度不变 B.线速度不变 C.向心加速度不变 D周期不变
3 一个质点做匀速圆周运动时,它在任意相等的时间内( )
A 通过的弧长相等; B 通过的位移相等
C转过的角度相等; D 速度的变化相等.
4、一个物体以角速度ω做匀速圆周运动时,下列说法中正确的是( )
A.轨道半径越大线速度越大 B.轨道半径越大线速度越小
C.轨道半径越大周期越大 D.轨道半径越大周期越小
5. 关于角速度和线速度,说法正确的是
A半径一定,角速度与线速度成反比
B半径一定,角速度与线速度成正比
C.线速度一定,角速度与半径成正比
D.角速度一定,线速度与半径成反比
6、如图所示,一个环绕中心线AB以一定的角速度转动,下列说法正确的是()
A.p、Q两点的角速度相同
B.p、Q两点的线速度相同
C.p、Q两点的角速度之比为∶1
D.p、Q两点的线速度之比为∶1
高一下册物理教案:功率
课题
功率
课型
新授课
课时
教
学
目
标
1.知识与技能
(1)结合实际理解功率的概念
(2)能运用功率的计算公式进行功的简单计算
2.过程与方法
通过观察了解功率的物理意义
3.情感态度与价值观
具有对科学的求知欲,乐于探索自然现象和日常生活的物理道理,有叫科学技术应用与日常生活,社会实践的意识
重点
功率的概念
难点
运用功率的计算公式进行功的简单计算
【新课导入设计】
问题:小明的教室在五楼,通常上楼需要1.5min,一次他跑步上楼只用了40s,请问:⑴小明在两种情况下,做的功是否相同?
⑵你认为这两种上楼做功方法,从物理的角度思考有什么不同?
为了描述做功的快慢,需要引进一个新的物理量___
【重难点突破环节】
一、关于功率的概念
1.用速度可以表示物体运动快慢来类比,讲述功率的定义:
回答预习题1、2、3
教师强调讲解公式的意义及用法
W相同t小p大
t相同W大p大
可变型为W=pt和t=W/p
2.学生回答预习题4
教师强调单位
p——功率————瓦特(W)或千瓦(KW)
W——功—————焦耳(J)或千瓦时(KWh)
t——时间————秒(s)或小时(h)
学生回答预习题5和6
5.根据上面所学,试着完成下面几个比较简单的判断题:
(1)做功快,功率大;做功慢,功率小;()
(2)做功多,功率大;做功少,功率小;()
(3)做功时间短,功率大;做功时间长,功率小;()
(4)相同时间内做功多,功率大;相同时间内做功少,功率小;()
6.马用150N的水平拉力拉着重2×103N的车子,在水平公路上10分钟内匀速前进3×103m,求:⑴车子受到的阻力。⑵马做了多少功?⑶马的功率多大?
做课内探究的2、3
2.功率的计算公式:
例题1:一个体重为400牛的学生在10秒内跑上4米高的楼,则
(1)这位同学所做的功为多少
(2)功率是多少?
3.功率的单位:在国际单位制中叫,简称,用符号表示。1W=
例题2:甲机器做功时的功率是5000W,它的物理意义:表示这台机器________________.
乙机器做功时的功率是20000W,它的物理意义:表示这台机器____________________
这两台机器中机器做功快,
二、介绍一些常见物体的功率:(见课本)
了解一些物体的功率,记住人平时骑自行车的功率约为W.
【小结与回顾环节】
学生回答这节课的收获
【拓展延伸环节】
推导计算功率的另一公式:
说明用这一公式也可以计算功率,若v是某一时刻的速度,,还可以用它计算某一时刻的功率。
一辆小轿车以10m/s的速度匀速通过该隧道,若该小轿车发动机的牵引力为6000N,则(1)小轿车发动机的功率为多少,
(2)则5秒内发动机所做的功为多少
【巩固测评设计】
1、单位时间内叫做功率,它用来比较。在正常情况下,人骑自行车的功率约为瓦,它表示的物理意义是。
2、某人在30sS内把60N的重物搬到12m高的楼房上,此人对重物做的功是J,做功的功率是W。
3、两台起重机的功率之比是1:3,如果它们完成的功相同,则它们完成这些功所用的时间之比是。
互动方式
学生回答
教师强调
互动方式
学生回答
学生讨论回答
互动方式
学生回答
教师引导
学生计算
互动方式
学生回答
教学反思
高中高一下册物理教案:行星的运动
教学目标
知识目标
通过学习物理学史的知识,使学生了解地心说(托勒密)和日心说(哥白尼)分别以不同的参照物观察天体运动的观点;通过学习开普勒对行星运动的描述,了解牛顿是通过总结前人的经验的基础上提出了万有引力定律.
能力目标
通过学生的阅读使学生知道开普勒对行星运动的描述;
情感目标
使学生在了解地心说和日心说两种不同的观点,也使学生懂得科学的道路并不是平坦的光明大道,也是要通过斗争,甚至会付出生命的代价;
说明:
1、日心、地心学说及两者之间的争论有许多内容可向学生介绍,教材为了简单明了地简述开普勒关于行星运动的规律,没有过多地叙述这些内容.教学中可根据学生的实际情况加以补充.
2、这一节的教学除向学生介绍日心、地心学说之争外,还要注意向学生说明古时候人们总是认为天体做匀速圆周运动是由于它遵循的运动规律与地面上物体运动的规律不同.
3.学习这一节的主要目的是为了下一节推导万有引力定律做铺垫,因此教材中没有过重地讲述开普勒的三大定律,而是将三大定律的内容综合在一起加以说明,节后也没有安排练习.希望老师能合理地安排这一节的教学.
教学建议
教材分析
本节教材首先让学生在上课前准备大量的资料并进行阅读,如:第谷在1572年时发现在仙后座中有一颗很亮的新星,从此连续十几个月观察这颗星从明亮到消失的过程,并用仪器定位确证是恒星(后称第谷星,是银河系一颗超新星),打破了历来“恒星不变”的学说.伽利略开创了以实验事实为基础并具有严密逻辑体系和数学表述形式的近代科学.为*以亚里士多德为旗号的经院哲学对科学的禁锢、改变与加深人类对物质运动和宇宙的科学认识而奋斗了一生,因此被誉为“近代科学之父”.开普勒幼年时期的不幸,通过自身不懈的努力完成了第谷未完成的工作.这些物理学家的有关资料可以帮助学生在了解万有引力定律发现的过程中体会科学家们追求真理、实事求是、不畏强权的精神.
教法建议
具体授课中教师可以用故事的形式讲述.也可通过放资料片和图片的形式讲述.也可大胆的让学生进行发言.
在讲授“日心说”和“地心说”时,先不要否定“地心说”,让学生了解托勒密巧妙的解释,同时让学生明白哥白尼的理论*了统治人类长达一千余年的地球是宇宙中心的“地心说”理论,为宣传和捍卫这一学说,意大利的思想家布鲁诺惨遭烧死,伽利略也为此受到残酷迫害.不必给结论,让学生自行得出结论.
典型例题
关于开普勒的三大定律
例1月球环绕地球运动的轨道半径约为地球半径的60倍,运行周期约为27天。应用开普勒定律计算:在赤道平面内离地面多少高度,人造地球卫星可以随地球一起转动,就像停留在无空中不动一样.
分析:月球和人造地球卫星都在环绕地球运动,根据开普勒第三定律,它们运行轨道的半径的三次方跟圆周运动周期的二次方的比值都是相等的.
解:设人造地球卫星运行半径为R,周期为T,根据开普勒第三定律有:
同理设月球轨道半径为,周期为,也有:
由以上两式可得:
在赤道平面内离地面高度:
km
点评:随地球一起转动,就好像停留在天空中的卫星,通常称之为定点卫星.它们离地面的高度是一个确定的值,不能随意变动。
利用月相求解月球公转周期
例2若近似认为月球绕地球公转与地球绕日公转的轨道在同一平面内,且都为正圆.又知这两种转动同向,如图所示,月相变化的周期为29.5天(图是相继两次满月,月、地、日相对位置示意图).
解:月球公转(2π+)用了29.5天.故转过2π只用天.
由地球公转知.
所以=27.3天.
例3如图所示,A、B、C是在地球大气层外的圆形轨道上运行的三颗人造地球卫星,下列说法中正确的是哪个?
A.B、C的线速度相等,且大于A的线速度
B.B、C的周期相等,且大于A的周期
C.B、C的向心加速度相等,且大于A的向心加速度
D.若C的速率增大可追上同一轨道上的B
分析:由卫星线速度公式可以判断出,因而选项A是错误的.
由卫星运行周期公式,可以判断出,故选项B是正确的.
卫星的向心加速度是万有引力作用于卫星上产生的,由,可知,因而选项C是错误的.
若使卫星C速率增大,则必然会导致卫星C偏离原轨道,它不可能追上卫星B,故D也是错误的.
解:本题正确选项为B。
点评:由于人造地球卫星在轨道上运行时,所需要的向心力是由万有引力提供的,若由于某种原因,使卫星的速度增大。则所需要的向心力也必然会增加,而万有引力在轨道不变的时候,是不可能增加的,这样卫星由于所需要的向心力大于外界所提供的向心力而会作离心运动。
探究活动
1、观察月亮的运动现象.
2、观察日出现象.
高中高一下册物理教案:平抛运动
一、教学目标
1、知道平抛运动的特点是:初速度方向为水平,只在竖直方向受重力作用,运动轨迹是抛物线。
2、理解平抛运动是匀变速运动,其加速度为g
3、理解平抛运动可以看作水平方向的匀速直线运动与竖直方向的自由落体运动的合运动,并且这两个运动互不影响。
4、会用平抛运动的规律解答有关问题。
二、重点难点
重点:平抛运动的特点和规律。
难点:对平抛运动的两个分运动的理解。
三、教学方法:
实验观察、推理归纳
四、教学用具:
平抛运动演示仪、多媒体及课件
五、教学过程
引入:粉笔头从桌面边缘水平飞出,观察粉笔头在空中做什么运动,这种运动具有什么特点,本节课我们就来学习这个问题。
(一)平抛运动
1、定义:将物体用一定的初速度沿水平方向抛出,不考虑空气阻力,物体只在重力作用下所做的运动,叫做平抛运动。
举例:用力打一下桌上的小球,使它以一定的水平初速度离开桌面,小球所做的运动就是平抛运动,并且我们看见它做的是曲线运动。
分析:平抛运动为什么是曲线运动?(因为物体受到与速度方向成角度的重力作用)
2、平抛运动的特点
(1)从受力情况看:
竖直的重力与速度方向有夹角,作曲线运动。
b.水平方向不受外力作用,是匀速运动,速度为V0。
c. 竖直方向受重力作用,没有初速度,加速度为重力加速度g,是自由落体运动。
总结:做平抛运动的物体,在水平方向上由于不受力,将做匀速直线运动;在竖直方向上物体的初速度为0,且只受到重力作用,物体做自由落体运动。加速度等于g
(二)、实验验证:
【演示实验】用小锤打击弹性金属片时,A球向水平方向飞出,做平抛运动,而同时B球被松开,做自由落体运动。
现象: 越用力打击金属片,A球的水平速度也越大;无论A球的初速度多大,它总是与B球同时落地。
(2)、用课件模拟课本图5—16的实验。
结果分析:平抛运动在竖直方向上是自由落体运动,水平方向的速度大小
并不影响平抛物体在竖直方向上的运动。而水平分运动是匀速的,且不受竖直方向的运动的影响。
(3)、利用频闪照相更精细地研究平抛运动,其照片如课本图5—17所示
可以看出,两球在竖直方向上,经过相等的时间,落到相同的高度,即在竖直方向上都是自由落体运动;在水平方向上可以看出,通过相等的时间前进的距离相同,既水平分运动是匀速的。由此说明平抛运动的两个分运动是同时、独立进行的,竖直方向的运动与水平方向的运动互不影响。
(三)、平抛运动的规律
1、抛出后t 秒末的速度
以抛出点为坐标原点,水平方向为x轴(正方向和初速度v0的方向相同),竖直方向为y轴,正方向向下,则
水平分速度:Vx=V0
竖直分速度:Vy=gt
合速度:
2、平抛运动的物体在任一时刻t的位置坐标
以抛出点为坐标原点,水平方向为x轴(正方向和初速度v0的方向相同),竖直方向为y轴,正方向向下,则
水平位移:x=V0t
竖直位移:
合位移:
运用该公式我们可以求得物体在任意时刻的坐标并找到物体所在的位置,然后用平滑曲线把这些点连起来,就得到平抛运动的轨迹,这个轨迹是一条抛物线。
(四)例题分析
例1.如图(结合课件),树枝上的一只松鼠看到一个猎人正用枪对准它,为了逃脱即将来临的厄运,它想让自己落到地面上逃走。但是就在它掉离树枝的瞬间子弹恰好射出枪口,问松鼠能逃脱厄运吗?
答:不能。因子弹和松鼠在竖直方向都是自由落体运动,竖直方向的位移总是相同的,所以只要在子弹的射程内,就一定能射中松鼠,松鼠在劫难逃。
例2.一艘敌舰正以V1=12m/s的速度逃跑,飞机在320m高空以V2=105m/s的速度同向追击。为击中敌舰,应提前投弹。求飞机投弹时,沿水平方向它与敌舰之间的距离多大?若投弹后飞机仍以原速度飞行,在炸弹击中敌舰时,飞机与敌舰的位置关系如何?
解:用多媒体模拟题目所述的物理情景
让学生对照课本上的例题解答——书写解题过程。
飞机投弹时,沿水平方向它与敌舰之间的距离位744m,由于飞机和炸弹在水平方向的速度相等,所以在炸弹击中敌舰时飞机在敌舰正上方。
(五)、课堂练习
1、讨论:练习三(1)(2)(3)
2、从高空水平方向飞行的飞机上,每隔1分钟投一包货物,则空中下落的许多包货物和飞机的连线是
A.倾斜直线 B.竖直直线 C.平滑曲线 D.抛物线
【B】
*3、平抛一物体,当抛出1秒后它的速度与水平方向成45o角,落地时速度方向与水平方向成60o角。( g取10 m/s2 )
(1)求物体的初速度;
(2)物体下落的高度。( 答案:v0=10m/s h=15m )
(五)、课堂小结
本节课我们学习了
1、什么是平抛运动
2、平抛运动可分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动
3、平抛运动的规律
六、课外作业:
高一下册物理教案:功
一、教学目标
1.理解功的概念:
(1)知道做机械功的两个不可缺少的因素,知道做功和“工作”的区别;
(2)知道当力与位移方向的夹角大于90°时,力对物体做负功,或说物体克服这个力做了功。
2.掌握功的计算:
(1)知道计算机械功的公式w=fscosα;知道在国际单位制中,功的单位是焦耳(j);知道功是标量。
(2)能够用公式w=fscosα进行有关计算。
二、重点、难点分析
1.重点是使在理解力对物体做功的两个要素的基础上掌握机械功的计算公式。
2.物体在力的方向上的位移与物体运动的位移容易混淆,这是难点。
3.要使学生对负功的意义有所认识,也较困难,也是难点。
三、教具
带有牵引细线的滑块(或小车)。
四、主要教学过程
(一)引入新课
功这个词我们并不陌生,初中中学习过功的一些初步知识,今天我们又来学习功的有关知识,绝不是简单地重复,而是要使我们对功的认识再提高一步。
(二)教学过程设计
1.功的概念
先请同学回顾一下初中学过的与功的概念密切相关的如下两个问题:什么叫做功?谁对谁做功?然后做如下并板书:
(1)如果一个物体受到力的作用,并且在力的方向上发生了位移,物理学中就说这个力对物体做了功。
然后演示用水平拉力使滑块沿拉力方向在讲桌上滑动一段距离,并将示意图画到黑板上,如图1所示,与同学一起讨论如下问题:在上述过程中,拉力f对滑块是否做了功?滑块所受的重力mg对滑块是否做了功?桌面对滑块的支持力n是否对滑块做了功?强调指出,分析一个力是否对物体做功,关键是要看受力物体在这个力的方向上是否有位移。至此可作出如下总结并板书:
(2)在物理学中,力和物体在力的方向上发生的位移,是做功的两个不可缺少的因素。
2.功的公式
就图1提出:力f使滑块发生位移s这个过程中,f对滑块做了多少功如何计算?由同学回答出如下计算公式:w=fs。就此再进一步提问:如果细绳斜向上拉滑块,如图2所示,这种情况下滑块沿f方向的位移是多少?与同学一起分析并得出这一位移为s cos α。至此按功的前一公式即可得到如下计算公式:
w=fscosα
再根据公式w=fs做启发式提问:按此公式考虑,只要f与s在同一直线上,乘起来就可以求得力对物体所做的功。在图2中,我们是将位移分解到f的方向上,如果我们将力f分解到物体位移s的方向上,看看能得到什么结果?至此在图2中将f分解到s的方向上得到这个分力为fcosα,再与s相乘,结果仍然是w=fscosα。就此指出,计算一个力对物体所做的功的大小,与力f的大小、物体位移s的大小及f和s二者方向之间的夹角α有关,且此计算公式有普遍意义(对计算机械功而言)。至此作出如下板书:
w=fscosα
力对物体所做的功,等于力的大小、位移的大小、力和位移的夹角的余弦三者的乘积。
接下来给出f=100n、s=5m、α=37°,与同学一起计算功w,得出w=400nm。就此说明1nm这个功的大小被规定为功的单位,为方便起见,取名为焦耳,符号为j,即1j=1nm。最后明确板书为:
在国际单位制中,功的单位是焦耳(j)
1j=1nm
3.正功、负功
(1)首先对功的计算公式w=fscosα的可能值与学生共同讨论。从cos α的可能值入手讨论,指出功w可能为正值、负值或零,再进一步说明,力f与s间夹角α的取值范围,最后总结并作如下板书:
当0°≤α<90°时,cosα为正值, w为正值,称为力对物体做正功,或称为力对物体做功。
当α=90°时,cosα=0,w=0,力对物体做零功,即力对物体不做功。
当90°<α≤180°时,cosα为负值, w为负值,称为力对物体做负功,或说物体克服这个力做功。
(2)与学生一起先讨论功的物理意义,然后再说明正功、负功的物理意义。
①提出功是描述什么的物理量这个问题与学生讨论。结合图1,使学生注意到力作用滑块并持续使滑块在力的方向上运动,发生了一段位移,引导学生认识其特征是力在空间位移上逐渐累积的作用过程。然后就此提出:这个累积作用过程到底累积什么?举如下两个事例启发学生思考:
a.一辆手推车上装有很多货物,搬运工推车要用很大的力。向前推一段距离就要休息一会儿,然后有了力气再推车走。
b.如果要你将重物从一楼向六楼上搬,搬运过程中会有什么感觉?
首先使学生意识到上述两个过程都是人用力对物体做功的过程,都要消耗体能。就此指出做功过程是能量转化过程,做功越多,能量转化得越多,因而功是能量转化的量度。能量是标量,相应功也是标量。板书如下:
功是描述力在空间位移上累积作用的物理量。功是能量转化的量度,功是标量。
②在上述对功的意义认识的基础上,讨论正功和负功的意义,得出如下认识并板书:
正功的意义是:力对物体做功向物体提供能量,即受力物体获得了能量。
负功的意义是:物体克服外力做功,向外输出能量(以消耗自身的能量为代价),即负功表示物体失去了能量。
4.例题讲解或讨论
例1.课本p.110上的〔例题〕是功的计算公式的应用示范。分析过程中应使学生明确:推力f对箱子所做的功,实际上就是推力f的水平分力fcosα对箱子所做的功,而推力 f的竖直分力fsinα与位移s的方向是垂直的,对箱子不做功。
例2.如图3所示,abcd为画在水平地面上的正方形,其边长为a,p为静止于a点的物体。用水平力f沿直线 ab拉物体缓慢滑动到b点停下,然后仍用水平力f沿直线bc拉物体滑动到c点停下,接下来仍用水平力f沿直线cd拉物体滑动到d点停下,最后仍用水平力f沿直线da拉物体滑动到a点停下。若后三段运动中物体也是缓慢的,求全过程中水平力f对物体所做的功是多少?
此例题先让学生做,然后找出一个所得结果是w=0的学生发言,此时会有学生反对,并能说出w=4fa才是正确结果。让后者讲其思路和做法,然后总结,使学生明确在每一段位移a中,力f都与a同方向,做功为fa,四个过程加起来就是4fa。强调:功的概念中的位移是在这个力的方向上的位移,而不能简单地与物体运动的位移画等号。要结合物理过程做具体分析。
例3.如图4所示,f1和f2是作用在物体p上的两个水平恒力,大小分别为:f1=3n,f2=4n,在这两个力共同作用下,使物体p由静止开始沿水平面移动5m距离的过程中,它们对物体各做多少功?它们对物体做功的代数和是多少?f1、f2的合力对p做多少功?
此例题要解决两个方面的问题,一是强化功的计算公式的正确应用,纠正学生中出现的错误,即不注意力与位移方向的分析,直接用3n乘5m、4n乘5m这种低级错误,引导学生注意在题目没有给出位移方向时,应该根据动力学和运动学知识作出符合实际的判断;二是通过例题得到的结果,使学生知道一个物体所受合力对物体所做的功。等于各个力对物体所做的功的代数和,并从合力功与分力功所遵从的运算法则,深化功是标量的认识。
解答过程如下:位移在f1、f2方向上的分量分别为s1=3m、s2=4m,f1对p做功为9j,f2对p做功为16j,二者的代数和为25j。f1、f2的合力为5n,物体的位移与合力方向相同,合力对物体做功为w=fs=5n×5m=25j。
例4.如图5所示。a为静止在水平桌面上的物体,其右侧固定着一个定滑轮o,跨过定滑轮的细绳的p端固定在墙壁上,于细绳的另一端q用水平力f向右拉,物体向右滑动s的过程中,力f对物体做多少功?(上、下两段绳均保持水平)
本例题仍重点解决计算功时对力和位移这两个要素的分析。如果着眼于受力物体,它受到水平向右的力为两条绳的拉力,合力为2f。因而合力对物体所做的功为w=2fs;如果着眼于绳子的q端,即力f的作用点,则可知物体向右发主s位移过程中,q点的位移为2s,因而力f拉绳所做的功w=f2s=2fs。两种不同处理方法结果是相同的。
五、课堂小结
1.对功的概念和功的物理意义的主要内容作必要的重复(包括正功和负功的意义)。
2.对功的计算公式及其应用的主要问题再作些强调。
六、说明
1.考虑到功的定义式w=fscosα与课本上讲的功的公式相同,特别是对式中s的解释不一,有物体位移与力的作用点的位移之分,因而没有给出明确的功的定义的
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