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1、三、功
教學(xué)用具 滑輪、砝碼、細(xì)繩、小車、木塊、圖釘、彈簧秤、木槽、鐵球.
教學(xué)演示:1.用定滑輪提拉砝碼做功.
2.人用手推小車做功.
3.人的壓力將圖釘壓入木塊中做功.
4.鐵球在木槽中由于慣性而做勻速直線運(yùn)動(dòng).
5.手提砝碼在水平方向上移動(dòng).
6.用彈簧秤拉小車,演示做功的多少.
教學(xué)過程:
引言:回憶這本書的力學(xué)部分,主要是研究力和運(yùn)動(dòng)的規(guī)律性知識(shí),本章主要討論力和運(yùn)動(dòng)的一個(gè)重要概念.
大家對(duì)功這個(gè)詞并不陌生,如功課,功勞、立功、大功告成、事半功倍、用功學(xué)習(xí)等等.這些詞中有的功具有“成效”(板書在黑板右側(cè))的意思,力學(xué)里所說的
2、“功”就吸收了“成效”的意思,當(dāng)然在力學(xué)中還有它嚴(yán)格的含義.
以下我們要通過幾個(gè)物理小實(shí)驗(yàn),借此來理解物理學(xué)中的“功”,為此我們演示實(shí)驗(yàn)并歸納得出功的兩個(gè)必要因素.(板書1.功的兩個(gè)必要因素:)
【演示1】 圖1,教師用不同顏色的粉筆在黑板上標(biāo)出箭頭及F、S.
指出:F這個(gè)力作用在物體上,而且在這個(gè)F力的作用下,有了通過一段距離S的成效,那么,力和運(yùn)動(dòng)具有這種關(guān)系的,物理學(xué)里就說這個(gè)拉力做了功.
【演示2】 人用手推小車做功,如圖2(所用的色筆在圖中前后要統(tǒng)一,這樣容易突出兩個(gè)因素,也易比較.)
指出:人的推力F對(duì)小車做了功.或簡(jiǎn)單地說人做了功.
【
3、演示3】人的壓力將圖釘壓入木塊,人做了功.如圖3.(板圖的要求同前所述)
指出:人的推力對(duì)圖釘做了功.也可以簡(jiǎn)化為推力做了功.
請(qǐng)同學(xué)們討論,做功的兩個(gè)因素究竟是什么?
可以分組討論,教師要注意學(xué)生們討論中的知識(shí)缺陷或錯(cuò)誤.
小結(jié):做功的一個(gè)因素是運(yùn)動(dòng)物體必須受力或者說作用在物體上的力.另一個(gè)因素是物體運(yùn)動(dòng)的方向必須跟物體受力的方向是一致的,或者說物體在力的方向上通過一段距離.
然后,讓同學(xué)們看書并用筆畫出重點(diǎn),教師同時(shí)板書出做功的兩個(gè)因素:
(1)作用在物體上的力.
?。?)物體在力的方向上通過的距離
教師強(qiáng)調(diào)指出:這兩個(gè)因素是嚴(yán)格的,缺一不
4、可.
請(qǐng)同學(xué)注意以下的物理小實(shí)驗(yàn).看這些物體或者力是否對(duì)物體做功了?看誰能準(zhǔn)確無誤地掌握了功的兩個(gè)因素.
【演示4】推出去的小鐵球在木槽中滾動(dòng)了一段距離.如圖4.
問:小鐵球開始階段的受力F作用,至A點(diǎn)處撤去外力作用,由于慣性,它仍可經(jīng)B運(yùn)動(dòng)至C,小球在水平方向上移動(dòng)了S的距離,推力是否對(duì)鐵球做功了?
教師要注意同學(xué)們的回答中所出現(xiàn)的問題,并彌補(bǔ)關(guān)于慣性的知識(shí).
正確的回答明確哪個(gè)階段,在A點(diǎn)之前,推力F是對(duì)物體做了功,而在A點(diǎn)之后,推力F已經(jīng)不存在,當(dāng)然不會(huì)做功.
在此強(qiáng)調(diào)指出:做功的兩個(gè)因素是嚴(yán)謹(jǐn)?shù)?,用兩個(gè)因素去鑒別就不會(huì)出現(xiàn)結(jié)論的錯(cuò)誤.譬如,小球從
5、A至C雖有一段距離,它在水平方向上沒有受推力的作用而是靠它的慣性,所以推力并沒有對(duì)小球做功.
記住,兩個(gè)因素缺一不可.此外如果F跟S方向互相垂直,力F也不做功.
請(qǐng)同學(xué)們?cè)僮⒁庀旅娴难菔緦?shí)驗(yàn),用功的兩個(gè)必要的因素來判斷外力是否做功了.
【演示5】 手提砝碼在水平方向上勻速地移動(dòng)了一段距離.如圖5.
問:人對(duì)砝碼的拉力是否做功了?
教師根據(jù)學(xué)生的回答再次強(qiáng)調(diào)做功的兩個(gè)因素.
小結(jié):雖然力是作用在砝碼上,但砝碼所移動(dòng)距離的方向跟砝碼受力的方向垂直,故拉力并沒有對(duì)砝碼做功,或者說拉力所做的功等于零.
以上我們已經(jīng)解決了,力做功的兩個(gè)必要因素.如果我們已經(jīng)
6、確定了物體做了功,那么需要解決物體做功的多少,也就是我們?cè)鯓影盐矬w做功的多少計(jì)算出來.
板書:2、功的計(jì)算:
如果我們用W表示功,用F表示力,S表示物體在力的方向上通過的距離.
請(qǐng)注意演示實(shí)驗(yàn),你是否能通過演示實(shí)驗(yàn)得出功的計(jì)算規(guī)律.
【演示6】 用彈簧秤拉小車,拉力做功.比較做功的多少.(教師注意要讓小車作勻速直線運(yùn)動(dòng)).①拉力大小不同,但通過的距離相同.板書.
F1 S1 W1
F2 S2 W2
F1>F2 S1=S2
請(qǐng)同學(xué)思考兩次所做的功W1、W2,填出“>”“<”“=”的符號(hào),(即W1>W(wǎng)2).
?、谌缓笤僮龅诙窝菔緦?shí)驗(yàn):使拉力相同
7、,距離不相同.
板書:
F1 S1 W1
F2 S2 W2
使F1=F2,S1>S2,則W1>W(wǎng)2.
?。ㄗ寣W(xué)生比較W1,W2的大小,并填入比較大小的符號(hào)).
通過以上兩次實(shí)驗(yàn),你是否能得出功的計(jì)算公式.我們定義:
板書:W=FS
指出:利用此公式可以計(jì)算出功的多少來,但必須注意它們的單位.
在國(guó)際單位制中,板書在公式的旁邊.
【例題】 請(qǐng)閱讀書上的習(xí)題.討論如何計(jì)算出水平推力對(duì)箱子所做的功.
討論中教師應(yīng)著重指出為什么在計(jì)算中跟G箱重?zé)o關(guān)
注意板書的規(guī)范要求.
已知:F=50N、S=10m、G=100N.
求:W
解:根據(jù)W=FS=50N×10m=500J.
答:水平推力對(duì)箱子所做的功為500J.
討論:根據(jù)上題如何改變條件,利用功的計(jì)算公式可以與物重G有關(guān),而與水平推力F無關(guān).
糾正同學(xué)們?cè)谟懻撝谐霈F(xiàn)的問題,再次突出做功的兩個(gè)因素.
布置作業(yè):
閱讀課文進(jìn)一步理解做功的兩個(gè)因素及功的計(jì)算公式.
自編兩道“勞而無功”“不勞無功”的物理習(xí)題.