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1、第七章 机械能本章综合解说：本章是高考的热点之一，考查内容全面，灵活性强、能力要求高，综合面广，常与动量守恒定律、牛顿定律、电学知识综合在一起，并常与现代应用相联系。本章可以分为三个单元：第一单元：第一节和第二节讲述功和功率。第二单元：第三、四、五节讲述功和能、动能、动能定理和重力势能。第三单元：第六、七节讲述机械能守恒定律及其应用。教师在讲解本单元知识可以让学生先知道本章三单元，然后在教学和学生学习的过程中，逐个单元击破。并且教师在讲解的过程中应注意以下几点：1、逐步加深理解功和能的概念及功能关系2、在讲解功、功率、动能、重力势能、机械能守恒定律时都充分考查了初中知识，并在此基础上定量展开讲
2、解。3、在介绍有关知识时，注意知识的扩展，把知识讲活，如讲功的计算时，介绍了物体在变力作用下做功的思路；讲解动能定理时，指出不论恒力还是变力，也不论物体是否做直线运动，动能定理都成立。4、在讲解各个知识点时，一定要让学生反思总结，尽量让学生在课堂上对知识过手。本章应抓住功和能这条基本线索，通过功能转换把知识融会贯通，努力培养学生分析与综合能力。具体要让学生通过本章的学习，加深功和能的概念，会用动能定理和机械能守恒定律解决力学问题，更要会用能量的观点和守恒的观点来处理问题。本章优质教案：课题第七章 1. 功学 校宜宾市三中教学目标1 知识与技能： (1)正确理解功的含义，知道力和物体在力的方向上
3、发生位移是做功的两个不可缺少的因素。 （2）知道并会正确应用公式W=FScos计算力的功。 （3）知道功是标量，正确理解正功和负功的实质，能正确判断正功和负功。（4） 掌握合力做功的两种计算方法（5）求变力的功的一般思维方法2. 过程与方法：（1）经历从许多与力相关的日常生活现象中归纳出做功的两个不可缺少的因素。（2）通过学生亲自练习掌握合力做功的两种计算方法。（3）通过常见事例和实验认识功的正负的意义3情感态度与价值观：在功的概念和求解功的数值的过程中，培养科学严谨的态度重点 理解功的概念是本节的重点难点1 合力做功的两种计算方法2 正、负功意义的理解是难点 3求变力的功的一般思维方法是本节
4、课对学生的一个能力培养点教具重物、小车教学方法讲授、讨论、练习教材分析 本节讲解功的概念，先复习初中学过的公式W=FS，然后扩展为功的一般公式W=FScos，教学中要注意这个扩展过程，使学生知道其中的推理过程，培养学生的推理能力。 在本节的教学中，要注意强调本章研究的线索：功和能是有密切联系的物理量，以及做功的过程就是能量转化的过程，做了多少功，就有多少能量转化。 本节的难点使正功和负功，要结合实例说明力在说明情况下做正功，说明情况下做负功，并使学生知道负功的两种说法以及正功和负功的物理意义。对于变力做工的问题，采用专题形式讲解。主 要 教 学 过 程学生活动引入新课在初中我们已经学过功的初步
5、知识，一个物体受到力的作用，如果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。起重机提起货物的时候，货物受到起重机钢绳拉力的作用发生一段位移，钢绳的拉力对货物做了功。机车牵引列车前进，列车受到机车的牵引力作用发生位移，牵引力对列车做了功。本节课我们将继续学习功的知识，旨在初中基础上进行扩展。提出问题让学生回答初中功的计算公式教学过程设计教学过程设计教学过程设计教学过程设计分析以下事例，归纳出做功的必备条件。举重运动员在举起杠铃后稳定的3s时间内，举重运动员做不做功？小球在水平桌面上滚动，桌面对球的支持力做不做功？1 做功的两个不可缺少的因素：力和物体在力的方向上发生位移。功的大小是由力
6、的大小和物体在力的方向的位移的大小确定。2功的计算公式图1FF2F1但是，物体的运动的方向并不总是跟力的方向相同。当力的方向跟运动方向成某一夹角时（如图1所示），那么怎样来计算这个力所做的功呢？我们可以把力F分解成两个分力：跟位移方向一致的分力F1，跟位移方向垂直的分力F2，这样就把计算F功的问题转化为分别求力F1和F2的功问题。（要注意培养把不熟悉的问题转化熟悉问题求解的能力）设物体在力F作用下发生的位移是s，力F1所做的功等于W1=F1S，力F2的方向跟位移方向垂直，在F2的方向上没有发生位移，力F2所做的功等于零。因此力F对物体所做的功就等于F1s，而F1=Fcos,所以：【板书】1公式
7、：W=FScos.这就是说，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。2单位：J。在国际单位制中，功的单位是焦耳，简称焦，国际符号是J。1J就是1N的力使物体在力的方向上发生1m位移所做的功。即：1J=1N.m3功是标量，只有大小，没有方向，但有正功和负功之分。3正功和负功（引导学生从数学角度分析正功和负功，然后分析正功和负功的物理意义。）（1）当=/2时，cos=0,W=0.这表示力F的方向跟位移的方向垂直时，力F不做功，如小球在水平桌面上滚动，桌面对球的支持力不做功。（2）当0,W0.FV图2这表示力F对物体做正功。例如，人用力推车前进时，人的推力F对车做
8、正功。如图2所示。（3）当时，cos0,W0.FV图3这表示力F对物体做负功。例如，人用力阻碍车前进时，人的推力F对车做负功。如图3所示。一个力对物体做负功，经常说成物体克服这个力做功（取绝对值）。例如，竖直向上抛出的球，在向上运动的过程中，重力对球做了-6J的功，可以说成球克服重力做了6J的功。说了“克服”，就不能再说做了负功。(4) 正功和负功的物理意义 力对物体做正功,说明物体在发生该段位移的过程中该力是动力,使物体能量增加,力对物体做负功,说明物体在该段位移的过程中该力是阻力,使物体能量减少,功的正负不表示大小,表示能量的得与失.5合外力的功的求法：方法1：先求出合外力F，再利用W=F
9、scos求出合外力的功。方法2：先求出各个分力的功，再利用合外力的功等于物体所受各力功的代数和出合外力的功。【例题1】在水平粗糙地面上，使同一物体由静止开始做匀加速直线运动，第一次是斜上拉力，第二次是斜下推力，两次力的作用线与水平的夹角相同，力的大小也相同，位移大小也相同，则：A力F对物体做的功相同，合力对物体做的总功也相同；B 力F对物体做的功相同，合力对物体做的总功不相同；C力F对物体做的功不相同，合力对物体做的总功相同；D 力F对物体做的功不相同，合力对物体做的总功也不相同。解析：正确答案是B。根据恒力做功公式W=Fscos,由于F、S、都相同，故力F做功相同。GGFFf1f2N2N1图
10、4求合力功时，先进行受力分析，受力图如图4所示，下面用两种方法求合力的功。方法一：由于斜上拉和斜下推而造成物体对地面的压力不同，从而滑动摩擦力f=N的大小不同，因而合力F合=F.cos-f不同，由W合=F合S.cos知W合不相同。方法二：因重力和支持力不做功，只有F和f做功，而F做功相同，但摩擦力做功Wf=-fscos 因f不同而不同，由W合=WF+Wf知W合不相同。（3）求变力功的方法是：把物体通过各个小段所做的功加在一起，就等于变力在整个过程所做的功。6、求变力的功(1) 化变力为恒力： 分段计算功，然后用求和的方法求变力所做的功例2 以一定的速度竖直向上抛出一小球，小球上升的最大速度为h
11、，空气的阻力大小恒为F，则从抛出至落回出发点的过程中，空气阻力对小球做的功为（ ）A0 BFh C2Fh D4Fh解析：从全过程看，空气的阻力为变力，但将整个过程分为两个阶段：上升阶段和下落阶段，小球在每个阶段上受到的阻力都是恒力，且总是跟小球运动的方向相反，空气阻力对小球总是做负功，全过程空气阻力对小球做的功等于两个阶段所做功的代数和，即点评：空气阻力、摩擦阻力是一种特殊的力，在计算这种力做功时，不可简单地套用功的计算公式得出W=0的错误结论。从上面的正确结果可以看出：空气阻力做的功在数值上等于阻力与全过程小球路程的乘积。 用转换研究对象的方法FBAH例3 如图在光滑的水平面上，物块在恒力F
12、100的作用下从A点运动到B点，不计滑轮的大小，不计绳与滑轮的质量及绳、滑轮间的摩擦，2.4 ，37,53,求绳的拉力对物体所做的功. 解析：绳的拉力对物体来说是个变力（大小不变，方向改变），但分析发现，人拉绳却是恒力，于是转换研究对象，用人对绳子做的功来求绳对物体所做的功W=Fl=F()=100 J(2) 若F是位移的线性函数时，先求平均值，由求其功。例4 用铁锤把小铁钉钉入木板，设木板对钉子的阻力与钉进木板的深度成正比，已知铁锤第一次将钉子钉进d，如果铁锤第二次敲钉子时对钉子做的功与第一次相同，那么，第二次进入木板的深度是A、 B、 C、 D、解： (3) 作出变力变化的FS图象，图象与位
13、移轴所围的“面积”即为变力做的功。在F-l图象中，图线与坐标轴所围成的“面积”表示功。对于方向不变，大小随位移变化的力，作出F-l图象，求出图线与坐标轴所围成的“面积”，就求出了变力所做的功，上述例题4也可用图象法来求解。因为木板对钉子的阻力与钉进木板的深度成正比，则F=kd，其图象为图所示。sF0Kd+dd+dkddCABD铁锤两次对钉子做功相同，则三角形OAB的面积与梯形ABCD的面积相等，即解得 引导学生复习初中的知识，给出做功的两个因素引导学生学生讨论，然后师生共同归纳出如下方法教师和学生一起分析举例说明举例让学生活学活用做专题讲让学生做好笔记习和练习小结1做功的两个不可缺少的因素：力和物体在力的方向上发生位移。2功的计算公式: W=FScos. 当=/2时，cos=0,W=0. 当0,W0. 当时，cos0,W0.3正功和负功意义：表示能量的得与失4. 合外力的功的求法：方法1：先求出合外力F，再利用W=Fscos求出合外力的功。方法2：先求出各个分力的功，再利用合外力的功等于物体所受各力功的代数和出合外力的功。5、变力做功的求法：(1) 化变力为恒力(2) 若F是位移的线性函数时，先求平均值，由求其功。(3) 作出变力变化的Fl图象，图象与位移轴所围的“面积”即为变力做的功。学生回顾并体会过程和方法，巩固知识和技能
