中小学教育资源及组卷应用平台 高中物理必修二素养提升学案 第八章 机械能守恒定律 8.1 功与功率 【知识目标与核心素养】 一．知识与技能 1. 明确功是标量，知道的适用范围，会用功的公式进行计算； 2. 理解功率的概念，能运用功率的定义式进行有关计算； 二．过程与方法 1. 理解正功、负功的概念，会根据公式计算多个力的总功； 2. 能根据功率的定义式推导，并能用于分析、计算和解释现象。 3．情感态度与价值观 1. 初步理解化变力为恒力、处理变力做功的思想方法； 2.培养学生理解功的概念，培养学生理解正功、负功的物理意义。 【课堂探究】 （一）功 【情景再现】起重机竖直提升重物时，重物运动的方向与力的方向一致，则力对物体做的功为力的大小与重物移动距离的乘积。更普遍的情形是物体运动的方向与力的方向不一致，例如马拉雪橇时拉力方向和雪橇运动方向间有一个角度。这时应当怎样计算功呢？ 【知识再现】回忆初中学过的功的计算公式和做功条件 （1）表达式W=FS。 （2）做功条件：力和物体在力的方向上发生的位移，两者缺一不可。 【探究引导】当力F的方向与运动方向成某一角度时，如图，可以把力F分解为两个分力：与位移方向一致的分力，与位移方向垂直的分力。 设物体在力F的作用下发生的位移的大小是l。则分力所做的功等于。分力的方向与位移的方向垂直，物体在的方向上没有发生位移，所做的功等于0。 【问题】那么力F对物体所做的功等于多少？ 【交流】力F对物体所做的功W等于，而，所以 【总结归纳】力对物体所做的功，等于力的大小、位移的大小、力与位移夹角的余弦这三者的乘积，即。 功是标量。在国际单位制中功的单位是焦耳，简称焦，符号是J。1J等于1N的力使物体在力的方向上发生1m位移的过程中所做的功，所以1J=1N×1m=1N·m 【关键点拨】功的公式的理解 （1）F是作用在物体上的某个力（如重力G、弹力、摩擦力等），但必为恒力，l是F的作用点发生的位移，α是矢量F和l的夹角，介于0～180°之间。 （2）求功时物体的位移必须是相对于某一惯性参考系（一般取地面）而言的，参考系不同，力对物体做的功也不同。 （3）F与l必须具备同时性，即l必须是力F作用过程中物体的位移。如果力F消失后物体继续运动，力所做的功，就只跟力作用的那段位移有关，跟其余的位移无关。 （二）正功和负功 【探究引导】下面我们讨论力与位移成不同的角度时，力做功的几种情况。使力F与位移l的夹角α发生改变。 【思考讨论】分情况讨论，当夹角α发生改变时，力做功的情况。 【补充引导】力是标量，只有量值，没有方向。功的正负并不表示功的方向，而且也不是数量上的正与负。他们仅仅表示做功的力是动力还是阻力。 通过甲、乙、丙三图分析。 【总结归纳】（1）当时，这表示力F的方向与位移l的方向垂直时,力F不做功。例如，物体在水平桌面上运动，重力G和支持力都与位移方向垂直，这两个力都不做功（图甲）。 （2）当时，这表示力F对物体做正功。例如，人用力拉车前进时，人的拉力F对车做正功（图乙）。 （3）当时，这表示力F对物体做负功。例如，要使运动的小车减速，人向后拉车的力F对车做负功（图丙）。 当一个物体在几个力的共同作用下发生一段位移时，这几个力对物体所做的总功，是各个力分别对物体所做功的代数和。它也就是这几个力的合力对物体所做的功。 （三）功率 【探究引导】在物理学中，做功的快慢用功率表示。如果从开始计时到时刻t这段时间内,力做的功为W，则功W与完成这些功所用的时间t之比叫作功率。 在国际单位制中，功率的单位是瓦特，简称瓦，符号是W。1W=1J/s。 【探究提问】公式是功率的定义式，适用于任何情况下功率的计算。那么功率的推导式如何计算？ 【探究交流】由于，因此 【探究引导】由于位移l是 ... ...
~~ 您好，已阅读到文档的结尾了 ~~
