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1. 第7 章機械能 §7.1 功 □ 教學目標： 1. 了解功的定義，理解功的兩個要素：力和力方向上的位移。 2、掌握功的計算公式：W=Fscosα；明確公式中各個字母所代表的物理量，并知道功的單位。 3.知道功是一個標量。了解正反功的本質，能夠正確判斷各力在一定過程中是否做功以及所做功的正反。 4.掌握合功的兩種計算方法。 □教學難點： 1、計算物理過程中各力所做的功量并判斷正負。 2、計算物體所受的合力所做的功的大小，并判斷正負。 3、知道功計算公式中的力是指恒力功。 □教學過程：我們知道自然界中存在多種形式的能量，如：機械能、內能、電能、化學能、核能、太陽能等（學生回答、教師指導、總結），不同的不同的形態可以產生不同的能量。
2、相互轉化，相互轉化過程中總能量守恒。通過初中的學習，我們也知道，一個物體能夠對外界做功，就意味著它具有能量。換句話說：功和能量密切相關。做功的過程就是能量相互轉換的過程。做了多少工作，就做了多少工作。能量被轉化。這樣就可以通過力在一定過程中所做功的多少來定量地研究能量和相互轉化。這一節我們先來認識一下功。分析以下具體過程中感應力做功的必要條件： A．舉重運動員舉起杠鈴的過程； B、舉重運動員舉起杠鈴并保持穩定3秒。 C、木塊在恒定水平力的作用下沿水平地面滑動。拉力有做功嗎？重力有用嗎？ 1、做事兩個不可缺少的條件。那么，做事不可或缺的兩個因素是什么？力越大，發生的位移越大，所做的功也越大。如果
3、力的方向與物體運動的方向相同，做功的大小等于力的大小與位移大小的乘積。如圖所示：F表示力的大小，W表示力F所做的功，s表示位移的大小。則有： 2、功FFs1的計算公式。公式：W=FsW表示力F所做的功。F表示力的大小。 S表示位移的大小。 sFαFα 然而，實際上，物體運動的方向不一定與力的方向相同。當力的方向與運動方向形成一定的角度α時，如何計算這個力所做的功？我們可以將力F分解為兩個分量：與位移方向一致的分力F1和垂直于位移方向的分力F2。假設物體的位移為s，力F1所做的功等于W1=F1s；力F2的方向與位移方向垂直，且F2方向上沒有位移，因此力F2所做的功等于0，W2=0。因此力 F 作用在物體上
4、機體所做的功等于F1s，即：W=W1=F1s，且F1=Fcosα，所以：W=Fscosα。這意味著，一般來說，力對物體所做的功等于力的大小、位移大小、力與位移之間的角度的余弦的乘積。那么，W=Fs 和 W=Fscosα 之間是什么關系呢？當α角等于0°角時，即力的方向與物體運動方向一致時，W=Fscosα變為W=Fs，也就是說，W=Fs是一個特殊的W=Fscosα 的形式。 2、功的單位：J 在國際單位制中，功的單位是焦耳高中物理第七章，簡稱焦耳，國際符號是J。那么焦耳是怎么定義的呢？ 1焦耳是1牛頓的力使物體沿力的方向移動1米所做的功： 1J=1N×1m=1N·m 功有方向嗎？它是標量還是向量？討論分析：由于
5、功是由力和位移的大小決定的，因此它沒有方向，是一個標量，但可以是正值，也可以是負值。 3.正功和負功現在我們根據W=Fscosα討論正功和負功。 ①當α=π/2、cosα=0、W=0時：這意味著當力的方向與位移方向垂直時，力F不起作用。例如，當球在水平桌子上滾動時，支撐力和重力都與位移垂直，因此它們不做功。 ②當α<π/2、cosα>0、W>0時：表示力F對物體做正功，即力推動物體運動。例如，當人用力向前推小車時，人的推力F對小車做正功。 ③當α>π/2、cosα<0、W<0時：表示力F對物體做負功，即力阻礙物體的運動。例如，當人用力阻止汽車前進時，人的推力F會對汽車做負功。特別是對于負性工作，我們常說：對象g
6. 某種力所做的功為W焦耳，其中W需要是絕對值。例如：當一個小球垂直向上拋出時，在其向上運動過程中，重力對物體做-6J的功。也可以說，小球克服重力，做了6J的功。 vFαFvαFG·Fv·π思考：粉筆在投擲時上升和落下時作用于什么力？應該做哪些工作？摩擦總是做負功嗎？例1．一個人推著自行車在平坦的道路上前進。什么力作用在自行車上？這些力量中哪一個起作用？哪些力不做功？什么力量發揮積極作用？哪些力做負功？解： ① 受力分析： ② 判斷是否做功： ③ 判斷是做正功還是負功 例2、用水平恒力F 作用在質量為M 的物體上，使其移動距離s光滑水平面上的力方向。恒力所做的功為W1，然后用同樣的恒力作用于質量為m（M>m）的物體，使其在粗糙的水平面上移動
7、在相同距離s下，恒力做功W2，則兩個恒力做功的關系為：A.W1>W2B。 W1＜W2C。 W1=W2D。無法確定sαFF 例3、質量為m的物體在平行于斜面的恒定拉力作用下，沿斜面向上移動距離s留學之路，如圖所示。已知斜面的傾角為α角，摩擦系數為μ。運動過程中，力圖求：①物體所受的力； ②各力對物體所做的功的大?。?③各力對物體所做的功之和； ④求物體上的力的合力的大?。?⑤ 合力對物體所做的功的大?。?⑥ 比較各力對物體所做的功之和與合力對物體所做的功之間的關系； 4.