(教案)相互作用力的功与变力的功

年级 高2011级 科目 物理 课题 功：相互作用力的功与变力的功 共2课时，第2课时 备课教师   备课时间 2009.2 学习目标 1.进一步理解功 2.明白作用力与反作用力的功的特点 3.了解求变力的功的思维方法 4.培养学生的抽象思维能力 重点 1.作用力与反作用力的功的特点 2.求变力的功的方法 难点 求解变力的功的思维方法 教具   自  学  指  导  与  思  考  题 授课老师修改与补充 1.复习牛顿第三定律，然后思考以下问题 〖问题1〗如图, 一根木棒沿水平桌面移动时所受摩擦力大小为f, m则当滑过距离s时, 桌面对棒的摩擦力和棒对桌面的摩擦力做的功分别为D A.0、0  B.-fs、+fs C.-fs、-fs  D.-fs、0 （说明：也可以换作学生熟悉的“书本在桌面上滑动的例子”） 思考：⑴桌面对棒的摩擦力和棒对桌面的摩擦力是什么关系？ ⑵桌面与棒的位移相同吗？各是多少？ ⑶作用力和反作用力的功一定大小相等，符号相反吗？ 2.在“功”第一课时中，功的公式   W=Fscosα 适用条件（请从上课老师举的例子和课本上的练习题中去找到答案即“恒力”）   〖问题2〗汽车用恒力F拉着拖车沿平直公路从甲地到乙地，再用同样大小的恒力拉着拖车从乙地返回甲地.若甲、乙两地相距为s，则在整个往返过程中汽车拉力F对拖车所做的功为 A．F·s B．2F·s C．0 D．无法确定 思考：⑴本题中，全程中F是恒力还是变力？   ⑵怎么求解本题中变力F的功（分段计算思想）   导  学  程  序 授课老师修改与补充 一：一对作用力和反作用力做功的特点 检查学生预习情况：让学生回答“导学”中的“问题1”， 并小结：作用力做了功，但反作用力做功可以为零 设问1：滑动摩擦力一定做负功吗？一对相互作用的滑动摩擦力做功的代数和有什么特点？（如下图：最初两物体静止于水平面上，某时刻开始，上面的小滑块以某一速度v向右运动，分析两物体之间的动摩擦力的做功情况）   小结：滑动摩擦力可以做正功，也可以做负功，做功也可能为零，但是一对相互作用的滑动摩擦力的总功必定为负值。 设问2：讨论静摩擦力做功的特点（如下图，两物体保持相对静止一起向右运动过程，分析两物体之间的静摩擦力的做功情况）   小结：静摩擦力可以做正功，也可以做负功，还可以做功为零，但一对相互作用的静摩擦力做功的代数和必为零 设问3：举例作用力做正功，而反作用力也作正功的例子，这种情况下作用力的反作用力的功的代数和为正还是为负？ （比如爆炸，人在一只船上推开另一只船的例子等） 设问3：如图所示，劈a放在光滑的水平面上，斜面光滑，把b物体放在斜面的顶端由静止开始滑下，则在下滑过程中，a对b的弹力对b做的功为W1, b对a的弹力对a做的功为W2，下列关系中正确的是D. (A)W1=0，W2=0  (B)W1≠0，W2=0 (C)W1=0，W2≠0 (D)W1≠0，W2≠0   引导学生总结：作用力做正功，反作用力可以做正功，也可以做负功，还可以做功为零，一对作用力和反作用力的功的代数和可以为正，也可以为负，还可以为零 二、变力的功 检查“导学”中的问题2,由学生展示并小结结论：对于变力的功，可以分段计算。 老师：原则上讲，对于变力的功，可以将过程分解成无数小段，对于每小段过程可以认为是恒力，利用功的公式算出每小段的功，最后全部加起来，就得到了全程变力的功。只是由于我们中学阶段数学知识不够，所以我们在计算变力的功时采取了变通的办法。 1.利用“理想机械不省功”的原理，将变力的功转化为恒力的功 实例见训练题4 2.对于大小不变，但方向发改变的力（如摩擦力、空气阻力），其做功多少等于力与路程的乘积。 实例：用水平拉力，拉着滑块沿半径为R的水平圆轨道运动一周，如图所示，已知物块与轨道间的`动摩擦因数为μ，物块质量为m，求此过程中摩擦力对滑块做的功。 3.如果知道变力随位移的改变规律，特殊情况下可求出变力对位移的平均值，然后再应用功的公式求解。当然也能用图像法解。 实例见训练题5 说明：本类计算法有一定难度，可根据各班的实际情况选择性学习。   板书 一、一对相互作用力的功的特点 二、变力的功的求解方法 1.利用“理想机械不省功”的原理，将变力的功转化为恒力的功 2.对于大小不变，但方向发改变的力（如摩擦力、空气阻力），其做功多少等于力与路程的乘积。 3.如果知道变力随位移的改变规律，特殊情况下可求出变力对位移的平均值，然后再应用功的公式求解。当然也能用图像法解（“面积法”）。             训 练 检 测 题 授课老师修改与补充 1. 关于作用力与反作用力做功的关系，下列说法中正确的是D. (A)当作用力做正功时，反作用力一定做负功 (B)当作用力不做功时，反作用力也不做功 (C)作用力与反作用力所做的功一定是大小相等、正负相反的 (D)作用力做正功时，反作用力也可以做正功 2.如图所示，B物体在拉力F的作用下向左运动，在运动的过程中，A、B间有相互作用的摩擦力，则摩擦力做功的情况是（ ). (A)A、B都克服摩擦力做功  (B)摩擦力对A不做功，B克服摩擦力做功 (C)摩擦力对A做功，B克服摩擦力做功    (D)摩擦力对A、B都不做功 3. 一颗水平飞行的子弹击穿在光滑水平面上的硬木块，摩擦力对子弹和木块做的功分别用W1和W2表示，那么  C   4. 如图所示，用恒力F通过光滑的定滑轮，将静止于水平面上的物体从位置A拉到位置B，物体可视为质点，定滑轮距水平面高为h，物体在位置A、B时，细绳与水平面的夹角分别为α和β，求绳的拉力对物体做的功.（） 5. 如图所示,面积很大的水池,水深为H,水面上浮着一正方体木块,木块边长为a,密度为水的1/2,质量为m.开始时,木块静止,有一半没入水中,现用力F将木块缓慢地压到池底,不计摩擦,求:(1)从木块刚好完全没入水中到停在池底的过程中,池水势能的改变量.(2)从开始到木块刚好完全没入水的过程中,力F所做的功.   6. 将一个质量为M的物体竖直上抛，运动到最高点后又落回原抛出点，在此运动过程中存在空气阻力，则整个运动过程中D A．重力做功为零，空气阻力做功为零 B．重力做功不为零，空气阻力做功为零 C．重力做功不为零，空气阻力做功不为零 D．重力做功为零，空气阻力做功不为零