高中物理彈力教案
發(fā)表時間:2020-08-14高一物理《彈力》復(fù)習(xí)學(xué)案。
高一物理《彈力》復(fù)習(xí)學(xué)案
【學(xué)習(xí)目標】
1.理解彈力產(chǎn)生的原因和產(chǎn)生條件。
2.會用“假設(shè)法”判定彈力的有無。
3.通過習(xí)題練習(xí),能夠正確畫出壓力、支持力、繩的拉力、桿的彈力的方向
【學(xué)習(xí)重點】彈力產(chǎn)生的條件,彈力有無的判斷,彈力方向的確定。
【知識回顧】
一、彈力
1.物體在力的作用下或會發(fā)生改變,這種變化叫做形變,
有些物體在形變后撤去作用力時,能夠,這種形變叫彈性形變。
2.發(fā)生形變的物體,由于要,對跟它接觸的物體會產(chǎn)生力的作用,這種力叫做彈力.
3.彈力產(chǎn)生的條件:(1);(2)。
4.彈力有無的判定法:。
5.彈力的方向是從物體指向物體,與施力物體的形變方向.
(1)壓力的方向垂直于而指向的物體。
(2)支持力的方向垂直于而指向的物體。
(3)繩的拉力方向是。
(4)桿的彈力方向是。
【習(xí)題練習(xí)】
知識點1:彈力的產(chǎn)生條件
1.一個物體放在水平地面上,下列關(guān)于物體和地面受力情況的敘述中正確的是()
地面受到了向下的彈力是因為地面發(fā)生了形變地面受到了向下的彈力是因為物體發(fā)生了形變
物體受到了向上的彈力是因為地面發(fā)生了形變物體受到了向上的彈力是因為物體發(fā)生了形變
A.B.C.D.
2.下列說法正確的是()
A.木塊放在桌面上所受到的向上的彈力是由于木塊發(fā)生微小形變而產(chǎn)生的
B.木塊放在桌面上對桌面的壓力是由于木塊發(fā)生微小形變而產(chǎn)生的
C.用細竹竿撥動水中的木頭,木頭受到的竹竿的彈力是由于木頭發(fā)生形變而產(chǎn)生的
D.掛在電線下面的電燈對電線的拉力,是因為電線發(fā)生微小形變而產(chǎn)生的
3.優(yōu)化P543、4、
知識歸納:
知識點2:彈力有無的判斷
假設(shè)法:要判斷物體在某一接觸位置是否受彈力作用,可假設(shè)將在此處與物體接觸的另一物體去掉,看物體是否在該位置保持原狀,若能則說明無彈力,否則有彈力。
1.全優(yōu)P53基礎(chǔ)鞏固1、2、5
2.判斷圖中小球是否受到各接觸面得彈力作用。
3.2彈力習(xí)題課學(xué)案
知識歸納:
知識點3:彈力方向的確定
1.全優(yōu)P53例2
2.畫出甲圖中木棒和乙丙圖中小球所受彈力的示意圖。
3.2彈力習(xí)題課學(xué)案3.2彈力習(xí)題課學(xué)案丙
3.畫出圖1—6中物體A靜止時所受到的彈力方向.
3.2彈力習(xí)題課學(xué)案
圖1—6
知識歸納:
4.繩的彈力
3.2彈力習(xí)題課學(xué)案
3.2彈力習(xí)題課學(xué)案
5.桿的彈力
優(yōu)化P55能力提升3、
知識歸納:
相關(guān)閱讀
高一物理教案:《彈力》教案三
作為杰出的教學(xué)工作者,能夠保證教課的順利開展,教師要準備好教案,這是教師工作中的一部分。教案可以讓講的知識能夠輕松被學(xué)生吸收,幫助教師緩解教學(xué)的壓力,提高教學(xué)質(zhì)量。你知道如何去寫好一份優(yōu)秀的教案呢?下面是小編為大家整理的“高一物理教案:《彈力》教案三”,歡迎閱讀,希望您能閱讀并收藏。
高一物理教案:《彈力》教案三
一、教材依據(jù)
版 本:普通高中課程標準實驗教科書 物理共同必修1
內(nèi) 容:第三章、力與相互作用 第2節(jié)、彈 力
出版社:上??萍冀逃霭嫔?/p>
二、設(shè)計思想
本節(jié)課教學(xué)設(shè)計是一個探究式學(xué)習(xí)的課堂教學(xué)設(shè)計,整個設(shè)計以學(xué)生自主建構(gòu)知識為主線,利用多媒體、演示實驗、學(xué)生動手小實驗、分組探究式實驗等形式,充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性,同時體現(xiàn)新課程標準中,以學(xué)生為主體,教師為主導(dǎo),學(xué)生自主建構(gòu)知識的教學(xué)新理念。
教材分析:教材由明顯的形變,過渡到微小形變的演示,學(xué)生雖然了解一些形變,但不是很明了,利用演示實驗、學(xué)生動手實驗認識形變及分類。由形變實驗給出彈力定義,但末明確彈力產(chǎn)生的條件。彈力的方向介紹簡潔,大小利用探究實驗來得到彈簧彈力與其形變量的正比關(guān)系,沒有指明一般的情形。
學(xué)情分析:形變和彈力學(xué)生都有一定的認知基礎(chǔ),象彈力中的支持力、壓力、拉力、推力等。高中的物理學(xué)習(xí)也已經(jīng)有一段時間,實驗探究的方法已經(jīng)有些了解,教學(xué)過程相對容易。
三、教學(xué)目標
知識與技能:
1、知道彈力的定義及彈力產(chǎn)生的條件。2、知道壓力、支持力、繩的拉力都是彈力,能在力的示意圖中畫出它們的方向。3、知道形變越大彈力越大,知道彈簧的彈力跟彈簧的形變量成正比,即胡克定律。會用胡克定律解決有關(guān)問題。
過程與方法:
1、通過探究物體的形變,讓學(xué)生體會微量放大的方法;通過在實際問題中確定彈力的存在,讓學(xué)生體驗假設(shè)推理法。
2、利用自己動手進行設(shè)計實驗和操作實驗,體會實驗探究的方法,培養(yǎng)實驗操作能力。3、知道實驗數(shù)據(jù)處理常用的方法之一,圖象法處理數(shù)據(jù)。
情感態(tài)度與價值觀:
1、觀察并了解形變,感受自然界的神奇與奧秘,在體驗用簡單的物品和方法探究物理規(guī)律的過程中,培養(yǎng)學(xué)生對科學(xué)的好奇心和求知欲。2、利用分組實驗探究,培養(yǎng)學(xué)生相互協(xié)作、共同進步。3、利用2008北京奧運會上張娟娟獲得女子個人射箭冠軍、郭晶晶獲得3米跳板跳水冠軍的視頻,激發(fā)學(xué)生的愛國主義情感。
現(xiàn)代教學(xué)手段的運用:利用多媒體播放視頻,展示實例及練習(xí)題。
四、教學(xué)重點彈力產(chǎn)生的條件和彈力方向的判斷,胡克定律及其應(yīng)用。
五、教學(xué)難點彈力有無的判斷及彈力方向的判斷。
六、教學(xué)準備
通過網(wǎng)絡(luò),搜集資源(張娟娟、郭晶晶的視頻、圖片),利用powerpoint2003將搜集到的資源、課堂上要展示演示實驗、課堂練習(xí)制作成課件。教師準備實驗用的微小形變演示器、分組實驗用的鐵架臺、彈簧、鉤碼、刻度尺等。學(xué)生課下準備橡皮筋、自制小彈簧、直尺、海棉、紙等。
七、教學(xué)過程
[新課導(dǎo)入](情景導(dǎo)入)[課件展示:用多媒體播放張娟娟射箭奪冠的視頻、郭晶晶跳板跳水奪金的視頻。](問題)以上兩動作的完成中有什么共同特點呢?
(結(jié)論)都離不物體的彈力作用。那么什么是彈力?它是怎樣產(chǎn)生的,大小、方向又呢?這些就是這節(jié)課我們要共同探究的總題。
[新課教學(xué)]
㈠、彈性形變和彈力
[動手實驗]
1、橡皮筋被拉長。
2、直尺在手的作用下彎曲。
3、自制小彈簧被拉長或壓短。
4、海棉塊受力而被壓縮、彎曲與扭轉(zhuǎn)。
5、紙張被手揉皺。
(學(xué)生觀察思考什么是形變)(問題)同學(xué)們看到了什么現(xiàn)象?(結(jié)論)物體形狀改變或形狀改變。(給出形定義)變形變是指物體形狀或體積的改變。同學(xué)們在分析一下這些形變,有什么不同?(學(xué)生交流討論)物體的形變有兩類:一是物體形變后,撤去外力能夠恢復(fù)原狀的形變,叫彈性形變;另一是物體形變后,撤去外力不能恢復(fù)原狀的形變,叫非彈性形變。
(問題)形變還有什么形式呢?同學(xué)們看大屏幕。(課件展示)
1、拉伸形變2、壓縮形變3、彎曲形變4、扭轉(zhuǎn)形變5、剪切形變
(問題)是不是任命物體都可以形變呢?例如,一本書放在桌面上,書和桌面發(fā)生形變了沒有?
學(xué)生1:沒有。學(xué)生2:可能發(fā)生了形變,但是由于形變量太小,所以肉眼觀察不出來。我們來看這樣一個實驗:[演示實驗]用手壓玻璃瓶子的外壁,觀察瓶子內(nèi)紅色液體液面的變化(注意:先不蓋橡膠塞);蓋橡膠塞后,再用手壓玻璃瓶子的外壁,細管中紅色液體的液面上升或下降。(液面的升降可以說明瓶子發(fā)生形變。)
[課件展示]用flash動畫模擬教材圖3—17所示的桌面的形變。通過上面的實驗,我們發(fā)現(xiàn)原來不容易觀察的瓶子和桌面也發(fā)生了形變。(問題)上面的實驗中我們用了什么樣的方法?(結(jié)論)微觀放大的方法。[動手實驗] 同學(xué)們,再回到咱們面前的東西上,如果用勁拉橡皮筋或自制小彈簧,會怎么樣?(現(xiàn)象)橡皮筋在較大的力的作用下的斷裂,自制小彈簧被拉直。(結(jié)論)如果形變過大,超過一定的限度,撤去外力后,物體就不能恢復(fù)原來的開狀,這個限度叫彈性限度。(問題過渡)了解了形變,那么發(fā)生彈性形變的物體有什么作呢?(引導(dǎo)學(xué)生分析)彎弓射箭、跳板跳水、拍打籃球等現(xiàn)象。(結(jié)論)發(fā)生彈性形變的物體由于要恢復(fù)原狀,就會對跟它接觸使它形變的物體產(chǎn)生力的作用,這種力叫彈力。(問題)同學(xué)們仔細想想彈力的定義,有什么結(jié)果呢?
(結(jié)論)彈力產(chǎn)生的條件:直接接觸且發(fā)生彈性形變
[課堂訓(xùn)練]關(guān)于彈力的產(chǎn)生,下列說法中正確的是 ( )
A、只要兩物體相接觸就一定產(chǎn)生彈力 B、只要兩物體相互吸引就一定產(chǎn)生彈力C、只要物體發(fā)生形變就一定有彈力產(chǎn)生D、只有發(fā)生彈性形變的物體才會對與它接觸的物體產(chǎn)生彈力作用
高一物理《重力》復(fù)習(xí)學(xué)案
高一物理《重力》復(fù)習(xí)學(xué)案
【學(xué)習(xí)目標】
1.知道力是使物體運動狀態(tài)發(fā)生改變和發(fā)生形變的原因。
2.初步認識力是物體間的相互作用,能分清受力物體和施力物體。
3.知道力的三要素,會用力的圖示和示意圖來表示力。
4.知道重力產(chǎn)生原因,理解重力的大小及方向,知道重心的概念。
5.初步了解四種基本相互作用力的特點和作用范圍。
【學(xué)習(xí)重點】力的概念、重力產(chǎn)生原因
【知識回顧】
一、力
1.概念
(1)力是物體間的相互作用,力總是成對出現(xiàn)的,這一對力的性質(zhì)相同。不接觸的物體間也可以有力的作用,如重力、電磁力等。
(2)力是矢量,其作用效果由大小、方向和作用點三個要素決定。力的作用效果是使物體產(chǎn)生形變或加速度。
2.力的圖示和示意圖
(1)力的圖示:力的圖示中,線段的長短表示力的大小,箭頭的指向表示力的方向,箭尾(或箭頭)表示力的作用點,線段所在的直線叫做力的作用線。
(2)力的示意圖:力的示意圖只能粗略表示力的作用點和方向,不能表示力的大小。
二、重力
1.產(chǎn)生:由于地球的吸引而使物體受到的力。
2.大小:G=mg。
3.g的特點
(1)在地球上同一地點g值是一個不變的常數(shù)。
(2)g值隨著緯度的增大而增大。
(3)g值隨著高度的增大而減小。
4.方向:豎直向下。
5.重心
(1)相關(guān)因素:物體的幾何形狀;物體的質(zhì)量分布。
(2)位置確定:質(zhì)量分布均勻的規(guī)則物體,重心在其幾何中心;對于形狀不規(guī)則或者質(zhì)量分布不均勻的薄板,重心可用懸掛法確定。
三、四種基本相互作用
自然界中的四種基本相互作用是萬有引力、電磁相互作用、強相互作用和弱相互作用
【習(xí)題專練】
一、力的概念典型習(xí)題精煉
1.關(guān)于力的說法下列說法正確的是()
A.力是物體對物體的作用
B.力是使物體產(chǎn)生形變和改變物體運動狀態(tài)的原因
C.只有互相接觸的物體才存在相互作用力
D.若一物體是施力物體,則該物體一定同時也是受力物體
2.關(guān)于力的概念,下列說法正確的是()
A.力是使物體發(fā)生形變和改變運動狀態(tài)的原因
B.一個力必定聯(lián)系著兩個物體,其中每個物體既是施力物體又是受力物體
C.只要兩個力的大小相等,它們產(chǎn)生的效果一定相同
D.兩個物體相互作用,其相互作用力可以是不同性質(zhì)的力
3.下列說法正確的是()
A.同學(xué)甲把同學(xué)乙推倒,說明只有甲對乙有力的作用,乙對甲沒有力的作用
B.只有有生命的物體才會施力,無生命的物體只能受到力,不會施力
C.任何一個物體,一定既是受力物體,也是施力物體
D.在幾組力的圖示中,長的線段所對應(yīng)的力一定比短的線段所對應(yīng)的力大
4.下列關(guān)于力的作用效果的敘述正確的是()
A.物體的運動狀態(tài)發(fā)生改變必定是物體受到力的作用
B.物體的運動狀態(tài)沒有發(fā)生改變,物體也可能受到力的作用
C.力的作用效果不僅取決于力的大小和方向,還與力的作用點有關(guān)
D.力作用在物體上,必定同時出現(xiàn)形變和運動狀態(tài)的改變
二、力的圖示和示意圖典型題型精講精練
1.用圖示法畫出下面的各力,并指出施力物體和受力物體。
(1)在水平桌面上重50N的書的重力;
(2)空氣對氣球的20N浮力;
(3)小孩以東偏北30°的方向拉小車的200N的拉力。
2.試畫出下圖中各物體所受重力的示意圖,并用G表示出來。
三、重力的概念典型習(xí)題精煉
1.下列敘述正確的有()
A.只有靜止的物體才受重力
B.空中飛行的子彈受重力的作用
C.重力就是物體對水平桌面的壓力
D.靜止時物體對水平桌面的壓力大小等于重力大小
2.一個圓臺狀能密封的容器裝滿液體后正立放置如1,倒立放置如2,兩個物體的重力正確的是()
A.G1=G2
B.G1G2
C.G1/spanG2
D.無法確定
3.關(guān)于重力和重心,下列說法正確的是()
A.風(fēng)箏升空后,越升越高,說明風(fēng)箏的重心相對風(fēng)箏的位置也越來越高
B.質(zhì)量分布均勻、形狀規(guī)則的物體的重心一定在物體上
C.舞蹈演員在做各種優(yōu)美動作的時候,其重心相對身體的位置不斷變化
D.重力的方向總是垂直于地面向下
4.如圖所示,一個被吊著的空心均勻球殼,其內(nèi)部注滿了水,在球的底部有一帶閥門的細出水口。在打開閥門讓水慢慢流出的過程中,球殼與水的共同重心將會()
A.一直下降
B.一直不變
C.先下降后上升
D.先上升后下降
5.如圖所示,n塊厚度為d的相同的磚塊,靠在一起平放在地面上。今將它們一塊一塊向上疊起來,這堆磚的重心升高了多少?
四、四種基本相互作用習(xí)題專練
1.關(guān)于四種相互作用,下列說法中錯誤的是()
A.使原子核內(nèi)質(zhì)子、中子保持在一起的作用是電磁相互作用
B.在天然放射現(xiàn)象中起作用的基本相互作用是弱相互作用
C.萬有引力和電磁相互作用是遠程力,強相互作用和弱相互作用是近程力
D.地球繞太陽旋轉(zhuǎn)而不離去是由于萬有引力作用
知識歸納:
高一物理《功》復(fù)習(xí)學(xué)案
經(jīng)驗告訴我們,成功是留給有準備的人。高中教師要準備好教案,這是高中教師需要精心準備的。教案可以讓講的知識能夠輕松被學(xué)生吸收,幫助高中教師能夠更輕松的上課教學(xué)。高中教案的內(nèi)容具體要怎樣寫呢?以下是小編為大家精心整理的“高一物理《功》復(fù)習(xí)學(xué)案”,僅供您在工作和學(xué)習(xí)中參考。
高一物理《功》復(fù)習(xí)學(xué)案
第二節(jié)功
(一)引入新課
初中我們學(xué)過做功的兩個因素是什么?(一是作用在物體上的力,二是物體在力的方向上移動的距離。)
擴展:高中我們已學(xué)習(xí)了位移,所以做功的兩個要素我們可以認為是:①作用在物體上的力;②物體在力的方向上移動的位移。
導(dǎo)入:一個物體受到力的作用,且在力的方向上移動了一段位移,這時,我們就說這個力對物體做了功。在初中學(xué)習(xí)功的概念時,強調(diào)物體運動方向和力的方向的一致性,如果力的方向與物體的運動方向不一致呢?相反呢?力對物體做不做功?若做了功,又做了多少功?怎樣計算這些功呢?本節(jié)課我們來繼續(xù)學(xué)習(xí)有關(guān)功的知識,在初中的基礎(chǔ)上進行擴展。
(二)教學(xué)過程設(shè)計
1、推導(dǎo)功的表達式
(1)如果力的方向與物體的運動方向一致,該怎樣計算功呢?
物體m在水平力F的作用下水平向前行駛的位移為s,如圖1所示,求力F對物體所做的功。
1
在問題一中,力和位移方向一致,這時功等于力跟物體在力的方向上移動的距離的乘積。
W=Fs
(2)如果力的方向與物體的運動方向成某一角度,該怎樣計算功呢?物體m在與水平方向成α角的力F的作用下,沿水平方向向前行駛的距離為s,如圖2所示,求力F對物體所做的功。
分析并得出這一位移為scosα。至此按功的前一公式即可得到如下:
計算公式:W=Fscosα
按此公式考慮(再根據(jù)公式W=Fs做啟發(fā)式提問),只要F與s在同一直線上,乘起來就可以求得力對物體所做的功。在圖2中,我們是將位移分解到F的方向上,如果我們將力F分解到物體位移s的方向上,看看能得到什么結(jié)果?
由于物體所受力的方向與運動方向成一夾角α,可根據(jù)力F的作用效果把F沿兩個方向分解:即跟位移方向一致的分力F1,跟位移方向垂直的分力F2,如圖所示:
據(jù)做功的兩個不可缺少的因素可知:分力F1對物體所做的功等于F1s。而分力F2的方向跟位移的方向垂直,物體在F2的方向上沒有發(fā)生位移,所以分力F2所做的功等于零。所以,力F所做的功W=W1+W2=W1=F1s=Fscosα
力F對物體所做的功等于力的大小、位移的大小、力和位移夾角的余弦這三者的乘積。即:
W=Fscosα
W表示力對物體所做的功,F(xiàn)表示物體所受到的力,s物體所發(fā)生的位移,α力F和位移之間的夾角。功的公式還可理解為在位移方向的分力與位移的乘積,或力與位移在力的方向的分量的乘積。
例題1:F=100N、s=5m、α=37°,計算功W?W=400N·m。就此說明1N·m這個功的大小被規(guī)定為功的單位,為方便起見,取名為焦耳,符號為J,即1J=1N·m。
在國際單位制中,功的單位是焦耳(J)1J=1N·m
2、對正功和負功的學(xué)習(xí)
通過上邊的學(xué)習(xí),我們已明確了力F和位移s之間的夾角,并且知道了它的取值范圍是0°≤α≤180°。那么,在這個范圍之內(nèi),cosα可能大于0,可能等于0,還有可能小于0,從而得到功W也可能大于0、等于0、小于0。請畫出各種情況下力做功的示意圖,并加以討論。
認真閱讀教材,思考老師的問題。
(1)當(dāng)α=π/2時,cosα=0,W=0。力F和位移s的方向垂直時,力F不做功;
(2)當(dāng)α<π/2時,cosα>0,W>0。這表示力F對物體做正功;
(3)當(dāng)π/2<α≤π時,cosα<0,W<0。這表示力F對物體做負功。
總結(jié):
(1)功的正負表示是動力對物體做功還是阻力對物體做功。
功的正負由力和位移之間的夾角決定,所以功的正負決不表示方向,而只能說明做功的力對物體來說是動力還是阻力。當(dāng)力對物體做正功時,該力就對物體的運動起推動作用;當(dāng)力對物體做負功時,該力就對物體運動起阻礙作用。
(2)功的正負是借以區(qū)別誰對誰做功的標志。
功是標量,只有量值,沒有方向。功的正、負并不表示功的方向,而且也不是數(shù)量上的正與負。我們既不能說“正功與負功的方向相反”,也不能說“正功大于負功”,它們僅表示相反的做功效果。正功和負功是同一物理過程從不同角度的反映。同一個做功過程,既可以從做正功的一方來表述也可以從做負功的一方來表述。
(3)一個力對物體做負功,往往說成物體克服這個力做功。
例2:一個力對物體做了-6J的功,可以說成物體克服這個力做了6J的功。打個比喻,甲借了乙10元錢,那么從甲的角度表述,是甲借了錢;從乙的角度表述,乙將錢借給了別人。
3、幾個力做功的計算
剛才我們學(xué)習(xí)了一個力對物體所做功的求解方法,而物體所受到的力往往不只一個,那么,如何求解這幾個力對物體所做的功呢?
如圖所示,一個物體在拉力F1的作用下,水平向右移動位移為s,求各個力對物體做的功是多少?各個力對物體所做功的代數(shù)和如何?物體所受的合力是多少?合力所做的功是多少?
解析:物體受到拉力F1、滑動摩擦力F2、重力G、支持力F3的作用。重力和支持力不做功,因為它們和位移的夾角為90°;F1所做的功為:W1=Fscosα,滑動摩擦力F2所做的功為:W2=F2scos180°=-F2s。各個力對物體所做功的代數(shù)和為:W=(F1cosα-F2)s,根據(jù)正交分解法求得物體所受的合力F=F1cosα-F2合力方向向右,與位移同向;合力所做的功為:W=(F1cosα-F2)s
總結(jié):當(dāng)物體在幾個力的共同作用下發(fā)生一段位移時,這幾個力對物體所做的功可以用下述方法求解:
(1)求出各個力所做的功,則總功等于各個力所做功的代數(shù)和;
(2)求出各個力的合力,則總功等于合力所做的功。
例3:一個質(zhì)量m=2kg的物體,受到與水平方向成37°角斜向上方的拉力F1=10N,在水平地面上移動的距離s=2m。物體與地面間的滑動摩擦力F2=4.2N。求外力對物體所做的總功。
解析:拉力F1對物體所做的功為W1=F1scos37°=16J。
摩擦力F2對物體所做的功為W2=F2scos180°=-8.4J。
外力對物體所做的總功W=W1+W2=7.6J。
實例探究
對“功”的理解
例1:水流從高處落下,對水輪機做3×108J的功,對這句話的正確理解是()
A.水流在對水輪機做功前,具有3×108J的能量
B.水流在對水輪機做功時,具有3×108J的能量
C.水流在對水輪機做功后,具有3×108J的能量
D.水流在對水輪機做功的過程中,能量減少3×108J
解析:本題考查了功和能的關(guān)系,并且同實際中的科技應(yīng)用聯(lián)系起來。
解:根據(jù)“功是能量轉(zhuǎn)化的量度”可知,水流在對水輪機做功的過程中,有能量參與轉(zhuǎn)化,水流對水輪機做了3×108J的功,則有3×108J的機械能減少了。故答案應(yīng)選D。
點撥:功是能量轉(zhuǎn)化的量度是指做功的過程就是能量轉(zhuǎn)化的過程。做了多少功,就有多少能量發(fā)生轉(zhuǎn)化,絕不能說功是能量的量度。
關(guān)于“功”的計算
例1:用水平恒力F作用在質(zhì)量為M的物體上,使之在光滑的水平面上沿力的方向移動距離s,恒力做功為w1,再用該恒力作用于質(zhì)量為m(mM)的物體上,使之在粗糙的水平面上移動同樣距離s,恒力做功為w2,則兩次恒力做功的關(guān)系是()
A.w1w2B.w1w2C.w1=w2D.無法判斷
分析:在粗糙水平面上移動一段距離,跟在光滑水平面上移動的相同距離,對力F做功來說,w=FS是相同的,即W1=W2。
解:正確選項為C.
點評:求功時,必須要明確哪個力在哪個過程中的功。根據(jù)功的定義,力F所做的功與F的大小及在F的方向上發(fā)生的位移大小的乘積有關(guān),與物體是否受其它力及物體的運動狀態(tài)等其它因素均無關(guān)。即力做功具有獨立性。
例2:如圖所示,拉力F使質(zhì)量為m的物體勻速地沿著長為L傾角為的斜面的一端向上滑到另一端,物體與斜面間的動摩擦因數(shù)為,分別求作用在物體上各力對物體所作的功。
分析:選物體為研究對象,其受力為拉力F,重力mg,彈力F1,摩擦力F2。
解:(1)拉力F對物體所做的功為WF=FL
由于物體作勻速運動,故
所以
即拉力F對物體做正功,此拉力F,一般稱為動力或牽引力。
(2)重力mg對物體所做的功為:
即重力對物體做負功,即亦物體克服重力所做的功為
(3)摩擦力對物體所做的功為
即摩擦力對物體做負功。也可以說是物體克服摩擦力做了功
(4)彈力F1對物體所做的功為,即彈力對物體不做功。
高一物理《功率》復(fù)習(xí)學(xué)案
高一物理《功率》復(fù)習(xí)學(xué)案
5.3功率
三維教學(xué)目標
1、知識與技能
(1)理解功率的定義及額定功率與實際功率的定義;
(2)P=w/t,P=Fv的運用。
2、過程與方法
(1)P=w/t通常指平均功率,為瞬時功率;
(2)P=Fv,分析汽車的啟動,注意知識的遷移。
3、情感、態(tài)度與價值觀:感知功率在生活中的實際應(yīng)用,提高學(xué)習(xí)物理科學(xué)的價值觀。
教學(xué)重點:理解功率的概念,并靈活應(yīng)用功率的計算公式計算平均功率和瞬時功率。
教學(xué)難點:正確區(qū)分平均功率和瞬時功率所表示的物理意義,并能夠利用相關(guān)公式計算平均功率和瞬時功率。
教學(xué)方法:教師啟發(fā)、引導(dǎo),學(xué)生自主閱讀、思考,討論、交流學(xué)習(xí)成果。
教學(xué)工具:投影儀、投影片、錄相資料、CAI課件。
教學(xué)過程:
第三節(jié)功率
(一)新課導(dǎo)入
在學(xué)習(xí)了功之后,我們來回憶一下這樣的問題:力對物體所做的功的求解公式是什么?
功的定義式是:W=F·L·cosa。
一臺起重機在1min內(nèi)把lt重的貨物勻速提到預(yù)定的高度;另一臺起重機在30s內(nèi)把1t貨物勻速提到相同的高度。這兩臺起重機做的功是不是一樣呢?
兩臺起重機對物體做功的大小相同,那么這兩臺起重機做功有沒有區(qū)別呢?區(qū)別是什么?(區(qū)別就在于他們做功的快慢不一樣)為了進一步研究力對物體做功的快慢,我們進入這一節(jié)課的主題:功率
(二)進行新課
1、功率:功率是描述力對物體做功快慢的物理量。
還是剛才這兩臺起重機,它們對物體做功的快慢不同怎樣比較它們做功的快慢呢?它們完成這些功所用的時間不同,第一臺起重機做功所用時間長,我們說它做功慢;第二臺起重機做同樣的功,所用的時間短,我們說它做功快。
這樣研究的前提條件是什么?它們做的功相同,在做功大小相同的條件下比較所用的時間,時間越短,做功越快。
一臺起重機能在1min內(nèi)把1t的貨物提到預(yù)定的高度,另一臺起重機用30s把0.4t的貨物提到預(yù)定的高度。兩臺起重機誰做功更快?你是用什么方法比較它們做功快慢的?
力F1對甲物體做功為W1,所用時間為t1;力F2對乙物體做功為W2,所用時間為t2,在下列條件下,哪個力做功快?
A.W1=W2,t1>t2B.W1=W2,t1<t2
C.W1>W(wǎng)2,t1=t2D.W1<W2,t1=t2
總結(jié):做功快慢的比較有兩種方式:一是比較完成相同的功所用的時間;另一是比較在相同的時間內(nèi)完成的功。
在物理學(xué)中,一個力所做的功W跟完成這些功所用時間t的比值w/t,叫做功率。用p表示,則P=w/t。那么功率的物理意義是什么?功率是描述力對物體做功快慢的物理量。
上式是功率的定義式,也是功率的量度式,P與w、t間無比例關(guān)系,做功的快慢由做功的物體本身決定。根據(jù)這一公式求出的是平均功率,同時這個公式變形后給我們提供了一種求功的方法:W=pt。
根據(jù)公式,功率的單位是什么?(J/s)瓦特,符號是W。
這兩種表示方法是等效的,以后我們就用瓦特作為功率的單位,符號是w,除了瓦特這個單位之外,功率還有一些常用單位,例如千瓦(kW),它和W之間的換算關(guān)系是1kW=1000W,另外還有一個應(yīng)該淘汰的常用單位馬力,1馬力=735W。
功率的這種定義方法叫做什么定義方法?(比值定義法)我們以前學(xué)過的哪一個物理量也是用這種方法來進行定義的?
(1)這樣定義的物理量非常多,例如:密度的定義是質(zhì)量和體積的比值,壓強的定義是壓力和面積的比值,電阻的定義是電壓和電流的比值等。
(2)高中物理中的速度的定義是位移和時間的比值,加速度是速度變化量和時間的比值。
提示:某一個物理量與時間的比值叫做這個物理量的變化率,速度是位移的變化率,加速度是速度的變化率,功率應(yīng)該叫做功的變化率。
公式p=w/t是平均功率還是瞬時功率?
回答:(1)p=w/t指平均功率。(2)用這個公式也可以表示瞬時功率,當(dāng)△t→0。時,即表示瞬時功率。
2、對額定功率和實際功率的學(xué)習(xí)
指導(dǎo)學(xué)生閱讀教材7頁“額定功率和實際功率”一段,提出問題,你對“額定功率和實際功率”是怎樣理解的通過學(xué)生閱讀,培養(yǎng)學(xué)生的閱讀理解能力。
(1)額定功率:指機器正常工作時的最大輸出功率,也就是機器銘牌上的標稱值。
(2)實際功率:指機器工作中實際輸出的功率。
機器不一定都在額定功率下工作。實際功率總是小于或等于額定功率。實際功率如果大于額定功率容易將機器損壞。機車起動過程中,發(fā)動機的功率指牽引力的功率而不是合外力或阻力的功率。
3、功率與速度
提問1:力、位移、時間都與功率相聯(lián)系,請同學(xué)們用學(xué)過的知識推導(dǎo)出功率與速度的關(guān)系式;推不出來的同學(xué)可以先閱讀教材“功率與速度”部分,然后自己再推導(dǎo)。
分析:公式的意義。
(1)P=Fv,即力F的功率等于力F和物體運動速度v的乘積。當(dāng)F與v不在一條直線上時,則用它們在一條直線上的分量相乘。
(2)公式P=Fv中若v表示在時間t內(nèi)的平均速度,P表示力F在這段時間t內(nèi)的平均功率。
(3)如果時間t取得足夠小,公式P=Fv中的v表示某一時刻的瞬時速度時,P表示該時刻的瞬時功率。
問題2:汽車等交通工具在啟動和行駛過程中,其牽引力和行駛速度是怎樣變化的?請同學(xué)們閱讀教材相關(guān)內(nèi)容,用自己的話加以解釋。
根據(jù)公式P=Fv
(1)當(dāng)功率P一定時,F(xiàn)與v成反比,即做功的力越大,其速度就越小。當(dāng)交通工具的功率一定時,要增大牽引力,就要減小速度。所以汽車上坡時,司機用換檔的辦法減小速度來得到較大的牽引力。
(2)當(dāng)速度v一定時,P與F成正比,即做功的力越大,它的功率就越大。汽車從平路到上坡時,若要保持速率不變,必須加大油門,增大發(fā)動機功率來得到較大的牽引力。
(3)當(dāng)力F一定時,功率P與速度v成正比,即速度越大,功率越大。起重機吊起同一物體時以不同的速度勻速上升,輸出的功率不等,速度越大,起重機輸出的功率越大。
4、實例探究
關(guān)于功率的計算
例1:質(zhì)量m=3kg的物體,在水平力F=6N的作用下,在光滑水平面上從靜止開始運動,運動時間t=3s,求:
(1)力F在t=3s內(nèi)對物體所做的功?
(2)力F在t=3s內(nèi)對物體所做功的平均功率?
(3)在3s末力F對物體做功的瞬時功率?
解析:物體在水平力F的作用下,在光滑水平面上做初速度為零的勻加速直線運動,根據(jù)牛頓第二定律,可求出加速度a=F/m=2m/s2,則:物體在3s末的速度v=at=6m/s物體在3s內(nèi)的位移s=at2/2=9m
(1)力F做的功W=Fs=6×9J=54J
(2)力F在3s內(nèi)的平均功率P==18W
(3)3s末力F的瞬時功率P=Fv=6×6W=36W
關(guān)于機車的啟動問題
例2:汽車發(fā)動機的額定功率為60kW,汽車質(zhì)量為5t,汽車在水平路面上行駛時,阻力是車重的0.1倍,g=10m/s2,問:
(1)汽車保持額定功率從靜止起動后能達到的最大速度是多少?
(2)若汽車保持0.5m/s2的加速度做勻加速運動,這一過程能維持多長時間?
解析:(1)當(dāng)牽引力F大小等于阻力f時,汽車的加速度a=0,速度達到最大值vm,據(jù)公式P=Fv,可得出汽車最大速度vmP額=Fv=fvmVm=p/F=P額/f=12m/s
(2)汽車做勻加速運動所能維持的時間應(yīng)該從開始到汽車達到額定功率的時候,設(shè)汽車做勻加速運動時的牽引力為F牽,阻力為f,據(jù)牛頓第二定律,有:F牽=f+ma=0.1mg+ma=7500N
當(dāng)汽車的功率增大到額定功率時,汽車做勻加速過程結(jié)束,設(shè)這時汽車的速度為v′m,據(jù)功率公式P=Fv得:v′m=P額/F=8m/s
設(shè)汽車能維持勻加速運動的時間為t0,則:
vm′=at0得:t0=vm′/a=16s