(教案)相互作用力的功與變力的功

年級 高2011級 科目 物理 課題 功：相互作用力的功與變力的功 共2課時，第2課時 備課教師   備課時間 2009.2 學(xué)習(xí)目標(biāo) 1.進一步理解功 2.明白作用力與反作用力的功的特點 3.了解求變力的功的思維方法 4.培養(yǎng)學(xué)生的抽象思維能力 重點 1.作用力與反作用力的功的特點 2.求變力的功的方法 難點 求解變力的功的思維方法 教具   自  學(xué)  指  導(dǎo)  與  思  考  題 授課老師修改與補充 1.復(fù)習(xí)牛頓第三定律，然后思考以下問題 〖問題1〗如圖, 一根木棒沿水平桌面移動時所受摩擦力大小為f, m則當(dāng)滑過距離s時, 桌面對棒的摩擦力和棒對桌面的摩擦力做的功分別為D A.0、0  B.-fs、+fs C.-fs、-fs  D.-fs、0 （說明：也可以換作學(xué)生熟悉的“書本在桌面上滑動的例子”） 思考：⑴桌面對棒的摩擦力和棒對桌面的摩擦力是什么關(guān)系？ ⑵桌面與棒的位移相同嗎？各是多少？ ⑶作用力和反作用力的功一定大小相等，符號相反嗎？ 2.在“功”第一課時中，功的公式   W=Fscosα 適用條件（請從上課老師舉的例子和課本上的練習(xí)題中去找到答案即“恒力”）   〖問題2〗汽車用恒力F拉著拖車沿平直公路從甲地到乙地，再用同樣大小的恒力拉著拖車從乙地返回甲地.若甲、乙兩地相距為s，則在整個往返過程中汽車?yán)�力F對拖車所做的功為 A．F·s B．2F·s C．0 D．無法確定 思考：⑴本題中，全程中F是恒力還是變力？   ⑵怎么求解本題中變力F的功（分段計算思想）   導(dǎo)  學(xué)  程  序 授課老師修改與補充 一：一對作用力和反作用力做功的特點 檢查學(xué)生預(yù)習(xí)情況：讓學(xué)生回答“導(dǎo)學(xué)”中的“問題1”， 并小結(jié)：作用力做了功，但反作用力做功可以為零 設(shè)問1：滑動摩擦力一定做負(fù)功嗎？一對相互作用的滑動摩擦力做功的代數(shù)和有什么特點？（如下圖：最初兩物體靜止于水平面上，某時刻開始，上面的小滑塊以某一速度v向右運動，分析兩物體之間的動摩擦力的做功情況）   小結(jié)：滑動摩擦力可以做正功，也可以做負(fù)功，做功也可能為零，但是一對相互作用的滑動摩擦力的總功必定為負(fù)值。 設(shè)問2：討論靜摩擦力做功的特點（如下圖，兩物體保持相對靜止一起向右運動過程，分析兩物體之間的靜摩擦力的做功情況）   小結(jié)：靜摩擦力可以做正功，也可以做負(fù)功，還可以做功為零，但一對相互作用的靜摩擦力做功的代數(shù)和必為零 設(shè)問3：舉例作用力做正功，而反作用力也作正功的例子，這種情況下作用力的反作用力的功的代數(shù)和為正還是為負(fù)？ （比如爆炸，人在一只船上推開另一只船的例子等） 設(shè)問3：如圖所示，劈a放在光滑的水平面上，斜面光滑，把b物體放在斜面的頂端由靜止開始滑下，則在下滑過程中，a對b的彈力對b做的功為W1, b對a的彈力對a做的功為W2，下列關(guān)系中正確的是D. (A)W1=0，W2=0  (B)W1≠0，W2=0 (C)W1=0，W2≠0 (D)W1≠0，W2≠0   引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)：作用力做正功，反作用力可以做正功，也可以做負(fù)功，還可以做功為零，一對作用力和反作用力的功的代數(shù)和可以為正，也可以為負(fù)，還可以為零 二、變力的功 檢查“導(dǎo)學(xué)”中的問題2,由學(xué)生展示并小結(jié)結(jié)論：對于變力的功，可以分段計算。 老師：原則上講，對于變力的功，可以將過程分解成無數(shù)小段，對于每小段過程可以認(rèn)為是恒力，利用功的公式算出每小段的功，最后全部加起來，就得到了全程變力的功。只是由于我們中學(xué)階段數(shù)學(xué)知識不夠，所以我們在計算變力的功時采取了變通的辦法。 1.利用“理想機械不省功”的原理，將變力的功轉(zhuǎn)化為恒力的功 實例見訓(xùn)練題4 2.對于大小不變，但方向發(fā)改變的力（如摩擦力、空氣阻力），其做功多少等于力與路程的乘積。 實例：用水平拉力，拉著滑塊沿半徑為R的水平圓軌道運動一周，如圖所示，已知物塊與軌道間的動摩擦因數(shù)為μ，物塊質(zhì)量為m，求此過程中摩擦力對滑塊做的功。 3.如果知道變力隨位移的改變規(guī)律，特殊情況下可求出變力對位移的平均值，然后再應(yīng)用功的公式求解。當(dāng)然也能用圖像法解。 實例見訓(xùn)練題5 說明：本類計算法有一定難度，可根據(jù)各班的實際情況選擇性學(xué)習(xí)。   板書 一、一對相互作用力的功的特點 二、變力的功的求解方法 1.利用“理想機械不省功”的原理，將變力的功轉(zhuǎn)化為恒力的功 2.對于大小不變，但方向發(fā)改變的力（如摩擦力、空氣阻力），其做功多少等于力與路程的乘積。 3.如果知道變力隨位移的改變規(guī)律，特殊情況下可求出變力對位移的平均值，然后再應(yīng)用功的公式求解。當(dāng)然也能用圖像法解（“面積法”）。             訓(xùn) 練 檢 測 題 授課老師修改與補充 1. 關(guān)于作用力與反作用力做功的關(guān)系，下列說法中正確的是D. (A)當(dāng)作用力做正功時，反作用力一定做負(fù)功 (B)當(dāng)作用力不做功時，反作用力也不做功 (C)作用力與反作用力所做的功一定是大小相等、正負(fù)相反的 (D)作用力做正功時，反作用力也可以做正功 2.如圖所示，B物體在拉力F的作用下向左運動，在運動的過程中，A、B間有相互作用的摩擦力，則摩擦力做功的情況是（ ). (A)A、B都克服摩擦力做功  (B)摩擦力對A不做功，B克服摩擦力做功 (C)摩擦力對A做功，B克服摩擦力做功    (D)摩擦力對A、B都不做功 3. 一顆水平飛行的子彈擊穿在光滑水平面上的硬木塊，摩擦力對子彈和木塊做的功分別用W1和W2表示，那么  C   4. 如圖所示，用恒力F通過光滑的定滑輪，將靜止于水平面上的物體從位置A拉到位置B，物體可視為質(zhì)點，定滑輪距水平面高為h，物體在位置A、B時，細(xì)繩與水平面的夾角分別為α和β，求繩的拉力對物體做的功.（） 5. 如圖所示,面積很大的水池,水深為H,水面上浮著一正方體木塊,木塊邊長為a,密度為水的1/2,質(zhì)量為m.開始時,木塊靜止,有一半沒入水中,現(xiàn)用力F將木塊緩慢地壓到池底,不計摩擦,求:(1)從木塊剛好完全沒入水中到停在池底的過程中,池水勢能的改變量.(2)從開始到木塊剛好完全沒入水的過程中,力F所做的功.   6. 將一個質(zhì)量為M的物體豎直上拋，運動到最高點后又落回原拋出點，在此運動過程中存在空氣阻力，則整個運動過程中D A．重力做功為零，空氣阻力做功為零 B．重力做功不為零，空氣阻力做功為零 C．重力做功不為零，空氣阻力做功不為零 D．重力做功為零，空氣阻力做功不為零                  

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