第1节 机械功
推进新课
一、机械功的定义:作用于某物体的恒力F与该物体沿力的方向上发生的位移s的乘积叫做机械功。
1、做功的两个因素
1)情景设置:应用实物器材,让几位学生到台上动手操作将物体从一个位置移动到另一位置。
2)学生可以采用不同的方法,如平推、上提、斜拉等方法达到搬运的目的。
3)情景展示:
4)问题提出:几位同学在上述操作过程中,他们对物体的作用力在那些阶段做了功?若做功,所做的功如何计算?
5)学生分析图1:a、有做功, W=FS; b、没有做功。
6)做功必备的两个因素: 力和在力方向上的位移
7)注意:求功时一定要明确要求是哪一个力在哪一段位移上做的功。
2、 讨论探究功的一般表达式:
1)提出问题: 图2与图1例子中的拉力F有什么主要的不同之处?
2)学生回答:图1中的力F与S在同一方向上,而图2中的力F与s方向之间有一夹角α
3)提出问题:图2中力F是否做功,其做功大小为多少?
4)模型建立:
5)教师引导:同学们是否可以从力的作用效果出发,并用力的分解知识讨论F是否做功?若做功,该如何计算?
6)分析:用两个分力F1和F2代替F,即将F沿两个方向分解:一个分解为与位移方向在同一直线上的分 力F1,另个一分解为跟位移方向垂直的分力F2,如图3所示,则
分力F2的方向跟位移方向垂直,所以分力F2所做的功等于零。
分力F1的方向跟位移方向相同,对物体所做的功的等于 W1=F1S=FcosαS=FScosα。
根据合力与分力的作用效果相同可得:
W=FScosα
3、 公式的理解:
1)文字表述: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。
2)各个字母的含义:F是作用物体上的恒力;S是物体的位移;α是F与S之间的夹角。
举例:这两图中力F和位移s之间的夹角是多少?
教师分析并纠正:找力F和位移s之间的夹角时,我们可以把力F和s的箭尾移到同一点,看它们之间的夹角。
3)功的单位:焦耳,用符号“J”表示。
1J等于1N的力使物体在力的方向上发生1m的位移时所做的功。 1J=1N×1m=1N·m
4、正负功
1)引导学生做如下的正确填答