第 2 节 功新课教学1、推导功的表达式教师活动:如果力的方向与物体的运动方向一致,该怎样计算功呢
投影问题一:物体 m 在水平力 F 的作用下水平向前行驶的位移为 s,如图甲所示,求力 F 对物体所做的功
学生活动:思考老师提出的问题,根据功的概念独立推导
在问题一中,力和位移方向一致,这时功等于力跟物体在力的方向上移动的距离的乘积
W=Fs教师活动:如果力的方向与物体的运动方向成某一角度,该怎样计算功呢
投影问题二:物体 m 在与水平方向成 α 角的力 F 的作用下, 沿水平方向向前行驶的距离为 s,如图乙所示,求力 F 对物体所 做的功
学生活动:思考老师提出的问题,根据功的概念独立推导
在问题二中,由于物体所受力的方向与运动方向成一夹角 α,可根据力 F的作用效果把 F 沿两个方向分解:即跟位移方向 一致的分力 F1,跟位移方向垂直的分力 F2,如图所示:据做功的两个不可缺少的因素可知:分力 F1对物体所 做的功等于 F1s
而分力 F2的方向跟位移的方向垂直,物体在 F2的方向上没有发生位移,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教师活动:展示学生的推导结果,点评、总结,得出功的定义式
力 F 对物体所做的功等于力的大小、位移的大小、力和位移夹角的余弦这三者的乘积
即:W=FscosαW 表示力对物体所做的功,F 表示物体所受到的力,s 物体所发生的位移,α 力 F 和位移之间的夹角
功的公式还可理解成在位移方向的分力与位移的乘积,或力与位移在力的方向的分量的乘积
在 SI 制中,功的单位为焦
1J=1N·m在用功的公式计算时,各量要求统一采用国际单位制
2、对正功和负功的学习教师活动:指导学生阅读课文 P5的正功和负功一段
通过上边的学习,我们已明确了力 F 和位移 s 之间的夹角,并且知道了它的取值范