高一物理：功和能教学设计_03[优秀范文五篇]

第一篇：高一物理：功和能教学设计_03

第三节

功和能

●本节教材分析

本节讲述功和能之间的关系，属于过渡性的一节，目的在于阐述本章的基本线索，使学生知道如何定量地研究机械能，为后面两节定量地讲述能和重力势能做好准备． 在本节的教学中，要结合初中学过的知识，通过实例使学生理解做功的过程是能量转化的过程，做了多少功，就有多少能量发生转化，功是能量转化的量度，知道了功和能的这种关系，就可以通过做功的多少，定量地研究能量及其转化的问题，但是对于功和能的关系的认识要有一个过程，要通过本章的学习以及今后的学习，使学生逐步加深体会，这一节只要求有个初步理解就可以了．

●教学目标

一、知识目标

1．知道能量的定义，知道对应于不同的运动形式具有不同的能量． 2．知道物体能够对外做功是因为物体具有能量． 3．理解功是能量转化的量度．

4．理解不同能量之间的转化，知道转化中总能量守恒．

二、能力目标

1．能从能量转化的角度来分析物体的运动，解决有关能量问题． 2．知道功和能之间的区别和联系．

三、德育目标

通过学习功和能之间的关系，使学生了解事物之间是相互联系的，并学会从功能角 度去探索自然规律． ●教学重点

1．理解功和能的关系．

2．知道能量的转化用做功来量度． ●教学难点

在具体的问题中如何得到能量的具体转化情况，并用做功来定量地反映这种转化． ●教学方法 实验法、举例法 ●教学用具

投影片、CAI课件 ●教学过程

首先用投影片出示本节课的学习目标：

1．理解功和能的关系

2．知道能量的转化用功来量度 学习目标完成过程

一、复习导入

1．初中我们学过能量守恒定律，同学们回忆一下该定律的内容：能量既不会消灭，也不会创生，它只会从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到另一个物体，而在转化和转移过程中，能的总量保持不变．

2．引入

初中我们已初步学会功和能的有关知识，对功和能有了一个简单的认识，并能定性地分析某些物理现象，本节课，我们进一步来研究能的基本知识以及功和能的关系．

二、新课教学(一)能的概念

1．用多媒体展示下列物理情景，并把四幅图对比在同一画面上 ①流动的河水冲走小石块． ②飞行的子弹穿过木板．

③自由下落的重物在地上砸了一个坑． ④压缩的弹簧把物体弹出去．

2．分析概括图片中流动的河水、飞行的子弹、下落的重物、压缩的弹簧都各自对物体做了功．

3．总结：一个物体能够对外做功，则这个物体具有能．(板书)4．同学们结合生活，举些物体具有能量的例子． 张紧的弓能够做功，所以它具有能． 电动机通电后能够做功，它具有能． 打夯机能做功，它具有能． 流动的空气能做功，它具有能．

5．结合学生所举的例子总结：物质的不同运动形式对应着不同的能．例如：有形变的弹簧

具有弹性势能，流动的空气具有动能等．

6．①演示：把弹簧固定在铁架台上，下端挂一物体，用力向下拉物体，使弹簧伸长后释放，物体将向上运动．

②分析：拉下物体，弹簧发生弹性形变具有弹性势能．

松手释放后，弹簧缩短，对物体做功使物体具有了动能，同时弹簧的弹性势能减小，即把弹性势能转化为动能．

③总结：各种不同形式的能量可以相互转化，而且在转化过程中守恒． 7．用多媒体展示几种现象，学生分析能量的转化情况． ①水冲击水轮发电机发电．机械能→电能 ②太阳出来，照耀森林．太阳能→生物能 ③傍晚，电灯亮了．电能→光能(内能)过渡引言：上边我们分析了几个能量转化过程，并且在能量转化过程中与之紧密相关的是做功．那么：功和能之间到底有什么关系呢?(二)功和能的关系

1．用多媒体展示下边几个过程

①人拉重物在光滑水平面上由静止而运动．

②在水力发电厂中，水流冲击水轮机，带动水轮机转动． ③火车在铁路上前进． 2．师生共同分析

①中人对重物做功的过程中，人的生物能转化为物体的动能．

在水力发电厂中，水流对水流机冲击，带动水轮机转动．从而带动发电机转动而做功，水流的机械能转化为电能．

火车前进而做功，把油和煤的化学能转化为内能，又把内能转化为火车的机械能． 在上述过程中，发生了能量转化，且都伴随着做功过程并板书，做功使不同形式的能量发生转化．

过渡：那么在能量转化中，能量的转化和所做的功之间有什么关系呢? 3．举例说明

①举重运动员把重物举起来，对重物做了功，重物的重力势能增加，同时，运动员消耗了体内的化学能，且运动员做了多少功，就有多少化学能转化为重力势能．

②被压缩的弹簧放开时把一个小球弹出去小球的动能增加，同时弹簧的弹性势能减小，且弹簧对小球做了多少功，就有多少化学能转化为重力势能．

类似的例子还很多，归纳得到：做了多少功，就有多少能量发生转化．板书：功是能量转化的量度．

过渡：通过上述分析：功和能之间有着密切的联系，那么，它们之间有什么不同呢? 4．老师概括功和能的不同

①功是和物体的运动过程有关的物理量，是一个过程量．能是和物体的运动状态有关的物理量，是一个状态量．

②做功可以使物体具有的能量发生变化，而且物体能量变化的大小是用做功的多少来量度的．但功和能不能相互转化．

三、巩固练习

1．关于功和能，下列说法正确的是 A．功就是能，功可以转化为能 B．做功越大，物体的能越大

C．能量转化中，做的功越多，能量转化越多 D．功是物体能量的量度

2．运动员将质量为150 kg的杠铃举高2米： ①运动员做了多少功? ②有多少化学能转化为杠铃的重力势能? ［１．C2．①3×103 J，②3×103 J］

四、小结

通过本节课的学习，我们知道了做功的过程就是能量转化的过程，并且做了多少功就有多少能量发生了转化，在以后的学习中，要注意运用功和能的观点、能的转化与守恒定律来分析和解决问题．

五、作业

(一)阅读课文，掌握功和能的关系(二)思考题

1．一个质量分布均匀的长方形木块，放在粗糙的水平地面上，长为2a，宽为a，若要把它从图中所在的位置直立起来，外力至少要做多少功? 2．挂在竖直墙壁上的长1．80 ｍ的画，画面质量为100 ｇ，下面画轴质量为200 ｇ，令将它沿墙缓慢卷起，ｇ取10ｍ/s2，需做_____J的功．

参考答案：

(51)mga

2．45

2六、板书设计

1.能量是表示物体具有做功本领大小的物理量

2.一个物体能够做功，我们就说这个物体具有能

功 3.和

能

4.功的大小等于转化的能量，但功不是能 1．

第二篇：高一物理：功教学设计_01

功

率

（一）引入课题

首先以提问方式复习上一节所学习的主要内容，重点是功的概念和功的物理意义． 然后提出力对物体做功的实际问题中，有做功快慢之分，物理学中又是如何来描述的？这节课我们就来研究这个问题．

（二）教学过程

1、功率

初中同学们学习过功率的有关知识，都知道功率是用来描述力做功快慢的物理量．我们一起讨论一些问题．

力F1对甲物体做功为W1，所用时间为t1；力F2对乙物体做功为W2，所用时间为t2，在下列条件下，哪个力做功快？

A．W1＝W2，t1＞t2； B．W1＝W2，t1＜t2； C．W1＞W2，t1＝t2； D．W1＜W2，t1＝t2． 上述条件下，哪个力做功快的问题学生都能作出判断，其实都是根据W/t这一比值进行分析判断的．让学生把这个意思说出来，然后总结并板书如下： 功率是描述做功快慢的物理量．

功和完成这些功所用的时间之比，叫做功率．如果用W表示功，t表示完成这些功所用的时间，P表示功率，则：

P=W/t 明确告诉学生上式即为功率的定义式，然后说明P的单位，W用J、t用s作单位，P的单位为J/s，称为瓦特，符号为W．最后分析并说明功率是标量．

接下来着重说明，功率的大小与单位时间内力所做的功为等值．

至此，再将功的定义式与速度v的定义式作类比，使学生理解，虽然研究的是不同性质的问题，但是研究方法是相同的(同时也为后面讲瞬时功率做了些准备)．然后提出问题，与学生一起讨论功率的物理意义．

上一节我们讲了功的概念、功的公式之后，经过分析和讨论，对功的物理意义已有所了解．谁能复述一下？

在学生说出做功过程是能量转化过程之后，立即启发：那么做功快慢恰能表明能量转化的快慢吗？因此，应该将功率理解为是描述做功过程中能量转化快慢的物理量，并将这一认识进行板书．

2、平均功率与瞬时功率

举例：一个质量是1.0kg的物体，从地面上方20m高处开始做自由落体运动，第1s时间内下落的位移是多少？(与学生一块算出是5m，g取10m/s2)这1s内重力对物体做多少功？(与学生一起算出W1＝50J)第2s时间内物体下落的位移是多少？(15m)这1s内重力对物体做多少功？(W2＝150J)前1s和后1s重力对物体做功的功率各是多大？(P1＝50W，P2＝150W)这2s时间内重力对物体做功的功率是多大？(P＝100W)指出即使是同一个力对物体做功，在不同时间内做功的功率也可能是有变化的．因而，用P＝W/t求得的功率只能反映t时间内做功的快慢，只具有平均的意义．板书如下：

(1)平均功率：

P=W/t

(2)瞬时功率

为了比较细致地表示出每时每刻的做功快慢，引入了瞬时功率的概念，即瞬时功率是表示某个瞬时做功快慢的物理量．

提出瞬时功率如何计算的问题后，作如下推导： 一段较短时间内的平均功率可以写成如下公式：

P＝W/t=W = F·s/ t，而s/t=v

所以：P= F·v 当t值足够小时，v就表示某一时刻的瞬时速度，所以这时P就表示该时刻的瞬时功率．

因此 P＝F·v 就是瞬时功率计算公式

讨论：

①如果作用于物体上的力F为恒力，且物体以速度v匀速运动，则力对物体做功的功率保持不变．此情况下，任意一段时间内的平均功率与任一瞬时的瞬时功率都是相同的．

②很多动力机器通常有一个额定功率，且通常使其在额定功率状态工作(如汽车)，根P＝Fv可知：

当路面阻力较小时，牵引力F也小，v可以大，即汽车可以跑得快些；

当路面阻力较大，或爬坡时，需要比较大的牵引力，v必须小．这就是爬坡时汽车换低速挡的道理．

③如果动力机器原来在远小于额定功率的条件下工作，例如汽车刚刚起动后的一段时间内，速度逐渐增大过程中，牵引力仍可增大，即F和v可以同时增大，但是这一情况应以二者乘积等于额定功率为限度，即当Fv=P额．以后，这种情况不可能实现．

应用公式P＝Fv计算m＝1kg的物体做自由落体运动中下落1s末和2s末的瞬时功率． 由v1＝10m/s按公式求得P1＝100J；由v2＝20m/s按公式求得P2＝200J．

根据上述结果启发学生思考瞬时功率的物理意义．最后指出，此题中是重力对物体做功，使重力势能逐渐向动能转化．随着时间的延续，重力势能向动能转化加快．

3、例题讲解

例

1、如图1所示，位于水平面上的物体A的质量m＝5kg，在F＝10N的水平拉力作用下从静止开始向右运动，位移为s＝36m时撤去拉力F．求：在下述两种条件下，力F对物体做功的平均功率各是多大？(取g＝10m/s2)

(1)设水平面光滑；

(2)设物体与水平面间的动摩擦因数μ＝0.15． 解答过程可分为三个阶段：

①让学生计算力F在36m位移中所做的功，强调功只由F和s这两个要素决定，与其它因素无关，因而两种情况下力F做的功相同，均为W＝360J．

②由同学计算这两次做功所用的时间．用牛顿第二定律求出：

分别求出t1＝6s，t2＝12s．

③用功率的定义式即平均功率的计算公式求得P1＝60W，P2＝30W．

如果有的同学用公式vt2=2αs分别求出每次的末速度，再用公式：

例

2、如图2所示，位于水平面上的物体A，在斜向上的恒定拉力作用下，正以v＝2m/s的速度向右做匀速直线运动．已知F的大小为100N，方向与速度v的夹角为37°，求：

(1)拉力F对物体做功的功率是多大？

(2)物体向右运动10s的过程中，拉力F对它做多少功？(sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)通过此例题的解答，让学生掌握功率的计算公式P＝Fvcosα，并提醒学生，不要认为F与v总是在同一直线上；并且知道，在功率已知的条件下，可以用W＝P·t计算一段时间内力所做的功．第(1)问的结果为P＝160W；第(2)问的结果为W＝1600J．

例

3、课本p．139上的例题，注意区分几个概念．(三)课堂小结

1、我们讲了功率概念之后，得到了两个公式，定义式P＝W/t和瞬时功率的公式P＝F·v．

2、公式P＝W/t中的t趋近于零时，P即为瞬时功率．不过此公式主要用来计算平均功率．公式P＝Fv中，当v为瞬时速度时，P即为瞬时功率；当v用平均速度算平均功率．当然要注意

所对应的时间段．

时，也可计说明：

1、将功率理解为表示能量转化快慢的物理量具有普遍意义．如一台电动机的额定功率是10kW，表明它每秒钟可以将10kJ的电能转化为机械能，不管它是否工作．因而机器的功率实际上可以表示它进行能量转化的能力大小．

2、力可以做负功，自然也有负功率．学生不问到时可以不讲．课本上也没讲．重要的不是功率的正负问题，而是要结合实际问题说清楚能量转化的方向和快慢．例如，一物体沿粗糙水平面向前滑动，根据P＝f·v可知其机械能向内能转化，转化的快慢与速度v成正比，这就表达清楚了，没有强调负功率的必要．

第三篇：功和能教学设计示例

功和能教学设计示例

一、教学目标

1．在学习机械能守恒定律的基础上，研究有重力、弹簧弹力以外其它力做功的情况，学习处理这类问题的方法。

2．对功和能及其关系的理解和认识是本章教学的重点内容，本节教学是本章教学内容的总结。通过本节教学使学生更加深入理解功和能的关系，明确物体机械能变化的规律，并能应用它处理有关问题。

3．通过本节教学，使学生能更加全面、深入认识功和能的关系，为学生今后能够运用功和能的观点分析热学、电学知识，为学生更好理解自然界中另一重要规律——能的转化和守恒定律打下基础。

二、重点、难点分析

1．重点是使学生认识和理解物体机械能变化的规律，掌握应用这一规律解决问题的方法。在此基础上，深入理解和认识功和能的关系。

2．本节教学实质是渗透功能原理的观点，在教学中不必出现功能原理的名称。功能原理内容与动能定理的区别和联系是本节教学的难点，要解决这一难点问题，必须使学生对“功是能量转化的量度”的认识，从笼统、肤浅地了解深入到十分明确认识“某种形式能的变化，用什么力做功去量度”。

3．对功、能概念及其关系的认识和理解，不仅是本节、本章教学的重点和难点，也是中学物理教学的重点和难点之一。通过本节教学应使学生认识到，在今后的学习中还将不断对上述问题作进一步的分析和认识。

三、教具

投影仪、投影片等。

四、主要教学过程

（一）引入新课

结合复习机械能守恒定律引入新课。提出问题：

1．机械能守恒定律的内容及物体机械能守恒的条件各是什么？

评价学生回答后，教师进一步提问引导学生思考。

2．如果有重力、弹簧弹力以外其它力对物体做功，物体的机械能如何变化？物体机械能的变化和哪些力做功有关呢？物体机械能变化的规律是什么呢？

教师提出问题之后引起学生的注意，并不要求学生回答。在此基础上教师明确指出：

机械能守恒是有条件的。大量现象表明，许多物体的机械能是不守恒的。例如从车站开出的车辆、起飞或降落的飞机、打入木块的子弹等等。

分析上述物体机械能不守恒的原因；从车站开出的车辆机械能增加，是由于牵引力（重力、弹力以外的力）对车辆做正功；射入木块后子弹的机械能减少，是由于阻力对子弹做负功。

重力和弹力以外的其它力对物体做功和物体机械能变化有什么关系，是本节要研究的中心问题。

（二）教学过程设计

提出问题：下面我们根据已掌握的动能定理和有关机械能的知识，分析物体机械能变化的规律。1．物体机械能的变化

问题：质量m的小滑块受平行斜面向上拉力F作用，沿斜面从高度 由 增大到

上升到高度 处，其速度，如图所示，分析此过程中滑块机械能的变化与各力做功的关系。

引导学生根据动能定理进一步分析、探讨小滑块机械能变化与做功的关系。归纳学生分 析，明确：

选取斜面底端所在平面为参考平面。根据动能定理，有

由几何关系，有

故

即

引导学生理解上式的物理意义。在学生回答的基础上教师明确指出：

（1）有重力、弹簧弹力以外的其它力对物体做功，是使物体机械能发生变化的原因；

（2）重力和弹簧弹力以外其它力对物体所做功的代数和，等于物体机械能的变化量。这是物体机械能变化所遵循的基本规律。

2．对物体机械能变化规律的进一步认识

（1）物体机械能变化规律可以用公式表示为 或

其中 机械能，表示除重力、弹簧弹力以外其它力做功的代数和，表示物体机械能变化量。

分别表示物体初、末状态的（2）对 进一步分析可知：

（ⅰ）当 减少。时，物体机械能增加；当 时，物体机械能

（ⅱ）若，则，即物体机械能守恒。由此可以看出，含了机械能守恒定律在内的、更加普遍的功和能关系的表达式。

是包

（3）重力、弹簧弹力以外其它力做功的过程，其实质是其它形式的能与机械能相互转化的过程。

例 1． 质量 kg的汽车开上一山坡。汽车沿山坡每前进100m，其高度升高2m。上坡时汽车速度为5m／s，沿山坡行驶500m后速度变为10m／s。已知车行驶中所受阻力大小是车重的0．01倍，试求：（1）此过程中汽车所受牵引力做功多少？（2）汽车所受平均牵引力多大？取 本题要求用物体机械能变化规律求解。引导学生思考与分析：。

（1）如何依据 求解本题？应用该规律求解问题时应注意哪些问题？

（2）用 求解本题，与应用动能定理 有什么区别？

归纳学生分析的结果，教师明确给出例题求解的主要过程：

取汽车开始时所在位置为参考平面，应用物体机械能变化规律 解题时，要着重分析清楚重力、弹力以外其它力对物体所做的功，以及此过程中物体机械能的变化。这既是应用此规律解题的基本要求，也是与应用功能定理解题的重要区别。

例2． 将一个物体以100J的初动能从地面竖直向上抛出。物体向上运动经过某一位P时，它的动能减少了80J，此时其重力势能增加了60J。已知物体在运动中所受空气阻力大小不变，求小物体返回地面时动能多大？ 引导学生分析思考；

（1）运动过程中（包括上升和下落），什么力对小物体做功？做正功还是做负功？能否知道这些力对物体所做功的比例关系？

（2）小物体功能、重力势能以及机械能变化的关系如何？每一种形式能量的变化，应该用什么力所做的功量度？

归纳学生分析的结果，教师明确指出：

（1）运动过程中重力和阻力对小物体做功。

（2）小物体动能变化用重力、阻力做功的代数和量度；重力势能的变化用重力做功量度；机械能的变化用阻力做功量度。

（3）由于重力和阻力大小不变，在某一过程中各力做功的比例关系可以通过相应能量的变化求出。

（4）根据物体的机械能 J，机械能变化量大小 例题求解主要过程： J。，可以知道经过P点时，物体动能变化量大小

上升经过P点时，上升到达最高点时，J，在同一运动过程中，相应能量变化的比例相同，即

上升到最高点时，物体机械能损失量为

J

由于物体所受阻力大小不变，下落过程中物体损失的机械能与上升过程相同，因此下落返回地面时，物体的动能大小为

J 本例题小结：

通过本例题分析，应该对功和能量变化有更具体的认识，同时应注意学习综合运用动能定理和物体机械能变化规律解决问题的方法。思考题（留给学生课后练习）：

（1）运动中物体所受阻力是其重力的几分之几？

（2）物体经过P点后还能上升多高？是前一段高度的几分之几？

（三）课堂小结

本小结既是本节课的第3项内容，也是本章的小结。3．功和能

（1）功和能是不同的物理量。能是表征物理运动状态的物理量，物体运动状态发生变化，物体运动形式发生变化，物体的能都相应随之变化；做功是使物体能量发生变化的一种方式，物体能量的变化可以用相应的力做功量度。

（2）力对物体做功使物体能量发生变化，不能理解为功变成能，而是通过力做功的过程，使物体之间发生能量的传递与转化。

（3）力做功可以使物体间发生能的传递与转化，但能的总量是保持不变的。自然界中，物体的能量在传递、转化过程中总是遵循能量守恒这一基本规律的。

五、说明

本节内容的处理应根据学生具体情况而定，学生基础较好，可介绍较多内容；学生基础较差，不一定要求应用物体机械能变化规律解题，只需对功和能关系有初步了解即可。

典型例题

例1： 试分析滚摆实验中，功和能量转化的情况？

[分析与解答] 滚摆在最高点时，具有重力势能，不计任何阻力时，由静止释放后重力做正功，滚摆的高度越来越低，重力势能越来越少，滚摆的速度越来越快，动能越来越大；重力做的功值大小等于滚摆重力势能的减少量，也等于滚摆动能的增加量；滚摆从最低点返回最高点的过程中，重力做负功，滚摆的高度越来越高，重力势能越来越多，滚摆的速度越来越慢，动能越来越少；重力做的功值大小等于滚摆重力势能的增加量，也等于滚摆动能的减少量，如此循环往复。

例2：试说明下列现象中能量转化的情况，其中有的现象，你可能对过程的具体情况不太清楚，但是你起码应能说出：起初是什么形式的能量，最后又转化成什么形式的能量。并看一看能否说出过程中力做功的情况？

（1）在水平公路上行驶的汽车，发动机熄火之后，速度越来越小，最后停止。

（2）摆动的秋千，摆幅越来越小，最后停下来。

（3）你用力蹬自行车上一个斜坡。

（4）植物的光合作用

（5）用太阳能电池做动力的电动汽车在赛车场上奔驰。

（6）用柴油机带动发电机发电，供给电动水泵抽水，把水从低处抽到高处。

（7）核电站发电。

（8）核动力潜艇在深海中加速航行。参考答案：

（1）汽车的动能转化成内能。（克服摩擦、空气阻力等做功）

（2）秋千的动能和重力势能最后都转化为秋千及空气的内能。（过程中重力和空气阻力做功）

（3）人体内的化学能转化为自行车的动能和重力势能。

（4）太阳能转化为植物体内的化学能。

（5）太阳能转化为电能，电能又转化为汽车的动能。

（6）柴油的化学能转化为柴油机的机械能，再转化为发电机的电能，电能又通过电动水泵转化为水的机械能。

（7）核能转化为电能。

（8）核能转化为核潜艇的动能，以及通过克服水的阻力转化为内能。

习题精选

1．关于功和能，下列说法正确的是（）

A．功就是能，功可以转化为能

B．做功越多，物体的能越大

C．能量转化中，做的功越多，能量转化越大

D．功是物体能量的量度

2．一个压缩弹簧把一个小球弹出，若小球只受到弹力的作用，弹力对小球做功则，则弹簧的弹性势能减少了_________，小球的动能增加了___________．

3．把一玩具电动机接在恒定电压上，合上电键的一段时间内，电流做的总功为200J，电动机因摩擦和线圈发热转化为热能为20J，则这段时间转化为机械能的值为________。4．行驶的汽车在刹车的过程中，克服_________做功，汽车的________能减少．

5．质量为m的雪橇，自高为h的山坡向下滑到水平雪地上，停止在A点，若再将它从A点拉回原处，则拉力至少应做________功。

6．下列与1焦耳的能量单位相对应的是（）

A．

B．1W·s

C．1N·m

D．1kg·m/s 7．做功的过程是________的过程，功是______的量度．

8．一根重为G，长为ｌ的均匀链条平放在水平面上，将链条的一端竖直向上慢慢提起，直到另一端刚离地为止，外力所做的功为______．

9．一个人用10ｍ/s的速度踢出质量为０．２kg的足球，ｇ取10ｍ/s，球在地面上运动一段距离后，滚上斜面，在斜面上１ｍ高处速度变为零．人踢球做功是______J．球运动中克服阻力所做的功是____J． 参考答案：

1．C

2．500J、500J

3．180J

4．阻力 动能

5．2mgh

6．BC

7．能量转化；能量转化

28．9．10； 8 重点讲解

一、做功的过程是能量转化的过程．物体的能量发生变化，对外则表现为做了一定的功．

1、做功使不同形式的能量发生转化．

人拉重物在光滑水平面上由静止而运动，人对物体做功的过程中，人的生物能转化为物体的动能．

在水力发电厂中，水流对水轮机冲击，带动水轮机转动，从而带动发电机转动而做功，水流的机械能转化为电能．

火车前进而做功，是先把燃料油和煤的化学能转化为热能，经内燃机或蒸汽机又把热能转化为火车的机械能„„

由此看来，能量互相转化要伴随着做功，但能量转化的多少如何来计算和确定呢？

2、功是能量转化的量度．

运动员将质量为15kg的杠铃举高2米，他做了 为杠铃的重力势能．

自然界中有各式各样的力，如电磁力、分子力、核力„„它们做功的计算方式各不相同，但有一点是共同的，即做了多少功就有多少能量由一种形式转化为另一种形式．

二、功和能的区别

（1）能是物体运动状态决定的物理量，即状态量；而功则是和物体运动状态变化过程有关的物理量，是过程量、两者有着本质的区别。

（2）做功可以使物体具有的能量发生变化，而且物体能量变化大小是用做功的多少来量度．但功和能不能相互转化．

J的功，则就有

J的生物能转化

第四篇：高一物理《功》教案

一、教学目标

1.理解功的概念：

(1)知道做机械功的两个不可缺少的因素，知道做功和工作的区别;

(2)知道当力与位移方向的夹角大于90时，力对物体做负功，或说物体克服这个力做了功。

2.掌握功的计算：

(1)知道计算机械功的公式W=Fscos知道在国际单位制中，功的单位是焦耳(J);知道功是标量。

(2)能够用公式W=Fscos进行有关计算。

二、重点、难点分析

1.重点是使学生在理解力对物体做功的两个要素的基础上掌握机械功的计算公式。

2.物体在力的方向上的位移与物体运动的位移容易混淆，这是难点。

3.要使学生对负功的意义有所认识，也较困难，也是难点。

三、教具

带有牵引细线的滑块(或小车)。

四、主要教学过程

(一)引入新课

功这个词我们并不陌生，初中物理中学习过功的一些初步知识，今天我们又来学习功的有关知识，绝不是简单地重复，而是要使我们对功的认识再提高一步。

(二)教学过程设计

1.功的概念

先请同学回顾一下初中学过的与功的概念密切相关的如下两个问题：什么叫做功?谁对谁做功?然后做如下总结并板书：

(1)如果一个物体受到力的作用，并且在力的方向上发生了位移，物理学中就说这个力对物体做了功。

然后演示用水平拉力使滑块沿拉力方向在讲桌上滑动一段距离，并将示意图画到黑板上，如图1所示，与同学一起讨论如下问题：在上述过程中，拉力F对滑块是否做了功?滑块所受的重力mg对滑块是否做了功?桌面对滑块的支持力N是否对滑块做了功?强调指出，分析一个力是否对物体做功，关键是要看受力物体在这个力的方向上是否有位移。至此可作出如下总结并板书：

(2)在物理学中，力和物体在力的方向上发生的位移，是做功的两个不可缺少的因素。

2.功的公式

就图1提出：力F使滑块发生位移s这个过程中，F对滑块做了多少功如何计算?由同学回答出如下计算公式：W=Fs。就此再进一步提问：如果细绳斜向上拉滑块，如图2所示，这种情况下滑块沿F方向的位移是多少?与同学一起分析并得出这一位移为s cos。至此按功的前一公式即可得到如下计算公式：

W=Fscos

再根据公式W=Fs做启发式提问：按此公式考虑，只要F与s在同一直线上，乘起来就可以求得力对物体所做的功。在图2中，我们是将位移分解到F的方向上，如果我们将力F分解到物体位移s的方向上，看看能得到什么结果?至此在图2中将F分解到s的方向上得到这个分力为Fcos，再与s相乘，结果仍然是W=Fscos。就此指出，计算一个力对物体所做的功的大小，与力F的大小、物体位移s的大小及F和s二者方向之间的夹角有关，且此计算公式有普遍意义(对计算机械功而言)。至此作出如下板书：

W=Fscos

力对物体所做的功，等于力的大小、位移的大小、力和位移的夹角的余弦三者的乘积。

接下来给出F=100N、s=5m、=37，与同学一起计算功W，得出W=400Nm。就此说明1Nm这个功的大小被规定为功的单位，为方便起见，取名为焦耳，符号为J，即1J=1Nm。最后明确板书为：

在国际单位制中，功的单位是焦耳(J)

1J=1Nm

3.正功、负功

(1)首先对功的计算公式W=Fscos的可能值与学生共同讨论。从cos 的可能值入手讨论，指出功W可能为正值、负值或零，再进一步说明，力F与s间夹角的取值范围，最后总结并作如下板书：

当090时，cos为正值，W为正值，称为力对物体做正功，或称为力对物体做功。

当=90时，cos=0，W=0，力对物体做零功，即力对物体不做功。

当90180时，cos为负值，W为负值，称为力对物体做负功，或说物体克服这个力做功。

第五篇：高一物理功教案

5.2功

班级________姓名________学号_____

学习目标:

1.理解功的概念，知道功的两个要素。

2.知道功的公式W=Fscosθ，会用这个公式计算恒力功。

3.理解正功和负功的概念，知道在什么情况下力做正功或负功。

4.知道什么是几个力对物体所做的总功，知道几个力对物体所做的总功等于这几个力的合力对物体所做的功，也等于各个力分别对物体做功的代数和。5．了解求变力的功的一般思维方向。6．理解功和能的关系。

学习重点: 1.功的概念和功的计算公式。

2.正、负功的意义。3．功能关系。

学习难点: 功的概念、正、负功的意义。主要内容:

一、功

功是物理学中一个抽象而又重要的概念，是以后学习“能”的基础。1． 功的定义：

2． 功的两个要素：力和位移

【例一】关于力对物体做功的情况，下列说法中正确的是()A． 物体做自由落体运动时，重力对物体一定做功。

B． 行星绕太阳在椭圆轨道上运行时，太阳对行星的引力一定做功。C． 沿斜坡向上行驶的汽车，牵引力一定做功。D．细绳的一端固定，另一端拴着小球，使小球在竖直平面内作变速圆周运动，细绳的拉力一定做功。

3． 功的大小：

①力和位移方向一致的情况：W=FS ②力和位移有夹角（α）的情况：W=FScosα

若α=0，则cosα=1，②式就化成①式，因此②式是计算功的一般公式。公式表明：力F对物体做的功只与F、s和a三者有关，与物体的运动状态等因素无关。③应用公式注意：

A．式中的F一定是恒力(大小、方向都不变)，即此式是求恒力做功的公式。若是变力，中学阶段一般不用此式求功。

B．式中的位移s一般是相对地面而言的。在物体可以看作质点时，s是物体的位移；当物体不可以看作质点或力的作用点与物体有相对运动时，s是力的作用点的位移．scosa即为在力的方向上发生的位移。

C．力所做的功，只和有力作用的那一段位移有关，若力取消后物体仍在运动，则力对物体所做功与力取消后物体发生的位移无关(即力F与位移s具有同时性)。

4．功的单位：在国际单位制中，是焦耳，简称焦，符号是J。1 J等于1 N的力使物体在力的方向上发生1 m的位移时所做的功。5．功是过程量，反映力对位移的累积效果。

6．功是标量，虽有正负之分，但却无方向，功的运算遵循代数运算法则。

【例二】如图所示，倾角为θ的斜面上有一个质量为m的物体，在水平推力F的作用下移动了距离s，如果物体与斜面间的摩擦系数为μ，则推力做的功为（）

A．Fssinθ

B．Fscosθ

C．μmgscosθ

D．mg(sinθ+μcosθ)s

二、正功和负功

1．对公式w=Fscosa讨论得知：

①当o≤a＜π/2时，cosa>0，w>o，表示力对物体做正功。

②当a=π/2时，cosa=0，w=0，表示力对物体不做功(力与位移方向垂直)。③当π/2＜a≤π时，cosa<0，w<0，表示为对物体做负功。

可见，一个力作用于物体，可以对物体做正功，做负功，也可能不做功。2．正功、负功的物理意义

①功是标量，只有大小，没有方向，功的正负既不表示功有方向，也不表示功的数量的大小。既不能说“正功和负功方向相反”，也不能说“正功大于负功”。正功和负功只表示两种相反的做功效果。

②力对物体做正功，说明物体在发生该段位移的过程中，该力是动力，使物体的能量增加。力对物体做负功，说明物体在发生该段位移的过程中，该力是阻力，使物体的能量减少。

③一个力对物体做负功，往往说成物体克服这个力做功（取绝对值），这两种说法在意义上是等同的。

【例三】质量为m的物体置于倾角为α的斜面体上，物体和斜面体间的摩擦系数为μ，在外力作用下斜面体以加速度a向左做匀加速直线运动，如图所示，运动过程中物体与斜面之间保持相对静止，下列说法正确的是()。A．斜面体对物体m的支持力一定做正功。B．斜面体对物体m的摩擦力一定做正功。C．斜面体对物体所的摩擦力可能不做功。D．斜面体对物体m的摩擦力可能做负功。

【例四】关于摩擦力对物体做功，以下说法中正确的是()A．滑动摩擦力总是做负功。

B．滑动摩擦力可能做负功，也可能做正功。C．静摩擦力对物体一定做负功。D．静摩擦力对物体总是做正功。

三、功能关系

功是能量转化的量度。

理解：

四、几个力的总功

∑W=W1+W2+W3+„

∑W=∑Fs=∑F·s 当合力F为恒力时W=Fscosα，α是合力F与物体位移s的夹角。

变力的功无法用公式W=Fscosα计算。

【例五】一个质量m=2kg的物体，受到与水平方向成37°角斜向上方的拉力F=10N，在水平地面上移动的距离s=2m，物体与地面间的动摩擦因数μ=0．3。求：(1)拉力F对物体所做的功。(2)摩擦力f对物体所做的功。(3)外力对物体所做的总功。

【例六】一质量为1千克的物体被人用手由静止向上提升l米，这时物体的速度

22米／秒，则下列说法中错误的是：（g取10米／秒）()（A）手对物体作功12焦。（B）合外力对物体作功12焦。(C)合外力对物体作功2焦。（D）物体克服重力作功10焦。

课堂训练：

1． 绳子的一端固定，另一端系一个物体，当它做稳定的圆锥摆运动时()A． 重力对物体做功，绳子的拉力不做功。B． 重力对物体不做功，绳子的拉力做功。C． 重力和拉力都对物体做功。

D．重力和拉力都对物体不做功。2．如图所示两物体与水平地面间摩擦系数相同，它们的质量相等，在甲图用力F1拉物体，在乙图用力F2推物体，两种情况下两物体都作匀速运动，经相同位移，则比较两种情况下合力所做的功，那么正确答案又是哪一个?()A．W1=W2 B．W1＞W2 C．W1＜W2 D．无法比较

3．一物体在力F作用下，在粗糙水平桌面上运动，下列说法正确的是：（）A．如果物体作匀加速运动，F一定对物体做正功。B．如果物体作匀减速运动，F一定对物体做负功。C．如果物体作匀减速运动，F可能对物体做正功。D．如果物体作匀减速运动，F可能对物体不做功。4．关于力对物体做功，下列说法正确的是()A．重力对物体做功与物体运动的路径无关，只与始末位置有关。B．合外力对物体不做功，物体必定做匀速直线运动。

C．作用力与反作用力在相同时间内所做的功一定大小相等，一正一负。D．滑动摩擦力对物体一定做负功。

课后作业：

l．如图小物块位于光滑的斜面上，斜面位于光滑的水平地面上，从地面上看，在小物块沿斜面下滑的过程中，斜面对小物块的作用力（）

A．垂直于接触面，做功为零。B．垂直于接触面，做功不为零。C．不垂直于接触面，做功为零。D．不垂直于接触面，做功不为零。

2．质量为m的物体，沿水平面滑动了s的距离，则它作功的情况正确的说法是()A．重力做正功，支持力做负功。B．重力做负功，支持力做正功。C．重力和支持力都做正功，大小为mgS。D．重力和支持力对物体都不做功。3．如图所示，物体由静止开始分别沿不同斜面由顶端A滑至底端B，两次下滑的路径分别为图中的I和II，两次物体与斜面的摩擦系数相同，且不计路径II中转折处的能量损失，则两次摩擦力对物体所做的功()A．第一次小B．第二次小 C．两次一样大D．无法确定 4．如图所示，绳的一端通过滑轮沿与水平方向成θ角施一恒力F，使木块水平向右移动s距离，在此过程中，恒力F做功为()A．FScosθ B．Fs(1+cosθ)C．2Fs D．2Fscosθ

5．如图所示，质量为m的滑块放在倾角为θ的斜面体M上，运动过程中滑块与斜面体始终相对静止，下列说法中正确的有()A．斜面体向右匀速移动距离s，斜面体对滑块没有做功。B．若斜面体向上匀速移动距离s，斜面体对滑块做功mgs。

C．斜面体向左以加速度a移动距离s，斜面体对滑块做的功为mas。

D．斜面体以加速度a匀加速向下移动距离s，斜面体对滑块做的功为m（g+a）s。

6．如图所示，利用动滑轮来吊起质量为20千克的物体，已知拉力F=140牛，滑轮与绳的质量以及摩擦均不计，则当物体由静止开始升高l米时，拉力F对物体所做的功为()A．40焦；B．80焦：C．140焦：D．280焦．

7．起重机的吊钩下挂着质量为m的木箱，如果木箱以加速度a匀减速下降了高度h，则木箱克服钢索拉力所做的功为()A．mgh B．m(g-a)h C．m（g+a）h D．m(a-g)h 8.如图所示，绷紧的传送带始终保持着大小为v=4m/s的速度水平匀速运动。一质量m=1kg的小物体无初速地放到皮带A处，物块与皮带间的滑动动摩擦因数μ=0．2，A、B之间距离s=6m。求物块从A运动到B的过程中摩擦力对物块做多少功?(取2g=lOm/s)