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⑵提出几个例子让学生讨论、分析,自己得出做功的两个必要因素。
例一:人用一个向前的推力推一笨重的物体而没有推动。(有力但没有发生位移,推力没做功,“劳而无功”。)
例二:在极光滑的水平冰面上滑动的木块,各力做功如何?(物体受力也有位移,但在力的方向上无位移,做功为零,水平方向虽有位移,但没有力的作用,做功也为零,“不劳无功”。)
例三:一小球从某一高度自由下落,重力有没有做功。(物体受力在力的方向上有位移,重力有做功。)
⑶提醒学生注意几点:
谈到做功要明确是什么力做功?对什么物体做功?在什么过程做功?
例:某同学提一桶水在水平地面上走了4米,然后提到3米高的二楼,该同学对水桶做功如何?
设计意图:以教师提问将教学环节紧紧相扣,组织学生讨论培养学生独立探究、合作探究的能力。
2.对功的一般计算式W=F·SCosα这一教学重点,在教学中采取如下措施:(15分钟)
⑴通过复习初中已学过力的方向跟物体运动方向相同时,功的计算式为W=F·S,在这基础上提出问题, 力的方向跟运动方向成某一夹角α时,做功如何计算?
⑵启发学生利用所学矢量的分解知识,自己通过分析、推理得出W=F·SCosα。
教材上方法是将力分解成平行于位移S的分力FCosα和垂直于位移的分力FSinα,后一分力做功为0,所以W=F·SCosα。
在教学中为了活跃学生的思路,还可以介绍另一种方法,即把位移S分解成平行于和垂直于力F的分位移SCosα和 S Sinα,同样可以得出W=F·SCoxα,不要小看这短短一笔,它对开阔学生思路,摒弃“自古华山一条路”的思维定势意义非凡,正是体现素质教育的好素 材。
⑶公式W=F·SCosα各量意义。 F━力的大小,S━位移的大小,α━力的方向和位移方向的夹角。
例:一同学用如图示中的力F=20N推一个箱子,把箱子在水平方向上移动S=10m,求推力所做的功。(学生可能出现错误解答W=F·SCosα=20×10×1/2=100J)
⑷公式的适用条件。
公式W=F·SCosα其实也不是普遍适用的,它只适用于恒力做功,这一点教材上没有提及,但必须及早向学生指出。经验表明,如果教师不向学生指明,学生 很少会独自“悟”出来。至于指出的方式有两种:一是在写出公式后马上开列“注意点”,实践表明这种方式看起来很快很方便,但学生不容易真正理解并掌握,只 是死记硬背。另一种方法是先设计一些思考题,让学生在思考中自己得出结论,即借助启发式教学。
[例1]放在水平光滑地面上的静止物体,受-10N的水平向右的力推动,运动8m时突然将此力反向,但大小不变,一直把物体推回原处(即全过程总位移为0),能否用W=F·SCos α算出此力在全过程中做的功等于零?总功为多少?
通过将运动分成如图的AB、BC、CA几个阶段,可以得出全过程中推力做功W=160J而不等于0,从而明白
W=F·SCosα只适用于“大小和方向均
不变”的恒力做功,同时还初步学会处
理“变力”做功的方法之一,将运动分段,使每段都可以看作是“恒力”。
⑸在讨论公式时不要让学生单纯从数学形式上就α=0°、90°、180°得出结论,应启发学生从力做的功等于为F与物体在力的方向上的位移S的乘积来分析 几个特殊情况的意义,要让学生体会到:α=0°时物体在力的方向上的位移就是S;α=90°时, 物体在力的方向上无位移;α=180°时,物体位移方向与力的方向相反, 力做的功为负。
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