高中物理教師備課資料卡 機械功原理

1、【知識點名稱】機械功的原理【知識點名稱】機械功的原理《課程標準》的要求《課程標準》的要求舉例說明功是能量變化的量度；理解功和功率。關心生活和生產中常見機械功率的大小及其意義。通過實驗，探究恒力做功與物體動能變化的關系。理解動能和動能定理。用動能定理解釋生活和生產中的現(xiàn)象?！救S目標】【三維目標】1（魯科J）知道機械功的原理，懂得使用任何機械可以省力但不能省功。2（魯科J）能舉例說明功是能量轉化的量度。3（魯科J）知道機械做功的本質是能量

2、轉化的過程。4（魯科J）初步學會用能量觀點分析問題和解決問題。具有尊重客觀規(guī)律、實事求是的精神。機械功的原理機械功的原理（魯科K）很早以前，人類就開始應用簡單機械來做功廠：人們發(fā)現(xiàn)，有的機械使用起來可以省力，有的機械使用起來可以省位移。那么，有既省力、又省位移的機械嗎下面，我們通過實驗進行探究。比較D5與D6，發(fā)現(xiàn)使用機械不能省功，反而費功，由此引發(fā)學生思考為什么在有用功一樣的情況下，使用機械反而費功這一問題，即要多克服機械的自身重力和

3、摩擦所做的功，從而引發(fā)學生合理猜想：對于機械來說，一般情況下，動力功應等于有用功加上額外功，即機械功。在這一教學過程巾，教師應引導學生通過數(shù)據(jù)的比較。揭示事物的本質規(guī)律，這正是科學探究所強調的：培養(yǎng)學生發(fā)現(xiàn)問題、分析論證的能力。（魯科k）在實驗中我們看到，不使用任何機械時，動力所做的功即為動力克服物體所受重力做的功；使用機械時，一方面動力對機械做功，另一方面機械又克服阻力對外做功。其中，動力對機械所做的功W動(又稱輸入功)就是總功W總；

4、機械克服阻力所做的功W阻，既包括克服有用阻力所做的有用功W有用(又稱輸出功，如克服被提物體所受的重力做的功)，也包括克服額外阻力所做的額外功W額外(又稱損失功，如克服機械自身所受重力和各種摩擦阻力做的功)。經過長期實踐和大量研究，人們發(fā)現(xiàn)，對任何機械而言，總有W動=W=W阻=W=W有用有用WW額外額外也可以寫成W輸入輸入=W=W輸出輸出WW損失損失這一結論可以表述為：使用任何機械時，動力對機械所做的功總是等于機械克服阻力所做的功。這就是

5、機械功的原理，簡稱為功的原理(principleofwk)。功的原理是機械的基本原理，是機械做功所遵循的基本規(guī)律。它告訴我們，使用任何機械都不能省功。做一定量的功，要省力就要增大做功時的位移，而要減小做功時的位移就要多用力。事實上，使用任何機械都必然存在無用阻力，也就是說在實際情況下使用任何機械總是費功的。斜面是一種典型的簡單機械。當我們利用斜面把重物推到高處時(圖1—10)，如果不計摩擦力，且已知斜面長為l，高為h，傾角為θ，重物所受

6、的重力為G，根據(jù)機械功的原理，推力F所做的功WF就應當?shù)扔诓挥眯泵娑扇酥苯訉⒃撝匚锾岬酵桓叨葧r克服重力所做的功WG，即WG=Fl=Gh=Fl=Gh所以(2)能的轉化與做功關系的建立：任何做功過程，都可以用如下的流程圖表示。通過流程圖的分析，使學生認識到：做功過程必然存在一種形式能量的增加，同時有另一種形式能量的減少，這種增與減容易使學生聯(lián)想到其中存在的轉化現(xiàn)象，進而得出做功過程必然伴隨能量轉化的認識；接著做定性分析：做功越多，物體能

7、量的轉化也越多，由此引導學生認識做功多少與能量轉化的多少存在數(shù)量上的必然聯(lián)系。這就為學生認識功足能量轉化的量度架起了橋梁。(3)根據(jù)機械功的原理，任何機械都不能省功，而功又是能量轉化的量度，故任何機械都只能將一種形式能量轉化為另一種形式能量，它決不可能產生或消滅能量。這一關系的建立比較抽象，建議結合具體例子加以說明，本節(jié)的知識為下一章能量轉化與守恒定律的建立打下了基礎。(人教人教J)J)功能關系的討論功能關系的討論功的概念起源于早期工業(yè)

8、革命的需要當時的工程師們需要一個比較蒸汽機效益的辦法.在實踐中大家逐漸同意用機器舉起的物體的重量與高度之積來量度機器的輸出，并稱之為功.19世紀初，法國科學家科里奧利明確地把作用力和受力點沿力的方向的位移的乘積叫做“運動的功”當功和能量這兩個概念在具體的物理過程中“匯合”之時，人們才進了一大步，認識到“功的重要意義在于它可以決定能量的變化，因而為研究能量轉化過程奠定了定量分析的基礎”這是今天的物理學總把“功”和“能”捆綁在一起的原因功和

9、能量在哪些物理過程中“匯合”了呢重力做功和重力勢能的變化過程就是一個典型事例本書就是從這里開始，討論功和能的關系的這既是一種教學思路，也是一種科學思維之路，因而對培養(yǎng)學生的邏輯思維能力和研究方法是有益的在重力做功與重力勢能關系的討論中，認真分析了與路徑無關的問題這是希望有助于學生形成嚴肅認真的GW科學態(tài)度我們不是鼓勵學生質疑嗎如果物體從A至B，不同路徑下不同，還有意義嗎物理教學應培養(yǎng)“追根GWEP問底”的思維習慣，“自圓其說”應是最起碼

10、的要求【生活應用】【生活應用】【課本習題】【課本習題】1（魯科K）阿基米德有句名言：“給我一個支點，我可以撬動地球?！奔僭O阿基米德的質量為60kg，地球的質量約為61024kg(把地球視為質點)，如果阿基米德所使用的杠桿短臂長為m，那么，他需要的杠桿總長是多少若31想將地球舉高1mm，阿基米德需要將杠桿的另一端壓下多少米解答：騎車上陡坡走S形路線同盤山公路一樣，都是對斜面的巧妙運用。一定的，走S形路線增大了上坡的距離，由功的原理可知，走