高中物理新課標(biāo)版人教版必修二優(yōu)秀教案：功

1、文檔供參考，可復(fù)制、編制，期待您的好評(píng)與關(guān)注！ 2 功整體設(shè)計(jì) 功和能的概念是物理學(xué)中重要的基本概念,且貫穿在全部物理學(xué)中,所以教材在第一節(jié)給出能量的概念后,接著對(duì)功進(jìn)行研究和討論.學(xué)生在初中已經(jīng)接觸過功,但這節(jié)內(nèi)容并不是初中內(nèi)容的簡單重復(fù),而是內(nèi)容的深化和拓展,尤其讓學(xué)生注意區(qū)分日常生活中我們所說的做“工”與力對(duì)物體的做功的區(qū)別. 教材從學(xué)生常見的起重機(jī)搬運(yùn)貨物、機(jī)車牽引列車前行、手握握力器的事例入手,便于學(xué)生認(rèn)識(shí)的逐步加深.教材本著創(chuàng)設(shè)情景,設(shè)疑激趣的原則,引導(dǎo)學(xué)生先分析力與位移同向的例子,然后探究力與位移有夾角時(shí)功的求解.在實(shí)際問題中,一個(gè)運(yùn)動(dòng)的物體往往不只受一個(gè)力的作用.教學(xué)中,讓學(xué)生

2、多舉例子,體會(huì)在物體產(chǎn)生一個(gè)位移的過程中,這些力有的是動(dòng)力,有的可能是阻力,還有的力對(duì)物體的位移沒有直接的影響,從而引出正、負(fù)功的概念,教師要逐步引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)歸納力做正、負(fù)功的條件,不要急于求成. 在實(shí)際教學(xué)過程中,應(yīng)多舉實(shí)例,讓學(xué)生動(dòng)腦分析、通過觀察、分析、總結(jié)、表述的過程,深化概念的理解.再輔以針對(duì)性較強(qiáng)的課堂訓(xùn)練,使學(xué)生能夠熟練掌握功的基本概念及其求解方法.教學(xué)重點(diǎn) 理解功的概念及正、負(fù)功的意義.教學(xué)難點(diǎn) 利用功的定義解決有關(guān)問題.課時(shí)安排 1課時(shí)三維目標(biāo)知識(shí)與技能1.理解功的概念,能利用功的一般公式進(jìn)行功的計(jì)算.2.理解總功,能計(jì)算合外力對(duì)物體所做的總功.3.理解功是能量轉(zhuǎn)化的量度,并

3、能舉例說明.過程與方法1.能從現(xiàn)實(shí)生活中發(fā)現(xiàn)與功有關(guān)的問題.2.體會(huì)科學(xué)研究方法對(duì)人類認(rèn)識(shí)自然的重要作用.3.能運(yùn)用功的概念解決一些與生產(chǎn)和生活相關(guān)的實(shí)際問題.情感態(tài)度與價(jià)值觀 有參與科技活動(dòng)的熱情,有將功的知識(shí)應(yīng)用于生活和生產(chǎn)實(shí)際的意識(shí),勇于探究與日常生活有關(guān)的物理學(xué)問題.教學(xué)過程導(dǎo)入新課情景導(dǎo)入 貨物被起重機(jī)舉高,重力勢(shì)能增加了;列車在機(jī)車的牽引力之下,速度增大,動(dòng)能增加了;彈簧受到拉伸或壓縮后,彈性勢(shì)能增加了;“神舟”飛船返回地面時(shí),在落地之前打開降落傘,在空氣阻力作用下,速度減小,動(dòng)能減少了;物體從高處自由下落,速度增加,動(dòng)能增加了這些都是我們所熟知的一些物理現(xiàn)象,這些現(xiàn)象有一個(gè)共同的

4、特征,你能看出來嗎? 吊裝貨物 “神舟”飛船返回 列車加速 彈簧被壓縮問題導(dǎo)入 在圖中兩個(gè)人分別向前、后拉車,他們所用的力對(duì)車產(chǎn)生的效果相同嗎?如果車前進(jìn)相同的位移,怎樣反映他們對(duì)車的作用效果? 拖拉機(jī)耕地時(shí),對(duì)犁的拉力F是斜向上方的,而犁是在水平方向運(yùn)動(dòng)的,此時(shí)拖拉機(jī)的拉力F對(duì)犁做功嗎?推進(jìn)新課一、功 復(fù)習(xí)回顧:功這個(gè)概念同學(xué)們并不陌生,我們?cè)诔踔芯鸵呀?jīng)學(xué)習(xí)過它的初步知識(shí).讓同學(xué)們思考做功的兩個(gè)因素:一是作用在物體上的力;二是物體在力的方向上移動(dòng)的距離. 教師引導(dǎo):高中知識(shí)的學(xué)習(xí)對(duì)知識(shí)的定義與理解更加深入,我們已經(jīng)學(xué)習(xí)位移,對(duì)功的要素應(yīng)如何更加精確地描述? 擴(kuò)展教學(xué):可以精確描述為:作用在物

5、體上的力; 物體在力的方向上移動(dòng)的位移. 即如果一個(gè)物體受到力的作用,并且在力的方向上發(fā)生了位移,物理學(xué)中就說這個(gè)力對(duì)物體做了功.概念理解:教師用手托黑板擦,提醒學(xué)生觀察與思考各力是否對(duì)物體做了功?過程一:平托黑板擦向上移動(dòng)一段距離.過程二:平托黑板擦水平移動(dòng)一段距離.問題1:在過程一中手對(duì)黑板擦的支持力與黑板擦的重力是否做功,并說明原因.問題2:在過程二中手對(duì)黑板擦的支持力與黑板擦的重力是否做功,并說明原因.學(xué)生思考討論并由代表總結(jié)回答,在上升過程中,位移方向在豎直方向,與支持力和重力共線,故二力做功了.在水平移動(dòng)過程中位移水平,在重力和支持力方向無位移,故此過程二力均未做功.點(diǎn)評(píng)：通過知識(shí)

6、回顧,復(fù)習(xí)做功的兩個(gè)要素,并通過簡單的課堂演示,讓學(xué)生現(xiàn)場(chǎng)分析做功情況,加深做功要素的理解.并強(qiáng)調(diào)指出,分析一個(gè)力是否對(duì)物體做功,關(guān)鍵是要看受力物體在這個(gè)力的方向上是否有位移.問題探究問題1:如果力的方向與物體的運(yùn)動(dòng)方向一致,應(yīng)該怎樣計(jì)算這個(gè)力的功.課件展示情景一:物體m在水平力F的作用下水平向右的位移為l,如下圖所示,求力F對(duì)物體做的功.教師指導(dǎo)學(xué)生思考問題,根據(jù)功的概念獨(dú)立推導(dǎo).尤其強(qiáng)調(diào)力和位移方向一致,這時(shí)功等于力跟物體在力的方向上移動(dòng)的位移的乘積.即W=Fl.問題2:若力的方向與物體的運(yùn)動(dòng)方向成某一角度,該怎樣計(jì)算功呢?課件展示情景二:物體m在與水平方向成角的力F的作用下,沿水平方向向

7、前行駛的距離為l,如圖所示,求力F對(duì)物體所做的功. 教師提示學(xué)生思考,雖然F與位移方向不一致,但可以根據(jù)力F的作用效果把F沿兩個(gè)方向分解.即跟位移方向不一致的分力F1,跟位移方向垂直的分力F2. 學(xué)生根據(jù)教師的提示畫出物體的受力分析圖,并在相互垂直的方向上正交分解,并求解F1、F2的功. 則分力F1所做的功等于F1l,分力F2的方向跟位移的方向垂直,物體在F2的方向上沒有發(fā)生位移,所以F2所做的功等于零. 因此,力F對(duì)物體所做的功W等于F1l,而F1=Fcos, 所以,W=Flcos 教師利用實(shí)物投影儀展示學(xué)生的推導(dǎo)結(jié)果,點(diǎn)評(píng)、總結(jié),得出功的定義式,及其文字?jǐn)⑹?并強(qiáng)調(diào)公式中各量的物理意義.通

8、過讓學(xué)生動(dòng)手親自推導(dǎo)公式,讓學(xué)生加深對(duì)公式的理解,為公式的靈活應(yīng)用打好基礎(chǔ). 要點(diǎn)辨析:教師與學(xué)生共同通過具體實(shí)例的計(jì)算,對(duì)公式的使用注意事項(xiàng)總歸納:1.公式中F應(yīng)為恒力,即大小、方向不變.2.做功與物體運(yùn)動(dòng)形式(勻速或變速)無關(guān),也就是說,當(dāng)F、l及其夾角確定后,功W就有確定值.3.計(jì)算功時(shí),一定要明確是哪個(gè)力對(duì)物體做的功.4.功是過程量,是力在空間的積累量.5.公式中的單位:F牛(N);l米(m);W焦(J).二、正功和負(fù)功 公式理解:功的計(jì)算式W=Flcos包含cos這一要素,通過數(shù)學(xué)知識(shí)的學(xué)習(xí)我們知道:隨著的變化,cos的值也變化.指導(dǎo)學(xué)生利用數(shù)學(xué)知識(shí)討論隨的變化,cos的取值如何變化

9、,從而得到功W的意義如何. 學(xué)生討論總結(jié):力F與物體位移l的夾角的取值范圍為0°180°.那么,在這個(gè)范圍之內(nèi),cos可能大于0,可能等于0,還有可能小于0,從而得到功W也可能大于0、等于0、小于0. 教師指導(dǎo)學(xué)生思考所討論的問題,并畫出各種情況下力做功的示意圖.并通過示意圖總結(jié):1.當(dāng)=時(shí),cos=0,W=0.力F和位移l的方向垂直時(shí),力F不做功;2.當(dāng)<時(shí),cos>0,W>0.這表示力F對(duì)物體做正功;3.當(dāng)<時(shí),cos<0,W<0.這表示力F對(duì)物體做負(fù)功.點(diǎn)評(píng)：教師通過實(shí)物投影儀投影學(xué)生畫圖情況,點(diǎn)評(píng)、總結(jié).利用數(shù)學(xué)知識(shí)分析物理問題是

10、物理學(xué)習(xí)常用的手段.培養(yǎng)學(xué)生分析問題的能力. 指導(dǎo)學(xué)生閱讀課本內(nèi)容.提出問題,力對(duì)物體做正功或負(fù)功時(shí)有什么物理意義呢?結(jié)合生活實(shí)際,舉例說明. 概念理解:指導(dǎo)學(xué)生通過正功、負(fù)功的概念比較理解正、負(fù)功的意義. 在實(shí)際問題中,一個(gè)運(yùn)動(dòng)的物體往往不只受一個(gè)力的作用,在物體產(chǎn)生一個(gè)位移的過程中,這些力中有的力是動(dòng)力,有的力則可能是阻力,還有的力對(duì)物體的位移沒有直接的影響.例如:用一個(gè)水平的力F拉物體在粗糙水平面上運(yùn)動(dòng).這時(shí)我們說F對(duì)物體做了正功,而阻力f對(duì)物體也做了功,但是顯然f與F的功是有區(qū)別的,f做的功是負(fù)功,也可說成是物體克服阻力f做功.而支持力N和重力G就沒有做功.思維拓展 功是標(biāo)量,只有數(shù)值

11、,沒有方向.功的正、負(fù)并不表示功的方向,而且也不是數(shù)量上的正與負(fù).我們既不能說“正功與負(fù)功的方向相反”,也不能說“正功大于負(fù)功”,它們僅表示相反的做功效果.正功和負(fù)功是同一物理過程從不同角度的反映.舉例說明：在上圖中,可以說摩擦力做負(fù)功,也可以說物體克服摩擦力做了正功.比如摩擦力做了-20 J的功,可以說物體克服摩擦力做了20 J的功. 形象比喻:小明借了小剛50元錢,從小明的角度,是小明借了錢;從小剛的角度,是小剛把錢借給別人. 在上述對(duì)功的意義認(rèn)識(shí)的基礎(chǔ)上,討論正功和負(fù)功的意義,得出如下認(rèn)識(shí): 正功的意義是:力對(duì)物體做功向物體提供能量,即受力物體獲得了能量. 負(fù)功的意義是:物體克服外力做功

12、,向外輸出能量(以消耗自身的能量為代價(jià)),即負(fù)功表示物體失去了能量.例題 一個(gè)質(zhì)量m=2 kg的物體,受到與水平方向成37°角斜向上方的力F1=10 N作用,在水平地面上移動(dòng)的距離l=2 m,物體與地面間的滑動(dòng)摩擦力F2=4.2 N,求外力對(duì)物體所做的總功.解法一:拉力F1對(duì)物體所做的功為：W1=F1lcos37°=10×2×0.8 J=1.6 J摩擦力F2對(duì)物體所做的功為：W2=F2lcos180°=-4.2×2 J=-8.4 J外力對(duì)物體所做的總功W等于W1和W2的代數(shù)和所以：W=W1+W2=7.6 J.解法二：物體受到的合力為:

13、F合=F1cos37°-F2=10×N-4.2 N=3.8 N所以W=F合l=3.8×2 J=7.6 J.師生一起點(diǎn)評(píng)兩種解答過程,并對(duì)解題規(guī)律總結(jié)如下:(1)當(dāng)物體在幾個(gè)力的共同作用下發(fā)生一段位移時(shí),求這幾個(gè)力的總功的方法:一是根據(jù)功的公式W=Flcos,其中F為物體所受的合外力;二是先求各力對(duì)物體所做的功W1、W2、Wn,再求各力所做功的代數(shù)和,即W=W1+W2+Wn,注意代入功的正、負(fù)號(hào).(2)由于功是標(biāo)量,第二種方法較為簡便.課堂訓(xùn)練1.如圖所示,質(zhì)量為m的物體靜止于傾角為的光滑斜面體上,斜面體的質(zhì)量為M.現(xiàn)對(duì)該斜面體施加一個(gè)水平向左的推力F,使物體與斜面

14、之間無相對(duì)滑動(dòng),一起沿水平方向向左移動(dòng)了s,則在此勻速運(yùn)動(dòng)過程中斜面體M對(duì)物體m做的功為（ ）A.Fs B.mgstan C. D.mgscossin答案：B2.起重機(jī)將質(zhì)量為100 kg的重物豎直向上移動(dòng)了2 m,下列三種情況下,做功的力各有哪幾個(gè)力?每個(gè)力做了多少功?是正功還是負(fù)功?(不計(jì)阻力,g取9.8 m/s2)(1)勻加速提高,加速度a1=0.2 m/s2;(2)勻速提高;(3)勻減速下降,加速度大小a2=0.2 m/s2.答案：(1)拉力和重力;W拉=2×103 J,WG=-1.96×103 J;拉力做正功,重力做負(fù)功(2)拉力和重力;均等于1.96×

15、103 J;拉力做正功,重力做負(fù)功(3)拉力和重力;拉力做功-2×103 J;重力做功1.96×103 J;拉力做負(fù)功,重力做正功3.如圖,在光滑的水平面上,物塊在恒力F=100 N的作用下從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn),不計(jì)滑輪的大小,不計(jì)繩與滑輪的質(zhì)量及繩、滑輪間的摩擦,H=2.4 m,=37°,=53°.求拉力F做的功.答案：100 J4.如圖所示的軌道ABCD中,AB、CD為光滑圓弧軌道,BC為長2 m的水平軌道,物體與水平軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù)=0.2,質(zhì)量為m的物體從高h(yuǎn)=1 m的A處由靜止開始滑下,求：(1)物體第一次在軌道到達(dá)的最大高度H;(2)物體最后停

16、在何處?答案：(1)H=0.6 m (2)物體最后停在BC的中點(diǎn)課堂小結(jié)1.功是力作用在物體上對(duì)空間的積累效應(yīng),即談到“功”,必有力作用在物體上并在力的方向上發(fā)生一段位移.功是能量變化的量度,這個(gè)觀點(diǎn)是貫穿全章的主線.2.對(duì)公式W=Flcos要從三個(gè)方面理解:(1)功是針對(duì)某一力的,談到功時(shí),一定要指明是哪個(gè)力對(duì)物體做了功;(2)力對(duì)物體做功只和物體的運(yùn)動(dòng)過程有關(guān),只要F、l、相同,則恒力F做的功就相同,而與物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無關(guān),即不管物體是加速運(yùn)動(dòng)、減速運(yùn)動(dòng)還是勻速運(yùn)動(dòng);(3)由于位移與參考系的選取有關(guān),所以功具有相對(duì)性.3.功是標(biāo)量,功的正負(fù)由夾角來確定.正、負(fù)功的意義是:力對(duì)物體做正功,表

17、示施力物體能夠把能量傳遞給受力物體、受力物體的能量增加;力對(duì)物體做負(fù)功表示受力物體把能量傳遞給其他的物體,受力物體的能量減少,即物體克服外力做功.4.公式W=Flcos只適用于恒力做功的情形.對(duì)于變力做功的問題可以用其他方式求解(“動(dòng)能定理”一節(jié)里將會(huì)講得很透徹).布置作業(yè)1.教材“問題與練習(xí)”第2、3題.2.以小組為單位,讓學(xué)生舉出生活中力做正功、負(fù)功、不做功的實(shí)際例子,加深對(duì)教材內(nèi)容的理解.板書設(shè)計(jì)2 功活動(dòng)與探究主題:探究功的標(biāo)量性提示:如果功是矢量,功的計(jì)算將遵守什么法則?如果功是標(biāo)量,功的計(jì)算將遵守什么法則?試通過下面給出的實(shí)例加以證明. 投影,展示問題:在光滑水平面上物體受到兩個(gè)沿

18、水平方向、相互垂直的大小分別為6 N和8 N的恒力,從靜止開始運(yùn)動(dòng)5 m,求每個(gè)力做的功和合力做的總功.參考答案：合力F=N=10 N,合力方向即合位移方向,容易求得與6 N的力夾角為53°,與8 N的力夾角為37°,所以W1=F1lcos1=6×5×cos53° J=18 JW2=F2lcos2=8×5×cos37° J=32 JW合=10×5×cos0° J=50 J=W1+W2可見,功的合成不符合平行四邊形定則,而滿足代數(shù)運(yùn)算法則,故功是標(biāo)量.習(xí)題詳解1.解答：W甲=Flcos(180°-)=Flcos30°=10×2×J=17.32 JW乙=-Flcos30°=-17.32 JW丙=Flcos30°=17.32 J2.解答:鋼繩的拉力做功W=Fl=2.0×104×5 J=