高中必修第二冊《1功與功率》優(yōu)質(zhì)課教案教學(xué)設(shè)計

課時教案第八單元 第1案 總第案課題：§8.1.1功與功率（約2課時） 2020年 月 日教學(xué)目標核心素養(yǎng)教學(xué)重點物理觀念：理解功的定義及做功的必要因素，理解求功公式中各物理量的含義；物理觀念：理解功率的定義及功率的計算，理解求公式中各物理量的含義；科學(xué)思維：會推導(dǎo)功利功率的計算公式，理解推導(dǎo)論證過程；科學(xué)探究：通過演示和事例，學(xué)會探究功的來歷，培養(yǎng)學(xué)習(xí)興趣。功和功率概念的理解，力做功要素的理解W=Fscos0,功和功率的計算教學(xué)難點.正負功的含義及力做功正負的判定.物體的位移與力的作用點的位移的關(guān)系.平均功率和瞬時功率的理解與計算高考考點課型新授教具教法教學(xué)過程教學(xué)環(huán)節(jié)教師活動預(yù)設(shè)學(xué)生活動預(yù)設(shè)

復(fù)習(xí)引入：任何人類活動都離不開能量,在長期的科學(xué)探索實踐中，人們發(fā)現(xiàn)不同形式的能量可以相互轉(zhuǎn)化，并且能量的轉(zhuǎn)化與功的概念密切相關(guān)。原因就是，如果在一個過程中存在做功的現(xiàn)象，就必然存在能量轉(zhuǎn)移或轉(zhuǎn)化的現(xiàn)象，從本節(jié)開始我們來學(xué)習(xí)關(guān)于功的相關(guān)知識?，F(xiàn)在同學(xué)們回顧，在初中我們學(xué)習(xí)過，什么是功？如何計算力做的功？學(xué)生回答，什么是功，教師總結(jié)。教學(xué)環(huán)節(jié)教師活動預(yù)設(shè)學(xué)生活動預(yù)設(shè)

教學(xué)環(huán)節(jié) 教師活動預(yù)設(shè) 學(xué)生活動預(yù)設(shè)教學(xué)環(huán)節(jié) 教師活動預(yù)設(shè) 學(xué)生活動預(yù)設(shè)夾角的余弦這三者的乘積。理解：①.n7是力F的功，只與1、n有關(guān)，與物體的運動狀態(tài)及物體是否還受其它作用力等因素?zé)o關(guān)。且只能求恒力做功，若是變力，則不能直接用此公式求解。例1.如圖示，用同樣大的力拉不同的物體在不同的接觸面上發(fā)生相同的位移，其中甲在光滑水平面，乙在粗糙水平面，丙在光滑斜面，丁在粗糙斜面上，求拉力F做功情況丙A.丙A.甲中做功最少C.做功一樣多TB.丁中做功最少D.無法比較練1.一水平力F作用在質(zhì)量為m的物體上，使物體由靜止沿光滑水平面移動位移1,做功為VV1,若作用在質(zhì)量為2m的物體上，使物體由靜止沿光滑水平面移動位移I,做功為W2,若作用在質(zhì)量為2m的物體上，使物體由靜止沿粗糙水平面移動位移I,做功為W3,則八大隊公映的大小關(guān)系。(Wi=W2=W3)說明功的決定因素關(guān)系②功是力對位移的累積效應(yīng)，所以是過程量，求功時一定要明確求的是哪一個力在哪段位移上的功。若力撤消后物體仍運動，則該力做的功與撤消后物體發(fā)生的位移無關(guān)例2.某力作用于物體上，F(xiàn)與水平方向夾角0,發(fā)生一段位移11后，撤去F,物體又滑行L后停止，求F做的功。F解：有力作用時，物體位移h,所做的功為1小,撤去F后，雖然有位移，但是作用力F消失F了，所以做功為零，可得：③［是物體在力F作用下發(fā)生的對地位移是力的作用點的位移，不一定是物體的位移。在題目具體處理過程中，要正確理解物體的位移和力的作用點的位移的含義。例3.如右圖，某人站在平臺上，用力F將物體提升高度為L,求力F做的功。解：題目沒說明是勻速上升還是加速或者減速，所以只能依據(jù)功的概念求解。物體上升高度為L,所以力的作用點的位移為2L,故F的功為：W=F.2L=2FL若是勻速提升高度為L,還可以有第二種解法。由平衡條件可知，滑輪連接物體的聲中作用力為2F,物體上升高度為L,所以功為：W=2FL練.如圖所示，坐在雪橇上的人與雪橇的總質(zhì)量為m,在與水平面成8角的恒定拉力F作用下，沿水平地面向右移動了一段距離7.已知雪橇與地面間的動摩擦因數(shù)為“，重力加速度為g,學(xué)生閱讀教材P75內(nèi)容，討論力做功的幾種情況則雪橇受到的（C學(xué)生閱讀教材P75內(nèi)容，討論力做功的幾種情況A.支持力做功為mglB.重力做功為niglC.拉力做功為F/cos0D.滑動摩擦力做功為.I⑴igl二、正功和負功由n7=FZcosn知，夾角n的大小決定了卬的正負。1.當。=工時，W=Flcosa=Fl>0做正功即同向情況2.當a=三時，IV=O,零功或不做功。2.當0<。<三時，cosa>0 W>0做正功2.當Ovav/r時，cosa<0PV<0做負功2.當a=4時，cosa<0 W<0做負功，反向情況綜上所述：當0式?！?時，cosoOVV>Q做正功2當二時，cosavOW<0做負功2當。=工時，cosfZ=OIA-0,零功或不做功。2例1.某物體在力F作用下水平向右運動的位移為I,拉力的方向分別如圖5甲、乙所示，分別求兩種情況下拉力對物體做的功.V///////////////////////, //，//々/////7//方/；，//'甲 乙解：對甲圖做功為飛，得：1匕=FZcos30°=點FZ對乙圖做功為W2,得：W2=FlcosIdQ0=-^-Fl練.某同學(xué)為配合值日生打掃地面，將凳子向上搬起后再緩慢放回原處，此過程中該同學(xué)對凳子做功的情況是（B）A.一直做正功 B.先做正功，再做負功C.一直做負功 D.先做負功，再做正功理解：①功有正負，但是標量。其正負由n決定，力做正功，說明此力為動力；做負功說明此力為阻力；對物體做負功也可這幾種情況，分n11舉個栗子別舉例說明。完成教材P7s練習(xí)與應(yīng)用1舉例說明以說成是物體克服力做正功。學(xué)生回答，理解問題：兩個力一個做了“-5J”的功，另一個做了"-2J”的功，哪一個符號的含義。功多？②符號的含義：只表示做正功還是負功，不表示大小也不表示方向。正負功的理解及判定方法\條件從動力學(xué)角度看從能量角度看力對物體做正正當0<rtv￡時,力是物體運動功，向物體提供功W>0的動力能量，即受力物體獲得了能量不做功JT當a=2時，W=0力對物體既不是動力，也不是阻力阻力X物體克服外力做負當:vnErB寸，力是物體運動功，向外輸出能功W<0的阻力量，即負功表示物體失去了能量說明也可根據(jù)力和速度方向夾角判斷功的正負練.質(zhì)量為的木塊相對靜止在傾角為0的斜面上。在水平推力F作用下，木塊隨斜面一起水平勻速向左移動了距離1,則支持力和摩擦力對木塊做的功分別為多少？解：對物體受力及運動過程分析如圖：設(shè)支持力做的功為W1,摩擦力做的功為vv2,由平衡條件可得：支持力N=mgcos3摩擦力f=7〃gsin。由求斜面對物體做的功引起學(xué)生思考，得出求總功的方法。由求斜面對物體做的功引起學(xué)生思考，得出求總功的方法。閱讀教材P75藍色字體，得出什么是總功。求出上面例題中斜面對物體做的功。所以支持力的功：八4=N?sin6“=7〃glsin8cos8摩擦力的功 =/?cos(7T-0)Z=-7〃gZsin8cos8思考：斜面對物體做了多少功？三、總功.定義：若物體在幾個力的共同作用下發(fā)生一段位移，這幾個力對物體所做的總功，等于每個力做功對物體做功德代數(shù)和。.方法：①先求合力，再據(jù)l\7=FZcos求功，尸為合外力②功是標量,據(jù)力的獨立性可先求出每個力的功，再求代數(shù)和。即依據(jù)LV=IY+l&+…+1匕求總功例1?一升降機向上提升重物，求下列幾種情況下各力做的功，及各力對物體做的總功。①勻速提升解：分析受力，物體受重力和拉力F,由題意可得：F=nigWG=-High WF=Fh=mghW=WG+WF=O②以均勻加速提升解：設(shè)拉力為F,由牛頓第二定律得：Ft峪變式得：F=7〃(g+&)WF=Fh= +所以合功IVz.=WF+1%=maji③以改勻減速提升解：設(shè)拉力為F,由牛頓第二定律得：7〃g-F'=，Z〃2 變式得：F'=7〃(g-〃2)拉力的功Wr=F'h=m(g-02)hIV介=TV^.+WG=-ma2h即：幾個力做功的合功也等于幾個力合力所做的功。練.如圖，升降機內(nèi)有一斜面，其偵角為6,一質(zhì)量為m的物體放斜面上，若升降機以加速度。勻加速直線上升，且物體與斜面保持相對靜止，則在升降機上升高度h的過程中，物體受到的各力分別對物體做了多少功？合力對物體做了多少功？解：對物體進行受力分析得：法1:先將N和/合成為F,由F-nig=jiui得：F=nig+maN=Fcosb=〃z(g+〃)cos。f=Fsin0=7〃(g+a)sin0WN=Ncos=m(g+a)hcos231%=/sin94i=7/z(g+n)Jzsin23WG=-inghw^vn+Wc+Wf=nwh或:W^=F^4i=niahnn法2:正交分解得出各個力N、f、mgNcos0+fsin0-7〃g=ma ①Nsin。-fcos。=0 ②①xsin6-②xcos。得：f=7〃(g+n)sin。①xcos?+②xsin。得：N=m(^+a)cos0再求各個力的功，然后求合功。.一對相互作用力對系統(tǒng)做功學(xué)生舉例說明①相互作用的磁場力做功情況：學(xué)生舉例說明做功類型可分為：均為正功，均為負功，可一正一負，一零一負，一零一正。②一對相互作用的摩擦力做功情況:m ?V m靜摩擦力：對系統(tǒng)內(nèi)的物體做功可一正一負，可均為零功，但對系統(tǒng)做功總功為零，原因無相對位移。動摩擦力：對系統(tǒng)內(nèi)物體可一正一負，均為負，但對系統(tǒng)做功一定為負，因為有相對位移?？偨Y(jié)：一對相互作用的摩擦力對系統(tǒng)做功可為零功（靜），可為負功（動），一定不會是正功；對系統(tǒng)內(nèi)的物體做功情況視具體問題而定。例1.兩個物體間的作用力和反作用力做工情況是（C）A.作用力做功，反作用力一定做功B.作用力做正功，反作用力一定做負功C.作用力和反作用力可能都做負功D.作用力和反作用力做的功一定大小相等且兩者代數(shù)和為零練.如圖所示，站在汽車上的人 c用手推車的力為F，腳對車向后的靜摩擦力為F,下列說法正確的是（AB）A.當車勻速運動時，F(xiàn)和F做的總功為零B.當車加速運動時，尸和千的總功為負功C.當車加速運動時，F(xiàn)和F的總功為正功D.不管車做何種運動，F(xiàn)和F，的總功都為零A.將包提起來 B.站在水平勻速 C.A.將包提起來 B.站在水平勻速 C.乘升降電梯D.提著包上摟行駛的車h學(xué)生完成，相互糾正反饋，教師點評學(xué)生思考問題：物體速度發(fā)生變化，是否有力對物體做功？物體有加速度是否有力做功？（典型四、某力是否做功的判定1.依據(jù)定義：例1.分析圖中的哪個人對物體做了功？（A）一渺4）小〃啦著小銘用力推汽小華搬著箱子在水小雯背著書重物上升車,汽車沒動平路面勻速行走包在等車練1.下列選項所示的四幅圖是小華提包回冢的情景，其中小華提包的力不做功的是（B）練2.一人乘電梯從1樓到20樓，在此過程中經(jīng)歷了先加速，再勻速，最后減速的運動過程，則電梯對人的支持力做功的情況是（D）A.加速時做正功，勻速時不做功，減速時做負功B.加速時做正功，勻速和減速時做負功C.加速和勻速時做正功，減速時做負功D.始終做正功2.看力F與速度。方向的夾角（也可看速度大小的變化）:例2.圓盤上的物體隨圓盤做勻速圓周運動摩擦力做功嗎？如果加速轉(zhuǎn)動呢？五、變力做功.大小不變，方向變化的力的功：主要指力F與速度。始終共例子：圓周運動線的情況。 和平拋運動。）例1.如圖，小球在大小不變的拉力F作用下，在水平槽內(nèi)做圓周運動，如果圓半徑為R,拉力F的方宗）向恒與小球的瞬時速度方向一致，則在[ j]小球運動一周的過程中，拉力F所做的\\ 力功多大？解析：因F與。始終同向，可得力F做的功為：VV=F-2ttR.彈力做功：注意強調(diào)彈力F隨位移呈線性變化，此時F取平均值。舉例