高中物理人教版第七章機(jī)械能守恒定律功 【教學(xué)設(shè)計(jì)】功-物理

“功”教學(xué)設(shè)計(jì)一、教學(xué)目標(biāo)1．理解功的概念，知道做功的兩個(gè)不可缺少的因素。2．掌握功的公式：，會(huì)計(jì)算恒力的功，掌握計(jì)算總功的方法。3．知道功是標(biāo)量，認(rèn)識(shí)正功、負(fù)功的含義。4．通過(guò)學(xué)習(xí)功的概念及其公式導(dǎo)出的過(guò)程，讓學(xué)生體會(huì)并學(xué)習(xí)物理學(xué)的研究方法，認(rèn)識(shí)物理模型和數(shù)學(xué)工具在物理學(xué)發(fā)展過(guò)程中的作用。二、教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)1．重點(diǎn)是使學(xué)生在理解力對(duì)物體做功的兩個(gè)要素的基礎(chǔ)上掌握功的概念和機(jī)械功的計(jì)算公式。2．物體在力的方向上的位移與物體運(yùn)動(dòng)的位移容易混淆，這是難點(diǎn)。3．要使學(xué)生對(duì)負(fù)功的意義有所認(rèn)識(shí)，也較困難，也是難點(diǎn)。4．如何判定各個(gè)力做功的正負(fù)和各個(gè)力所做的總功的計(jì)算?！景咐O(shè)計(jì)】一、導(dǎo)入新課通過(guò)對(duì)木頭在起重機(jī)的拉力作用下逐漸上升、列車在機(jī)車牽引力的作用下加速行駛、握力器在手的壓力作用下發(fā)生形變的能量變化，引出力對(duì)物體做了功。應(yīng)用實(shí)物器材，讓幾位學(xué)生到臺(tái)上（或前排）動(dòng)手操作將物體從一個(gè)位置移動(dòng)到另一位置。例如：1．出示茶杯，要求學(xué)生動(dòng)手將茶杯從講臺(tái)桌的一端移動(dòng)到另外一端（或移到窗臺(tái)上）。2．將凳子從教室左端提到右端。教師提出問(wèn)題：幾位同學(xué)在上述操作過(guò)程中，他們對(duì)物體的作用力在那些階段做了功？若做功，所做的功如何計(jì)算？在上述過(guò)程中主要有兩中情況：1．與在同一直線上或垂直；2．與不在同一直線上而是互成某一夾角。教師組織學(xué)生分析討論。情況1預(yù)測(cè)：有做功，。情況2預(yù)測(cè)：a．有做功，；b．沒(méi)有做功。說(shuō)明：學(xué)生在對(duì)與在同一直線上或垂直的情況（如圖1所示），分析力是否做功以及做功的多少，可應(yīng)用初中所學(xué)知識(shí)，基本上可以順利解決。但教師在這里仍應(yīng)結(jié)合學(xué)生的回答，介紹和強(qiáng)調(diào)：功是過(guò)程量，功是力作用在物體上通過(guò)一段位移（或一段時(shí)間）才發(fā)生的。求功時(shí)一定要明確要求的是哪一個(gè)力在哪一段位移（過(guò)程）上做的功。學(xué)生對(duì)與互成夾角時(shí)，力是否做功以及做多少功？會(huì)遇到困難，借此引入新課。二、講授新課討論探究功的一般表達(dá)式：當(dāng)與互成夾角時(shí)，力是否做功以及做功的多少，正是本節(jié)課所要學(xué)習(xí)的內(nèi)容，下面通過(guò)同學(xué)們分組討論探究，并請(qǐng)小組代表回答下面所提出的問(wèn)題。設(shè)疑：1．如果人用斜向上的力拉車前進(jìn)時(shí)，車發(fā)生了一段位移，如圖2。圖2與圖1例子中的拉力有什么主要的不同之處？預(yù)測(cè)：a．圖1中的力水平方向，圖2中的力沿與水平方向成角。預(yù)測(cè)：a．圖1中的力沿水平方向，圖2中的力沿與水平方向成角的方向。b．圖1中的力與在同一方向上，而圖2中的力與方向之間有一夾角。設(shè)疑：2．圖2中力是否做功，其做功大小為多少？為什么？教師引導(dǎo)：同學(xué)們是否可以從力的作用效果出發(fā)，并用力的分解知識(shí)討論到底是否做功？若做功，該如何計(jì)算？預(yù)測(cè)：a．不做功。因?yàn)椴皇俏矬w在力的方向上的位移。b．做功，。因?yàn)橛辛?，位移為。c．做功，。因?yàn)橹贿m用于與在同一直線上，而圖2中與不在一直線上，如果我們用兩個(gè)分力和代替，即將沿兩個(gè)方向分解：一個(gè)分解為與位移方向在同一直線上的分力，另一分解為跟位移方向垂直的分力，如圖3所示，則：。分力的方向跟位移方向垂直，所以分力所做的功等于零。分力對(duì)物體所做的功的等于。根據(jù)合力與分力的作用效果相同可得。d．做功，。因?yàn)槿魧⑽矬w的位移沿力的方向投影，其值為，則可以認(rèn)為力方向上的位移是（如圖4所示）。根據(jù)功的定義即可得到計(jì)算公式：。說(shuō)明：對(duì)于功的一般表達(dá)式的推導(dǎo)過(guò)程采用討論探究的方式進(jìn)行，為學(xué)生提供參與自主學(xué)習(xí)的機(jī)會(huì)，不僅注重知識(shí)的形成過(guò)程，培養(yǎng)學(xué)生邏輯推理能力，而且增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性。若學(xué)生基礎(chǔ)較好可以預(yù)測(cè)，那么視學(xué)生討論情況及時(shí)補(bǔ)充講解。若學(xué)生沒(méi)有提出項(xiàng)討論，則可以在后續(xù)的學(xué)習(xí)中逐漸體會(huì)，不必苛求。教師小結(jié)：力與物體在力的方向上發(fā)生的位移是做功的兩個(gè)不可缺少的因素，一個(gè)力對(duì)物體所做的功，等于力的大小、位移的大小、力和位移的夾角的余弦三者的乘積。即。當(dāng)恒力對(duì)物體做功時(shí)，公式有普遍意義。求一個(gè)力對(duì)物體所做的功：當(dāng)力的方向和位移方向相同時(shí)，，力所做的功；當(dāng)力的方向和位移方向成角時(shí)，則有不同的方法處理求解：一是應(yīng)用公式直接代入相應(yīng)的各個(gè)物理量運(yùn)算求解；二是先把力正交分解，求出力在位移方向上的分量，由于力與位移方向垂直的分力不做功，因此功；三是先求出位移在力的方向上的分量，再求功。4．學(xué)生敘述功的求解公式中各個(gè)字母的含義及單位。5．正功和負(fù)功（1）首先從公式中的可能值入手，讓學(xué)生討論完成下表，得出功可能為正值、負(fù)值或零，并讓學(xué)生例舉力對(duì)物體做正功和做負(fù)功實(shí)例。的取值的值功的正負(fù)1力對(duì)物體做正功0<大于0力對(duì)物體做正功0力跟位移垂直時(shí)，不做功<a<小于0力對(duì)物體做負(fù)功（2）結(jié)合實(shí)例說(shuō)明正功、負(fù)功的物理意義。功是標(biāo)量，沒(méi)有方向，但有正功和負(fù)功之分。功的“正”、“負(fù)”并不表示功的方向，不能說(shuō)正功與負(fù)功方向相反。如果一個(gè)力對(duì)物體的運(yùn)動(dòng)起促進(jìn)作用（動(dòng)力），這個(gè)力所做的功是正的；如果一個(gè)力對(duì)物體的運(yùn)動(dòng)起阻礙作用（阻力），這個(gè)力所做的功是負(fù)的。正功與負(fù)功表示相反的做功效果。正功的意義是：力對(duì)物體做正功，表明此力的效果是促進(jìn)物體的運(yùn)動(dòng)，是動(dòng)力。負(fù)功的意義是：力對(duì)物體做負(fù)功，表明此力的效果是阻礙了物體運(yùn)動(dòng)，是阻力。一個(gè)力對(duì)物體做負(fù)功，也可說(shuō)成物體克服這個(gè)力做了功（正值）。例如：一個(gè)力對(duì)物體做了10-6的功，可說(shuō)成是物體克服這個(gè)力做了106的功。另外功的“正”、“負(fù)”也不表示它們的大小，也就是不能說(shuō)“正功大于負(fù)功”。例如：兩個(gè)力做功分別為，，比較這兩個(gè)力做功的大小。答案應(yīng)是：＞。說(shuō)明：正功、負(fù)功意義的教學(xué)過(guò)程，可采用看書(shū)，提問(wèn)，學(xué)生猜想，教師補(bǔ)充的形式進(jìn)行。這樣有利于學(xué)生自主學(xué)習(xí)，積極參與，加深理解和記憶。6．總功的計(jì)算：學(xué)習(xí)了一個(gè)力對(duì)物體所做的功的求解方法，而物體所受到的力往往不只一個(gè)，那么，如何求解幾個(gè)力對(duì)一物體所做的功呢？下面通過(guò)一例題加以解決。例題、一個(gè)質(zhì)量m=150kg的雪橇，受到與水平方向成θ＝37°角斜向上方的拉力F=500N，在水平地面上移動(dòng)的距離l=5m。物體與地面間的滑動(dòng)摩擦力F阻=100N。求力對(duì)物體所做的總功。師生共同對(duì)例題小結(jié)：當(dāng)物體在幾個(gè)力的共同作用下發(fā)生一段位移時(shí)，這幾個(gè)力對(duì)物體所做的總功通?？梢杂孟率鰞?/p>