《1.功》教學(xué)設(shè)計(jì)(遼寧省縣級優(yōu)課)-物理教案

7.2功★新課標(biāo)要求（一）知識與技能1、理解功的概念，知道做功的兩個(gè)必要因素。2、掌握功的計(jì)算式W＝F·SCosα，明確各個(gè)物理量的意義，知道功的單位。3、知道功是標(biāo)量，掌握正功和負(fù)功的含義，并能用功的公式進(jìn)行相關(guān)運(yùn)算。（二）過程與方法培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的習(xí)慣，從熟悉的事例分析中進(jìn)一步理解功的概念。（三）情感、態(tài)度與價(jià)值觀培養(yǎng)學(xué)生對科學(xué)的興趣，堅(jiān)定學(xué)習(xí)、思考、探索的信念?！锝虒W(xué)重點(diǎn)功的概念及功的計(jì)算式W＝F·SCosα★教學(xué)難點(diǎn)正、負(fù)功的含義及合外力做功的計(jì)算?！锝虒W(xué)方法 教師啟發(fā)、引導(dǎo)，學(xué)生自主閱讀、思考，討論、交流學(xué)習(xí)成果?！锝虒W(xué)工具計(jì)算機(jī)、CAI課件、錄像片★教學(xué)過程（一）引入新課教師活動：初中我們學(xué)過做功的兩個(gè)因素是什么?學(xué)生思考并回答：一是作用在物體上的力，二是物體在力的方向上移動的距離。擴(kuò)展：高中我們已學(xué)習(xí)了位移，所以力做功的兩個(gè)必要因素⑴作用在物體上的力⑵物體在力的方向上移動的位移導(dǎo)入：一個(gè)物體受到力的作用，且在力的方向上移動了一段位移，這時(shí)，我們就說這個(gè)力對物體做了功。在初中學(xué)習(xí)功的概念時(shí)，強(qiáng)調(diào)物體運(yùn)動方向和力的方向的一致性，如果力的方向與物體的運(yùn)動方向不一致呢？相反呢？力對物體做不做功？若做了功，又做了多少功？怎樣計(jì)算這些功呢？本節(jié)課我們來繼續(xù)學(xué)習(xí)有關(guān)功的知識，在初中的基礎(chǔ)上進(jìn)行擴(kuò)展。（二）進(jìn)行新課1、推導(dǎo)功的表達(dá)式教師活動：如果力的方向與物體的運(yùn)動方向一致，該怎樣計(jì)算功呢？問題一：物體m在水平力F的作用下水平向前行駛的位移為s，求力F對物體所做的功。學(xué)生活動：思考老師提出的問題，根據(jù)功的概念獨(dú)立推導(dǎo)。在問題一中，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的距離的乘積。W=Fs教師活動：如果力的方向與物體的運(yùn)動方向成某一角度，該怎樣計(jì)算功呢？問題二：物體m在與水平方向成α角的力F的作用下，沿水平方向向前行駛的距離為s，求力F對物體所做的功。學(xué)生活動：思考老師提出的問題，根據(jù)功的概念獨(dú)立推導(dǎo)。在問題二中，由于物體所受力的方向與運(yùn)動方向成一夾角α，可根據(jù)力F的作用效果把F沿兩個(gè)方向分解：即跟位移方向一致的分力F1，跟位移方向垂直的分力F2，據(jù)做功的兩個(gè)不可缺少的因素可知：分力F1對物體所做的功等于F1s。而分力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，所以分力F2所做的功等于零。所以，力F所做的功W=W1＋W2=W1=F1s=Fscosα教師活動：展示學(xué)生的推導(dǎo)結(jié)果，點(diǎn)評、總結(jié)，得出功的定義式。力F對物體所做的功等于力的大小、位移的大小、力和位移夾角的余弦這三者的乘積。即：W=FscosαW表示力對物體所做的功，F(xiàn)表示物體所受到的力，s物體所發(fā)生的位移，α力F和位移之間的夾角。說明①F是作用在物體上的某個(gè)力（如G、N、f等），但必為恒力②l是F的作用點(diǎn)發(fā)生的位移③α是矢量F和l的夾角，0～180°力對物體做的功只與F、l、α三者有關(guān)，與物體的運(yùn)動狀態(tài)等因素?zé)o關(guān)2、功的單位：在國際單位制中，功的單位是焦耳，符號是J3、功是標(biāo)量功只有大小、沒有方向，但功有正負(fù)4、對正功和負(fù)功的學(xué)習(xí)教師活動：指導(dǎo)學(xué)生閱讀課文正功和負(fù)功一段。通過上邊的學(xué)習(xí)，我們已明確了力F和位移s之間的夾角，并且知道了它的取值范圍是０°≤α≤180°。那么，在這個(gè)范圍之內(nèi)，cosα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。請畫出各種情況下力做功的示意圖，并加以討論。學(xué)生活動：認(rèn)真閱讀教材，思考老師的問題。①當(dāng)α=π/2時(shí)，cosα=0，W=0。力F和位移s的方向垂直時(shí)，力F不做功；②當(dāng)α＜π/2時(shí)，cosα＞0，W＞0。這表示力F對物體做正功；③當(dāng)π/2＜α≤π時(shí)，cosα＜0，W＜0。這表示力F對物體做負(fù)功。教師活動：點(diǎn)評、總結(jié)。教師活動：提出問題，力對物體做正功或負(fù)功時(shí)有什么物理意義呢？結(jié)合生活實(shí)際，舉例說明。5、關(guān)于“負(fù)功”難點(diǎn)的突破：從公式上看α>90°時(shí)，Cosα<0，W<0，即力和物體位移間夾角大于90°時(shí)，力對物體做負(fù)功。從動力學(xué)觀點(diǎn)看，力F是阻力，對物體運(yùn)動起阻礙作用。因?yàn)榍皫渍碌膶W(xué)習(xí)中，對“負(fù)”號我們已強(qiáng)調(diào)是表示方向，學(xué)生有一定的思維定勢，所以在這里應(yīng)特別強(qiáng)調(diào)功是標(biāo)量，功的正負(fù)只反映力是動力時(shí)使物體速度增大，力是阻力時(shí)使物體速度減小，不說明功具有方向性，并且明確指出：力F做負(fù)功－FS克服力F做功F·S。一個(gè)力對物體做負(fù)功，往往說成物體克服這個(gè)力做功。5、幾個(gè)力做功的計(jì)算教師活動：剛才我們學(xué)習(xí)了一個(gè)力對物體所做功的求解方法，而物體所受到的力往往不只一個(gè)，那么，如何求解這幾個(gè)力對物體所做的功呢?例題：如圖所示，一個(gè)物體在拉力F1的作用下，水平向右移動位移為s，求各個(gè)力對物體做的功是多少?各個(gè)力對物體所做功的代數(shù)和如何?物體所受的合力是多少?合力所做的功是多少?學(xué)生活動：認(rèn)真審題，解決問題。教師活動：點(diǎn)評總結(jié)。解析：物體受到拉力F1、滑動摩擦力F2、重力G、支持力F3的作用。重力和支持力不做功，因?yàn)樗鼈兒臀灰频膴A角為90°；F1所做的功為：W1=Fscosα，滑動摩擦力F2所做的功為：W2=F2scos180°=-F2s。各個(gè)力對物體所做功的代數(shù)和為：W=（F1cosα-F2）s根據(jù)正交分解法求得物體所受的合力F=F1cosα-F2合力方向向右，與位移同向；合力所做的功為：W=Fscos０°=（F1cosα-F2）s總結(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)力對物體所做的功可以用下述方法求解（1）求出各個(gè)力所做的功，則總功等于各個(gè)力所做功的代數(shù)和；（2）求出各個(gè)力的合力，則總功等于合力所做的功。教師活動：例題：一個(gè)質(zhì)量m=2kg的物體，受到與水平方向成37°角斜向上方的拉力F1=10N，在水平地面上移動的距離s=2m。物體與地面間的滑動摩擦力F2=4.2N。求外力對物體所做的總功。學(xué)生活動：認(rèn)真審題，解決問題。教師活動：學(xué)生解題過程，點(diǎn)評總結(jié)。解析：拉力F1對物體所做的功為W1=F1scos37°=16J。摩擦力F2對物體所做的功為W2=F2scos180°=-8.4J。外力對物體所做的總功W=W1＋W2=7.6J。（另解：先求合力，再求總功）結(jié)論：幾個(gè)力對一個(gè)物體做功的代數(shù)和，等于這幾個(gè)力的合力對這個(gè)物體所做的功。（三）課堂總結(jié)、點(diǎn)評教師活動：讓學(xué)生概括總結(jié)本節(jié)的內(nèi)容。請一個(gè)同學(xué)到黑板上總結(jié)，其他同學(xué)在筆記本上總結(jié)，然后請同學(xué)評價(jià)黑板上的小結(jié)內(nèi)容。學(xué)生活動：認(rèn)真總結(jié)概括本節(jié)內(nèi)容，并把自己這節(jié)課的體會寫下來、比較黑板上的小結(jié)和自己的小結(jié)，看誰的更好，好在什么地方。（四）學(xué)生練習(xí)練習(xí)1.下列關(guān)于力做功的說法中，正確的是A．人用力F=300N將足球踢出，球在空中飛行40m，人對足球做功1200JB．人用力推物體，但物體未被推動，人對物體做功為零C．物體豎直上升時(shí)，重力不做功D．只有恒力才能做功，變力不能做功練習(xí)２.用同樣大小的力F作用于放在同一粗糙水平面上三塊相同的木塊，第一塊受力方向與水平方向成θ角斜向上，第二塊受力方向與水平方向成θ角斜向下，第三塊受力方向沿水平向．三塊木塊都從靜止開始運(yùn)動相同的距離，則有()A．力F斜向上時(shí)，需克服摩擦阻力最小，力F做功最大B．力F斜向下時(shí)，需克服摩擦阻力最大，力F做功最大C．三種情況力F一樣大，通過的位移也一樣，力F做功也一樣大D．第一、二種情況下力F做功相同，都小于第三種情況下力F做功練習(xí)3.一個(gè)斜面長5m，高2.5m，用平行于斜面、大小為100N的力F，將質(zhì)量為10kg的物體從斜面底端勻速推到斜面的頂端．在這個(gè)過程中（g=10m/s2）()A．力F做功500JB．力F做功250JC．重力做功250JD．克服摩擦力做功250J練習(xí)4．質(zhì)量為m的物體放在粗糙的水平面上，受到水平力F的作用，下列敘述中正確的是()A．如果物體做勻加速直線運(yùn)動，則力F一定做正功B．如果物體做勻加速直線運(yùn)動，則力F可能做負(fù)功C．如果物體做勻減速直線運(yùn)動，則力F可能做正功D．如果物體做勻減速直線運(yùn)動，則力F可能做負(fù)功5.如圖所示，一個(gè)質(zhì)量為m的木塊，放在傾角為α的斜面體上，當(dāng)斜面與木塊保持相對靜止沿水平方向向右勻速移動距離s的過程中，作用在木塊上的各個(gè)力分別做功？合力的功是多少？（五）學(xué)生測試1、質(zhì)量為m的物體沿傾角為θ的固定斜面勻速滑下，在通過位移s的過程()A.重力對物體做功mgsB.重力對物體做功mgssinC.支持力對物體做功mgscosD.摩擦力對物體做正功，數(shù)值為mgssin2.把一個(gè)物體豎直向上拋出去，該物體上升的最大高度是h，若物體的質(zhì)量為m，所受的空氣阻力恒為f,則在從物體被拋出到落回地面的全過程中（）A、重力所做的功為零

B、重力所做的功為2mghC、空氣阻力做的功為零

D、空氣阻力做的功為-2fh3、起重機(jī)將質(zhì)量為100kg的重物豎直向上移動了2ｍ，下列三種情況下，做功的力各有哪幾個(gè)?每個(gè)力做了多少功?是正功還是負(fù)功?（不計(jì)阻力，ｇ=9.8ｍ/s2）（1）勻加速提高，加速度a1=0.2ｍ/s2；（2）勻速提高；（3）勻減速下降，加速度大小a2=0.2ｍ/s2.（六）學(xué)生作業(yè)1．下列關(guān)于做功的說法中正確的是()A．凡是受力的作用的物體，一定有力對物體做功B．凡是發(fā)生了位移的物體，一定有力對物體做功C．只要物體受力的同時(shí)又有位移發(fā)生，就一定有力對物體做功D．只要物體受力且在力的方向上發(fā)生了位移，就一定有力對物體做功2．用水平恒力F作用于質(zhì)量為M的物體上，使之在光滑的水平面上沿力的方向移動距離l，恒力做功為W1.再用該恒力作用于質(zhì)量為m(m<M)的物體上，使之在粗糙的水平面上移動同樣距離l，恒力做功為W2，則兩次恒力做功的關(guān)系是()A．W1>W2 B．W1<W2C．W1＝W2 D．無法判斷3．下列說法中正確的是()A．功是矢量，正、負(fù)表示方向B．功是標(biāo)量，正、負(fù)表示外力對物體做功還是物體克服外力做功C．力對物體做正功還是做負(fù)功，取決于力和位移的方向關(guān)系D．力做功總是在某過程中完成的，所以功是一個(gè)過程量4．在下面哪些情況下，人對書本的作用力F做了功()A．F豎直向上，書本保持靜止B．F豎直向上，人與書本沿水平方向勻速運(yùn)動C．F沿水平方向，書本保持靜止D．F豎直向上，人與書本豎直向上做勻速運(yùn)動5．足球運(yùn)動員飛起一腳用60N的力將足球踢出，足球沿草地運(yùn)動了40m后停止運(yùn)動，關(guān)于運(yùn)動員對足球做功的情況，下列說法正確的是()A．運(yùn)動員對足球做功2400JB．運(yùn)動員對足球沒有做功C．運(yùn)動員對足球做了功，但無法確定其大小D．以上說法都不對6．一個(gè)力對物體做了負(fù)功，則說明()A．這個(gè)力一定阻礙物體的運(yùn)動B．這個(gè)力不一定阻礙物體的運(yùn)動C．這個(gè)力與物體運(yùn)動方向的夾角α>90°D．這個(gè)力與物體運(yùn)動方向的夾角α<90°7．如圖所示，兩個(gè)互相垂直的力F1和F2作用在同一物體上，使物體運(yùn)動，物體通過一段位移時(shí)，力F1對物體做功4J，力F2對物體做功3J，則力F1和F2的合力對物體做功為()A．7JB．1JC．5JD．3.58．下列現(xiàn)象中，物體動能轉(zhuǎn)化為勢能的是()A．秋千在最高處蕩向最低處B．張開的弓把箭水平射出去C．騎自行車勻速駛上斜坡D．正在騰空上升的禮花彈9．自由擺動的秋千擺動幅度越來越小，下列說法正確的是()A．機(jī)械能守恒B．能量正在消失C．只有動能和重力勢能的相互轉(zhuǎn)化D．減少的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，但總能量守恒10．物質(zhì)、能量、信息是構(gòu)成世界的基本要素，下面關(guān)于能量的認(rèn)識中錯(cuò)誤的是()A．能量是一個(gè)守恒量B．同一個(gè)物體可能同時(shí)具有多種不同形式的能量C．物體對外做了功，它一定具有能量D．地面上滾動的足球最終停下來，說明能量消失了11．下列關(guān)于做功的說法中正確的是()A．凡是受力作用的物體，一定有力對物體做功B．凡是發(fā)生了位移的物體，一定有力對物體做功C．只要物體