第四章 第一節(jié) 功(教學(xué)設(shè)計(jì))2023-2024學(xué)年高中物理必修第二冊(cè)同步核心輔導(dǎo)與測(cè)評(píng)（粵教版）

第四章第一節(jié)功(教學(xué)設(shè)計(jì))2023-2024學(xué)年高中物理必修第二冊(cè)同步核心輔導(dǎo)與測(cè)評(píng)（粵教版）授課內(nèi)容授課時(shí)數(shù)授課班級(jí)授課人數(shù)授課地點(diǎn)授課時(shí)間教學(xué)內(nèi)容粵教版高中物理必修第二冊(cè)第四章第一節(jié)《功》，主要包括以下內(nèi)容：

1.功的概念：介紹功的定義、公式及單位，解釋力對(duì)物體做功的條件。

2.功的計(jì)算：通過(guò)實(shí)例分析，講解如何計(jì)算恒力做功、變力做功以及功的合成與分解。

3.功與能量的關(guān)系：探討功與能量的轉(zhuǎn)化，闡述功是能量轉(zhuǎn)化的量度。

4.功的物理意義：分析功在物理學(xué)中的重要性，以及它在實(shí)際生活中的應(yīng)用。

5.相關(guān)練習(xí)題：提供一些與本章內(nèi)容相關(guān)的練習(xí)題，幫助學(xué)生鞏固所學(xué)知識(shí)。核心素養(yǎng)目標(biāo)分析本節(jié)課旨在培養(yǎng)學(xué)生的物理觀念、科學(xué)思維和科學(xué)探究等核心素養(yǎng)。通過(guò)學(xué)習(xí)功的概念和計(jì)算方法，學(xué)生能夠建立能量轉(zhuǎn)化的觀念，理解功在物理學(xué)中的重要作用。同時(shí)，通過(guò)實(shí)例分析和練習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用物理知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力，發(fā)展其科學(xué)思維能力。此外，通過(guò)探究功與能量的關(guān)系，激發(fā)學(xué)生的好奇心和探究欲，培養(yǎng)其科學(xué)探究精神和實(shí)踐創(chuàng)新能力。重點(diǎn)難點(diǎn)及解決辦法重點(diǎn)：

1.功的定義和計(jì)算公式。

2.功與能量轉(zhuǎn)化的關(guān)系。

難點(diǎn)：

1.變力做功的計(jì)算。

2.功的合成與分解在實(shí)際問(wèn)題中的應(yīng)用。

解決辦法與突破策略：

1.對(duì)于功的定義和計(jì)算公式，通過(guò)實(shí)際例子（如物體在恒力作用下沿直線運(yùn)動(dòng)）來(lái)講解，引導(dǎo)學(xué)生理解功的計(jì)算方法，并通過(guò)練習(xí)鞏固。

2.通過(guò)實(shí)驗(yàn)演示和動(dòng)畫(huà)模擬，直觀展示功與能量轉(zhuǎn)化的過(guò)程，幫助學(xué)生建立物理模型，理解能量守恒定律。

3.對(duì)于變力做功的計(jì)算，使用微元法將變力分解為無(wú)窮多個(gè)小段恒力，計(jì)算每個(gè)小段的功，再求和得到總功。

4.通過(guò)具體案例講解功的合成與分解，如斜面上升和下降的功的計(jì)算，引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用數(shù)學(xué)工具（如向量分解）解決實(shí)際問(wèn)題。

5.定期組織小組討論和問(wèn)題解答環(huán)節(jié)，讓學(xué)生在實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)和解決問(wèn)題，教師及時(shí)提供反饋和指導(dǎo)。教學(xué)資源準(zhǔn)備1.教材：確保每位學(xué)生配備粵教版高中物理必修第二冊(cè)教材。

2.輔助材料：收集功的計(jì)算實(shí)例、能量轉(zhuǎn)化案例的相關(guān)圖片和視頻，以及功與能量關(guān)系的動(dòng)畫(huà)演示。

3.實(shí)驗(yàn)器材：準(zhǔn)備斜面、滑輪組、測(cè)力計(jì)、小車等實(shí)驗(yàn)器材，以及必要的防護(hù)設(shè)備。

4.教室布置：設(shè)置實(shí)驗(yàn)操作區(qū)，保證實(shí)驗(yàn)安全進(jìn)行；劃分小組討論區(qū)域，以便學(xué)生合作學(xué)習(xí)。教學(xué)過(guò)程一、導(dǎo)入新課

1.同學(xué)們，大家好！上節(jié)課我們學(xué)習(xí)了力的作用效果，那么大家思考一下，力對(duì)物體做功的實(shí)質(zhì)是什么？

2.很好，力對(duì)物體做功的實(shí)質(zhì)是能量的轉(zhuǎn)化。今天我們將深入學(xué)習(xí)關(guān)于功的知識(shí)，這節(jié)課的主題是“功”。

二、探究功的概念

1.請(qǐng)大家翻開(kāi)教材第四章第一節(jié)，閱讀關(guān)于功的定義。根據(jù)教材內(nèi)容，誰(shuí)能告訴我什么是功？

2.對(duì)，功是力在物體上所做的功，它是力與物體在力的方向上移動(dòng)距離的乘積。我們用公式W=F*s*cosθ來(lái)表示，其中W是功，F(xiàn)是力，s是物體移動(dòng)的距離，θ是力與位移之間的夾角。

3.現(xiàn)在，我想請(qǐng)大家舉例說(shuō)明哪些情況下力對(duì)物體做功，哪些情況下力沒(méi)有對(duì)物體做功。

三、講解功的計(jì)算方法

1.接下來(lái)，我們來(lái)學(xué)習(xí)如何計(jì)算功。請(qǐng)大家看教材上的例題，我們一起分析一下如何計(jì)算恒力做功。

2.首先，我們需要明確力的方向和物體移動(dòng)的方向是否一致。如果一致，那么cosθ就是1，功的計(jì)算就簡(jiǎn)化為W=F*s。

3.如果力的方向和物體移動(dòng)的方向不一致，我們需要用cosθ來(lái)計(jì)算力在物體移動(dòng)方向上的分力，再乘以物體移動(dòng)的距離。

4.現(xiàn)在，請(qǐng)大家嘗試計(jì)算教材上的練習(xí)題，鞏固一下恒力做功的計(jì)算方法。

四、探究變力做功

1.在實(shí)際生活中，我們經(jīng)常會(huì)遇到變力做功的情況。請(qǐng)大家看教材上的案例，分析如何計(jì)算變力做功。

2.變力做功的計(jì)算稍微復(fù)雜一些，我們可以采用微元法。將變力分解為無(wú)數(shù)個(gè)微小段，每個(gè)微小段視為恒力，計(jì)算每個(gè)微小段的功，然后將這些微小段的功求和，就得到了變力做的總功。

3.現(xiàn)在，請(qǐng)大家嘗試計(jì)算教材上的變力做功的練習(xí)題。

五、探究功與能量的關(guān)系

1.同學(xué)們，我們已經(jīng)學(xué)習(xí)了功的計(jì)算方法，那么大家思考一下，功和能量之間有什么關(guān)系？

2.對(duì)，功是能量轉(zhuǎn)化的量度。當(dāng)一個(gè)物體受到力的作用而移動(dòng)時(shí)，力對(duì)物體做功，這個(gè)過(guò)程中能量發(fā)生了轉(zhuǎn)化。

3.請(qǐng)大家看教材上的案例，分析功與能量轉(zhuǎn)化的關(guān)系。在這個(gè)過(guò)程中，我們引入了能量的概念，能量是物體做功的能力。

六、講解功的合成與分解

1.接下來(lái)，我們學(xué)習(xí)功的合成與分解。請(qǐng)大家看教材上的案例，分析如何計(jì)算多個(gè)力共同作用下的功。

2.當(dāng)多個(gè)力共同作用于一個(gè)物體時(shí)，我們需要將這些力進(jìn)行合成，得到一個(gè)等效的合力。然后，根據(jù)合力與物體移動(dòng)方向的關(guān)系，計(jì)算合力做的功。

3.如果多個(gè)力的方向不同，我們需要將每個(gè)力分解為物體移動(dòng)方向上的分力，分別計(jì)算每個(gè)分力做的功，然后將這些分力做的功求和，得到總功。

4.現(xiàn)在，請(qǐng)大家嘗試計(jì)算教材上的功的合成與分解的練習(xí)題。

七、課堂小結(jié)

1.通過(guò)本節(jié)課的學(xué)習(xí)，我們掌握了功的定義、計(jì)算方法，以及功與能量轉(zhuǎn)化的關(guān)系。

2.大家能夠運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題，如計(jì)算恒力做功、變力做功以及功的合成與分解。

3.請(qǐng)大家回顧一下本節(jié)課的學(xué)習(xí)內(nèi)容，鞏固所學(xué)知識(shí)。

八、布置作業(yè)

1.請(qǐng)大家完成教材上的練習(xí)題，加深對(duì)功的理解和應(yīng)用。

2.選取一道關(guān)于功的計(jì)算題，進(jìn)行課堂講解，要求講解過(guò)程中思路清晰、表達(dá)準(zhǔn)確。

九、課后輔導(dǎo)

1.對(duì)于在學(xué)習(xí)過(guò)程中遇到困難的同學(xué)，我會(huì)提供課后輔導(dǎo)，幫助大家解決問(wèn)題。

2.請(qǐng)大家積極參與課堂討論，提出自己的疑問(wèn)，我會(huì)及時(shí)解答。知識(shí)點(diǎn)梳理1.功的定義

-功是力在物體上所做的功，是力與物體在力的方向上移動(dòng)距離的乘積。

-公式：W=F*s*cosθ，其中W是功，F(xiàn)是力，s是物體移動(dòng)的距離，θ是力與位移之間的夾角。

2.功的單位

-功的單位是焦耳（J），1焦耳等于1牛頓的力使物體在力的方向上移動(dòng)1米的距離所做的功。

3.功的計(jì)算方法

-恒力做功：當(dāng)力F與物體移動(dòng)方向一致時(shí)，功的計(jì)算簡(jiǎn)化為W=F*s；當(dāng)力F與物體移動(dòng)方向不一致時(shí)，需要考慮力在物體移動(dòng)方向上的分力，即W=F*s*cosθ。

-變力做功：將變力分解為無(wú)數(shù)個(gè)微小段，每個(gè)微小段視為恒力，計(jì)算每個(gè)微小段的功，然后將這些微小段的功求和。

4.功與能量的關(guān)系

-功是能量轉(zhuǎn)化的量度，當(dāng)一個(gè)物體受到力的作用而移動(dòng)時(shí)，力對(duì)物體做功，這個(gè)過(guò)程中能量發(fā)生了轉(zhuǎn)化。

-能量守恒定律：在一個(gè)孤立系統(tǒng)中，能量不會(huì)憑空產(chǎn)生或消失，只會(huì)從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式。

5.功的合成與分解

-當(dāng)多個(gè)力共同作用于一個(gè)物體時(shí)，需要將這些力進(jìn)行合成，得到一個(gè)等效的合力。

-如果多個(gè)力的方向不同，需要將每個(gè)力分解為物體移動(dòng)方向上的分力，分別計(jì)算每個(gè)分力做的功，然后將這些分力做的功求和。

6.功的實(shí)際應(yīng)用

-功的概念廣泛應(yīng)用于物理學(xué)和工程學(xué)領(lǐng)域，如機(jī)械、電機(jī)、熱力學(xué)等。

-在日常生活中，我們經(jīng)常用到功的概念，如爬樓梯、推動(dòng)物體等。

7.功的計(jì)算實(shí)例

-恒力做功實(shí)例：推車、提水、拉彈簧等。

-變力做功實(shí)例：物體在重力作用下自由下落、斜面上升等。

8.功的合成與分解實(shí)例

-多個(gè)力共同作用于物體，如斜面上升和下降時(shí)物體所受的力。

-力的分解實(shí)例：將一個(gè)力分解為水平和豎直方向上的分力。

9.功與能量轉(zhuǎn)化的實(shí)例

-動(dòng)能轉(zhuǎn)化為勢(shì)能：物體上升時(shí)，動(dòng)能減少，勢(shì)能增加。

-勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能：物體下落時(shí)，勢(shì)能減少，動(dòng)能增加。

10.功的計(jì)算注意事項(xiàng)

-力與位移必須在同一直線上，否則需要計(jì)算力的分力。

-力與位移的夾角不同，功的計(jì)算結(jié)果不同。

-變力做功時(shí)，需要采用微元法進(jìn)行計(jì)算。反思改進(jìn)措施（一）教學(xué)特色創(chuàng)新

1.在本節(jié)課的教學(xué)中，我嘗試通過(guò)實(shí)際案例分析來(lái)引導(dǎo)學(xué)生理解功的概念，例如使用動(dòng)畫(huà)模擬物體在重力作用下的運(yùn)動(dòng)，幫助學(xué)生直觀地理解功與能量轉(zhuǎn)化的關(guān)系。

2.我引入了小組討論環(huán)節(jié)，讓學(xué)生在討論中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和解決問(wèn)題，這種方式不僅提高了學(xué)生的參與度，也培養(yǎng)了他們的合作精神和批判性思維。

3.為了鞏固學(xué)生的理論知識(shí)，我設(shè)計(jì)了一些與生活實(shí)際相關(guān)的練習(xí)題，如計(jì)算人在爬樓梯時(shí)所做的功，這樣的練習(xí)能夠讓學(xué)生更好地理解功的應(yīng)用。

（二）存在主要問(wèn)題

1.在教學(xué)過(guò)程中，我發(fā)現(xiàn)部分學(xué)生對(duì)功的計(jì)算方法掌握不夠牢固，尤其是在處理變力做功的問(wèn)題時(shí)，他們往往難以將變力分解為微小段的恒力，并進(jìn)行求和計(jì)算。

2.盡管小組討論環(huán)節(jié)提高了學(xué)生的參與度，但我也注意到有些學(xué)生在討論中過(guò)于依賴同伴，沒(méi)有積極地獨(dú)立思考。

3.在教學(xué)評(píng)價(jià)方面，我發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)的筆試評(píng)價(jià)方式不能完全反映學(xué)生對(duì)功的理解程度，尤其是對(duì)功在實(shí)際生活中的應(yīng)用能力。

（三）改進(jìn)措施

1.針對(duì)學(xué)生對(duì)變力做功計(jì)算的困難，我計(jì)劃在課堂上增加一些變力做功的案例講解，并通過(guò)逐步引導(dǎo)的方式，幫助學(xué)生掌握微元法計(jì)算變力做功的方法。

2.為了鼓勵(lì)學(xué)生在小組討論中獨(dú)立思考，我將在討論前給出一些思考題，要求每個(gè)學(xué)生先獨(dú)立思考后再進(jìn)行討論，這樣可以確保每個(gè)學(xué)生都有機(jī)會(huì)表達(dá)自己的觀點(diǎn)。

3.在教學(xué)評(píng)價(jià)方面，我計(jì)劃采用多元化的評(píng)價(jià)方式，除了筆試外，還將增加口頭報(bào)告、實(shí)驗(yàn)操作和實(shí)際問(wèn)題解決等評(píng)價(jià)環(huán)節(jié)，以更全面地評(píng)估學(xué)生對(duì)功的理解和應(yīng)用能力。

4.我還將考慮與學(xué)校其他科目的老師合作，設(shè)計(jì)跨學(xué)科的的教學(xué)活動(dòng)，讓學(xué)生能夠在不同的學(xué)科背景下理解功的概念，如結(jié)合數(shù)學(xué)中的向量知識(shí)來(lái)解釋功的計(jì)算。

5.最后，我計(jì)劃在課后提供更多的輔導(dǎo)資源，如在線問(wèn)答、視頻講解等，以幫助學(xué)生在家中也能得到及時(shí)的幫助和指導(dǎo)。內(nèi)容邏輯關(guān)系①功的概念與計(jì)算

-重點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)：功的定義、功的計(jì)算公式、功的單位。

-重點(diǎn)詞：力、位移、功、焦耳。

-重點(diǎn)句：功是力與物體在力的方向上移動(dòng)距離的乘積。

②功與能量的轉(zhuǎn)化

-重點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)：功是能量轉(zhuǎn)化的量度、能量守恒定律。

-重點(diǎn)詞：能量、轉(zhuǎn)化、守恒。

-重點(diǎn)句：在一個(gè)孤立系統(tǒng)中，能量不會(huì)憑空產(chǎn)生或消失，只會(huì)從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式。

③功的合成與分解

-重點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)：力的合成與分解方法、功的合成與分解計(jì)算。

-重點(diǎn)詞：合成、分解、等效、分力。

-重點(diǎn)句：當(dāng)多個(gè)力共同作用于一個(gè)物體時(shí)，需要將這些力進(jìn)行合成，得到一個(gè)等效的合力。作業(yè)布置與反饋?zhàn)鳂I(yè)布置：

1.請(qǐng)同學(xué)們完成教材第四章第一節(jié)后的練習(xí)題，包括選擇題、填空題和計(jì)算題。這些題目旨在幫助你們鞏固對(duì)功的概念、計(jì)算方法以及功與能量轉(zhuǎn)化關(guān)系的理解。

2.設(shè)計(jì)一道關(guān)于功的計(jì)算題，要求結(jié)合實(shí)際生活中的情景，如計(jì)算一個(gè)人推車所做的功。這道題目將幫助你們將所學(xué)知識(shí)應(yīng)用于解決實(shí)際問(wèn)題。

3.小組討論作業(yè)：每個(gè)小組選擇一個(gè)與功相關(guān)的物理現(xiàn)象，如物體在斜面上滑動(dòng)的功的計(jì)算，準(zhǔn)備一個(gè)5分鐘的口頭報(bào)告，內(nèi)容包括現(xiàn)象描述、功的計(jì)算過(guò)程以及在實(shí)際中的應(yīng)用。

作業(yè)反饋：

1.對(duì)于教材練習(xí)題的批改，我將會(huì)重點(diǎn)關(guān)注你們對(duì)功的計(jì)算公式和變力做功的處理方法是否正確。對(duì)于選擇題和填空題，我將指出你們的常見(jiàn)錯(cuò)誤，并解釋正確的答案。

2.在計(jì)算題的批改中，我不僅會(huì)給出分?jǐn)?shù)，還會(huì)詳細(xì)批注你們的解題步驟，指出任何計(jì)算錯(cuò)誤或不清晰的地方，并提供改進(jìn)的建議。

3.對(duì)于設(shè)計(jì)的生活情景計(jì)算題，我會(huì)評(píng)估你們能否將理論知識(shí)應(yīng)用于實(shí)際問(wèn)題的解決。我將會(huì)提供反饋，指導(dǎo)你們?nèi)绾胃玫貙⑽锢砀拍钆c實(shí)際生活聯(lián)系起來(lái)。

4.在小組討論作業(yè)的反饋中，我會(huì)評(píng)價(jià)每個(gè)小組的報(bào)告內(nèi)容是否完整，報(bào)告表達(dá)是否清晰，以及小組成員之間的合作是否有效。我會(huì)給出具體的建議，幫助你們提高口頭報(bào)告的能力和團(tuán)隊(duì)合作技巧。典型例題講解例題1：

一個(gè)物體在水平地面上受到10N的恒力作用，沿力的方向移動(dòng)了5米。計(jì)算這個(gè)過(guò)程中力對(duì)物體所做的功。

答案：W=F*s=10N*5m=50J

例題2：

一個(gè)物體在斜面上受到20N的力作用，沿力的方向移動(dòng)了10米。如果力與位移之間的夾角為30度，計(jì)算這個(gè)過(guò)程中力對(duì)物體所做的功。

答案：W=F*s*cosθ=20N*10m*cos30°=200*√3/2=100√3J

例題3：

一個(gè)物體在斜面上受到10N的力作用，沿力的方向移動(dòng)了5米。如果力與位移之間的夾角為45度，計(jì)算這個(gè)過(guò)程中力對(duì)物體所做的功。

答案：W=F*s*cosθ=10N*5m*cos45°=10*5*√2/2=25√2J

例題4：

一個(gè)物體在水平地面上受到10N的力作用，沿