2024-2025學(xué)年高中物理第一章功和功率第1節(jié)機(jī)械功教案魯科版必修2

PAGE8-機(jī)械功設(shè)計(jì)思想本節(jié)內(nèi)容是魯科版（必修2）第一章第一節(jié)《機(jī)械功》，是初中學(xué)習(xí)的接著和提高,沿著初中物理的思路,仍舊強(qiáng)調(diào)功與能量變更的聯(lián)系，從能量的轉(zhuǎn)化使學(xué)生明白引入功的必要性和必定性;通過(guò)播放射箭和撐桿跳小視頻及學(xué)生參加的互動(dòng)試驗(yàn),探究做功的來(lái)歷和做功的不行缺少的因素;再通過(guò)特別情景引出一般情景,并通過(guò)等效思想,借鑒兩種特別狀況推導(dǎo)出功的一般表達(dá)式;從功的一般表達(dá)式的深化探討得出功有正、負(fù);從功的正、負(fù)引出功是矢量還是標(biāo)量,通過(guò)對(duì)實(shí)例的分析應(yīng)用達(dá)到鞏固和深化。學(xué)情分析學(xué)生通過(guò)初中物理的學(xué)習(xí),對(duì)功有肯定的相識(shí),但是不夠深化,知道力和位移在同始終線上時(shí)求的大小的方法,但對(duì)力和位移互成角度時(shí)功的正負(fù)、如何進(jìn)行功的計(jì)算,仍不清晰,對(duì)于如何求合功也是一嶄新的內(nèi)容,因此本節(jié)須要利用學(xué)生已有的初中學(xué)問(wèn),通過(guò)設(shè)計(jì)學(xué)生個(gè)人感受性試驗(yàn)合作,從試驗(yàn)和理論兩方面探究對(duì)功的理解和進(jìn)行功的計(jì)算。教學(xué)目標(biāo)1、學(xué)問(wèn)與技能(1)知道功的來(lái)歷，駕馭做功的兩個(gè)必要因素。(2)能從特別到一般，一般到特別推導(dǎo)功的一般表達(dá)式。(3)駕馭W=Fscosα，只適用于恒力，會(huì)用功的公式進(jìn)行計(jì)算。(4)明確功是標(biāo)量,正確理解正功和負(fù)功的含義,能正確推斷正功和負(fù)功2、過(guò)程與方法(1)通過(guò)演示和事例，并同時(shí)通過(guò)啟發(fā)式探究，使學(xué)生明白“功”的來(lái)歷并駕馭做功的兩個(gè)因素。(2)在推導(dǎo)W=Fscosα過(guò)程中，通過(guò)猜想、從特別到一般，再?gòu)囊话愕教貏e的理論論證等方法培育學(xué)生科學(xué)論證實(shí)力和推理實(shí)力，并滲透等效思想，有意識(shí)地培育學(xué)生的科學(xué)思維和科學(xué)方法。3、情感看法與價(jià)值觀（1）關(guān)注生活與生產(chǎn)中的功,體會(huì)物理與生活生產(chǎn)的親密聯(lián)系。（2）學(xué)習(xí)科學(xué)的探討方法和培育科學(xué)探討看法，激發(fā)學(xué)生對(duì)科學(xué)的新奇心與求知欲。重難點(diǎn)1、功的概念理解及公式W=Fscosα的理解應(yīng)用2、功的適用條件及正負(fù)功的理解教學(xué)方法教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)一、新課引入師：自然界中能量可以以各種不同形式而存在，能量之間可以相互轉(zhuǎn)化。能量變更的過(guò)程必定伴隨著做功的過(guò)程，可見(jiàn)，功與能是緊密聯(lián)系的兩個(gè)物理量，功是能量轉(zhuǎn)化的量度引入：播放射箭和撐桿跳等錄像?；?dòng)演示：請(qǐng)同學(xué)端著小方凳子。設(shè)計(jì)意圖：激發(fā)學(xué)生的求知欲，主動(dòng)主動(dòng)師：“你今日的‘工作’就是端著小方凳子站一個(gè)小時(shí)?！眴?wèn)：“這個(gè)同學(xué)有沒(méi)有在工作？”，“有沒(méi)有在做工”生：有，沒(méi)有在做功師：“有做工”，“有沒(méi)有使這小方凳子的能量發(fā)生變更？”圍繞“功是能量轉(zhuǎn)化的量度”使學(xué)生明白這種狀況是勞而無(wú)“功”，對(duì)小方凳子能量并無(wú)影響。因此從有沒(méi)有對(duì)物體的能量變更產(chǎn)生影響使學(xué)生明白“功”的來(lái)歷。互動(dòng)探究：探究影響做功的因素請(qǐng)同學(xué)們考慮一下汽車(chē)剎車(chē)的狀況。通過(guò)引導(dǎo)使學(xué)生明白：要使兩輛完全相同的以同樣速度行駛的汽車(chē)停下來(lái)，從受到的阻力大小和通過(guò)的位移大小考慮可以采納兩種方法，一種是用較大的阻力，通過(guò)較小的位移，使車(chē)停下；還有一種是車(chē)受到較小的阻力，通過(guò)比較長(zhǎng)的位移使車(chē)停下。兩種方法在變更車(chē)的運(yùn)動(dòng)能量上是等效的，可見(jiàn)，做功也是一樣的。由此可見(jiàn)，做功是和兩個(gè)因素相聯(lián)系的，一個(gè)是力，還有一個(gè)是在力方向上發(fā)生的位移大小。學(xué)生活動(dòng)：大家共同體會(huì)，思索，得出做功的兩個(gè)因素設(shè)計(jì)意圖：體現(xiàn)從生活走向物理的新課程理念。應(yīng)用多樣化的教學(xué)方式，創(chuàng)設(shè)有效的教學(xué)情境二、新課教學(xué)依據(jù)做功的兩個(gè)必要條件，推斷下列幾種狀況下物體所受到的力是否對(duì)物體做功？（1）手推車(chē)，車(chē)不動(dòng)→有力無(wú)距→勞而無(wú)功（2）服務(wù)員端菜向前運(yùn)動(dòng)→有力有距，但力⊥距→徒勞無(wú)功FFV（3）運(yùn)動(dòng)員抬著球門(mén)水平移動(dòng)，手對(duì)球門(mén)的支持力做功(4)起重機(jī)提起重物向上運(yùn)動(dòng)，拉力有對(duì)重物做功學(xué)生活動(dòng)：學(xué)生探討分析，自己總結(jié)板書(shū)：1.定義：假如一個(gè)物體受到力F的作用，并且在力的方向上發(fā)生了位移S,則F與S的乘積叫機(jī)械功。2.條件：⑴作用在物體上的力⑵物體在力的方向上的位移通過(guò)從特別到一般，再?gòu)囊话愕教貏e，借鑒等效思想，引導(dǎo)學(xué)生探究出求功的一般表達(dá)式特別狀況1：力F與發(fā)生的位移s同向如圖，物體在水平恒力F的作用下前進(jìn)s位移，力F做功多少？W=FS特別狀況2：力F與發(fā)生的位移s垂直F如圖，用豎直向上的恒力F作用下水平勻速前行一段位移s，向上的恒力F做了多少功？FW=0學(xué)生活動(dòng)：學(xué)生小組活動(dòng)，邏輯推理探究功的公式一般狀況：一般的狀況力F的方向與運(yùn)動(dòng)方向并不一樣，也不是與運(yùn)動(dòng)方向發(fā)生的位移相垂直，力F方向與運(yùn)動(dòng)方向成某一角度時(shí)，力F對(duì)物體有沒(méi)有做功呢？若做了功，所做的功又是多少呢？a．提出猜想：通過(guò)做功的兩個(gè)必要因素啟發(fā)引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行猜想，并溝通猜想?？赡芴岢鰩追N猜想：（1）力F做功大小和力與運(yùn)動(dòng)方向的夾角α沒(méi)有關(guān)系。（2）力F做功大小和力與運(yùn)動(dòng)方向的夾角α有關(guān)系。同樣一個(gè)力F作用方向不同，在變更物體能量上效果不相同，可從兩種特別狀況作定性分析，否定猜想（1）。對(duì)猜想（2）提出運(yùn)用特別到一般的思維來(lái)理論驗(yàn)證的思路。b．師生溝通協(xié)作，學(xué)生分析論證，驗(yàn)證猜想：1、老師啟發(fā)：運(yùn)用矢量分解，把一般情境問(wèn)題轉(zhuǎn)化為二個(gè)簡(jiǎn)潔的特別問(wèn)題，同時(shí)滲透等效思想。2、學(xué)生論證：學(xué)生活動(dòng)：學(xué)生分小組探討,寫(xiě)出處理方法,可能有分解力的,有分解位移的。設(shè)計(jì)意圖：關(guān)注學(xué)科思想方法教化，體現(xiàn)物理學(xué)科試驗(yàn)探究的特點(diǎn)。培育學(xué)生自主、合作、探究學(xué)習(xí)C.結(jié)論：一般的狀況力對(duì)物體所做的功，等于力的大小，位移的大小，力與位移夾角的余弦這三者的乘積。即W=Fscosα留意：⑴W表示力F對(duì)物體所做的功，F(xiàn)表示物體所受到的力的大小，s物體所發(fā)生的位移的大小，α力F和位移s之間的夾角。⑵在SI制中，功的單位焦1J=1N·m。在用功的公式計(jì)算時(shí)，各量要求統(tǒng)一采納國(guó)際單位制。⑶適用條件：只適用于恒力做功功的計(jì)算學(xué)以致用：請(qǐng)學(xué)生完成下列4種狀況功的計(jì)算學(xué)生活動(dòng)：學(xué)生分小組探討,寫(xiě)出處理方法,可能有分解力的,有分解位移的設(shè)計(jì)意圖：小組協(xié)作推導(dǎo),增加團(tuán)隊(duì)意識(shí)、加強(qiáng)動(dòng)手實(shí)力及語(yǔ)言表達(dá)實(shí)力,在實(shí)踐中發(fā)覺(jué)新問(wèn)題，培育學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí).功的理解學(xué)生活動(dòng)：引導(dǎo)學(xué)生思索正負(fù)功的含義正功的意義是：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。從一般到特別，深化對(duì)W=Fscosα的相識(shí)探討一個(gè)力做功時(shí)可能出現(xiàn)的幾種情形:（1）當(dāng)=/2時(shí)，cos=0，W=0。表示力F方向跟位移s的方向垂直時(shí)，力F不做功。物體在這個(gè)力F作用下能量不發(fā)生變更（既沒(méi)有增加也沒(méi)有減小）（2）當(dāng)0</2時(shí)，cos>0，W>0。表示力F對(duì)物體做了正功。（3）當(dāng)/2<時(shí)，cos<0，W<0。表示力F對(duì)物體做了負(fù)功。探討：正功和負(fù)功的正負(fù)號(hào)表示方向相反？正功和負(fù)功的正負(fù)號(hào)代表了正負(fù)功的大??？你能通過(guò)公式分析什么狀況下F做的功最大，什么狀況下F不做功？啟發(fā)：圍繞“功是能量轉(zhuǎn)化的量度”動(dòng)身探討功是標(biāo)量還是矢量。學(xué)生活動(dòng)：學(xué)生思索探討師：依據(jù)力做功的效果，引導(dǎo)學(xué)生，讓學(xué)生明白功是標(biāo)量結(jié)論：力做功的效果表現(xiàn)為物體在力的作用下能量發(fā)生了變更（增加了或削減了）。也就是做功能增加（或削減）作用物體的能量。而能量沒(méi)有方向性。那么促使能量變更的力的作用效果——功也沒(méi)有方向性?？梢?jiàn)，功是標(biāo)量，正負(fù)不表示方向，僅表示做功的性質(zhì)。正功和負(fù)功的正負(fù)號(hào)既不代表方向也不代表大小，僅表示做功的不同效果。當(dāng)α=π/2時(shí)，F(xiàn)不做功；α=0或π時(shí)，F(xiàn)做功最大。鞏固提升：【例】一個(gè)質(zhì)量為150kg的物體，受到與水平方向成α=37°角的斜向右上方的拉力F=500N的作用，在水平地面上移動(dòng)的距離為S=5m，物體與地面間的滑動(dòng)摩擦力F阻=100N，求拉力F和滑動(dòng)摩擦力F阻做的功？

解：拉力F做功W=FScosθ=500×5×0.8=2000J

摩擦力做功為Wf=fscos180°=-100×5=-500J思索與探討：在日常生活中，一個(gè)物體往往是在幾個(gè)力的共同作用下發(fā)生一段位移時(shí)，那么如何計(jì)算這幾個(gè)力對(duì)物體所做的總功。三、課堂小結(jié)1、做功的條件：（1）作用在物體上的力（2）物體在力的方向上移動(dòng)的位移2、功的計(jì)算：W=FScosαa、功肯定要指明是哪個(gè)力對(duì)物體做的功b、力必需是恒力3、功是標(biāo)量，但有正負(fù)。正負(fù)只表示做功的力的效果功的正負(fù)決不表示方向，也不表示大小。功是過(guò)程量，是力在空間的積累。板書(shū)設(shè)計(jì)機(jī)械功為什么要引入功？為什么要引入功？1、功是能量轉(zhuǎn)化的量度22、功的兩個(gè)必不行缺少的兩個(gè)因素：力和物體在力方向上發(fā)生的位移探究做功的條件探究做功的條件從從特別?一般推導(dǎo)功的一般表達(dá)式。（等效思想）3、功的一般表達(dá)式：W=FScosα功是矢量還是標(biāo)量呢？功是矢量還是標(biāo)量呢？4、功是標(biāo)量，正負(fù)不表示方向，僅表示做功的性質(zhì)。功是過(guò)程量，是力在空間的積累教學(xué)反思本節(jié)課緊扣新課程標(biāo)準(zhǔn)，體現(xiàn)物理課改理念。通過(guò)微電影奇妙創(chuàng)設(shè)情境，極大地激發(fā)學(xué)生的新奇心，自然地提出問(wèn)題，進(jìn)入探究的體驗(yàn)。依據(jù)新課程的特點(diǎn)和新課標(biāo)的要求，本節(jié)課重在體現(xiàn)學(xué)生是學(xué)習(xí)的主體，老師主動(dòng)創(chuàng)建條件，