2024-2025學(xué)年高中物理第四章機(jī)械能和能源1功教案教科版必修2

PAGE5-功教材分析本章的第一節(jié)引入功、進(jìn)一步探究能量作鋪墊的。使學(xué)生很自然的聯(lián)想到功和能是緊密聯(lián)系在一起的。因此在教學(xué)設(shè)計(jì)中老師可以緊緊圍繞“功是能量轉(zhuǎn)化的量度”這條主線綻開。這樣不僅可以使學(xué)生明白“為什么要引入功”，同時(shí)也為后面學(xué)習(xí)重力勢(shì)能、探究彈性勢(shì)能的表達(dá)式、動(dòng)能定理等學(xué)問打好基礎(chǔ)。可以這樣說，“功是能量轉(zhuǎn)化的量度”是貫穿于整章的主線，在教學(xué)設(shè)計(jì)、探究過程中應(yīng)始終立足于這條主線上。學(xué)情分析對(duì)于功這個(gè)概念，學(xué)生通過初中的學(xué)習(xí)已經(jīng)有了初步的相識(shí)，知道求功的兩個(gè)要素以及求功的簡(jiǎn)潔公式w=FX，在學(xué)習(xí)實(shí)力方面學(xué)生已經(jīng)能主動(dòng)學(xué)著去探究一些學(xué)問，在老師的引導(dǎo)下能很好的通過探討探究等方式得到學(xué)問。教學(xué)目標(biāo)（一）學(xué)問與技能1．理解功的概念，知道力和物體在力的方向上通過的位移是做功兩個(gè)不行缺少的因素。2．知道功的計(jì)算公式W=FXcosα，會(huì)用這個(gè)公式進(jìn)行計(jì)算。

3．明確功是標(biāo)量，理解正功和負(fù)功的概念，知道在什么狀況下力對(duì)物體做正功或負(fù)功。4．知道什么是幾個(gè)力對(duì)物體所做的總功，知道幾個(gè)力對(duì)物體所做的總功等于這幾個(gè)力的合力對(duì)物體所做的總功。（二）過程與方法在推導(dǎo)功的公式過程中，通過猜想、從特別到一般，再從一般到特別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。（三）情感看法與價(jià)值觀通過引導(dǎo)學(xué)生對(duì)教材所列學(xué)問的探究使學(xué)生不僅駕馭所學(xué)的學(xué)問，而且駕馭探究物理學(xué)科學(xué)問的方法，并與學(xué)習(xí)其它學(xué)科學(xué)問和生活技能的方法融會(huì)貫穿，達(dá)到不僅教書、而且育人的目的。教學(xué)重點(diǎn)重點(diǎn)使學(xué)生駕馭功的計(jì)算公式，理解力對(duì)物體做功的兩個(gè)要素（功的概念）；教學(xué)難點(diǎn)對(duì)功是標(biāo)量，沒有方向的相識(shí)及正功和負(fù)功的物理意義。教學(xué)方法老師啟發(fā)、引導(dǎo)，學(xué)生自主閱讀、思索，探討、溝通學(xué)習(xí)成果。教學(xué)過程一、引入新課：通過多媒體視頻演示和事例的分析發(fā)覺力對(duì)物體做功的確導(dǎo)致了物體能量的變更。反過來，物體的能量發(fā)生變更，肯定有力對(duì)物體做了功?？梢姡鹤龉Φ倪^程就是能量轉(zhuǎn)化的過程。功是能量轉(zhuǎn)化的量度二、通過啟發(fā)式探究，使學(xué)生駕馭做功的兩個(gè)要素請(qǐng)學(xué)生思索：教材圖（a）中，假如運(yùn)動(dòng)員舉著杠鈴靜止不動(dòng)，支持力對(duì)杠鈴是否做功了？學(xué)生探討分析結(jié)合導(dǎo)學(xué)案中的推課桌實(shí)例，明確做功的兩個(gè)不行缺少的因素，即力和物體在力的方向上的位移。三、通過從特別到一般，再從一般到特別，借鑒等效思想，完成課件問題3，引導(dǎo)學(xué)生探究出求功的一般表達(dá)式W=FXcosα特別情景1：如圖，物體在水平恒力F的作用下前進(jìn)X位移，力F做功多少？特別情景2：當(dāng)假如力的方向與運(yùn)動(dòng)方向垂直？特別情景3：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)物體有沒有做功呢？若做了功，所做的功又是多少呢？這是本課的重點(diǎn)。首先指出初中求功的方法只是一種特別的狀況。生產(chǎn)生活中常常會(huì)遇到力和位移方向不相同的狀況，此時(shí)應(yīng)怎么求功（貫穿特別到一般的思想）?（投影）拉飛機(jī)的力是斜向上的(力與位移既不同向也不相互垂直),這種狀況下有沒有做功？假如有，怎么計(jì)算功？1,物體在與水平面成α角的恒力F作用下，沿水平方向移動(dòng)通過位移X，求拉力F做的功？2,讓學(xué)生推導(dǎo)功的一般表達(dá)式:a．提出猜想：通過做功的兩個(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，把一般情境問題轉(zhuǎn)化為二個(gè)簡(jiǎn)潔的特別問題，同時(shí)滲透等效思想。(2)、讓學(xué)生探討斜拉時(shí)如何求功？多數(shù)學(xué)生都會(huì)知道正交分解F為F1，F(xiàn)2，并且知道這樣分解的目的（讓學(xué)生在黑板上畫圖并得出功的公式）。進(jìn)一步告知學(xué)生，這種探討問題的方法是利用已學(xué)過的學(xué)問（F，X同向或垂直時(shí)功的計(jì)算法則)來解決新問題（F，X成一夾角α），這種方法在很多地方都會(huì)用到（如平拋運(yùn)動(dòng)）。（3）、進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)生分解位移，推導(dǎo)功的公式。這一點(diǎn)學(xué)生相對(duì)較困難，從矢量引導(dǎo)啟發(fā)，讓學(xué)生比較簡(jiǎn)潔去接受。（4）用兩種方法得到公式，讓學(xué)生探討加深對(duì)公式W=FXcosα的理解。一是知道公式的意義是表示功等于力乘以位移再乘以力與位移夾角α的余弦；二是知道式中各量的意義，如α是什么角、F是恒力、X是位移不是路程、W是標(biāo)量等。四、從一般到特別，深化對(duì)公式的相識(shí)、依據(jù)一般包含特別的原理引入正功和負(fù)功。（1）利用功的公式引入正、負(fù)功。先從角0度和180度時(shí)，分別為W=FX和W=-FX，引入功存在正功和負(fù)功，進(jìn)一步讓學(xué)生探討角α多大時(shí)做正功，多大時(shí)做負(fù)功？（角α為銳角時(shí)力做正功，角α為鈍角時(shí)力做負(fù)功）。（2）探討正、負(fù)功的含義。（3）最終指出阻力對(duì)物體做負(fù)功也可以說成是物體克服阻力做正功。探討一個(gè)力做功時(shí)可能出現(xiàn)的幾種情形:α=π/2時(shí)，cosα=0，W=0。力F和位移x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(duì)物體做正功；③當(dāng)π/2＜α≤π時(shí)，cosα＜0，W＜0。這表示力F對(duì)物體做負(fù)功。老師活動(dòng)：指導(dǎo)學(xué)生閱讀課文。提出問題，力對(duì)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。學(xué)生活動(dòng)：閱讀課文，理解正功和負(fù)功的含義?；卮鹄蠋煹膯栴}。老師活動(dòng)：傾聽學(xué)生回答，點(diǎn)評(píng)、總結(jié)。功的正負(fù)表示是動(dòng)力對(duì)物體做功還是阻力對(duì)物體做功功的正負(fù)由力和位移之間的夾角確定，所以功的正負(fù)決不表示方向，而只能說明做功的力對(duì)物體來說是動(dòng)力還是阻力。當(dāng)力對(duì)物體做正功時(shí)，該力就對(duì)物體的運(yùn)動(dòng)起推動(dòng)作用；當(dāng)力對(duì)物體做負(fù)功時(shí)，該力就對(duì)物體運(yùn)動(dòng)起阻礙作用。功是標(biāo)量，只有量值，沒有方向。功的正、負(fù)并不表示功的方向，而且也不是數(shù)量上的正與負(fù)。我們既不能說“正功與負(fù)功的方向相反”，也不能說“正功大于負(fù)功”，它們僅表示相反的做功效果。功的拓展探討:功是矢量還是標(biāo)量呢？從矢量與標(biāo)量運(yùn)算方法不同角度幫助學(xué)生理解：完成教材60頁上的活動(dòng)。（學(xué)生探討、完成教材上的表格、展示）老師活動(dòng)：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(duì)物體所做的功呢?依據(jù)上述例題要求學(xué)生自己歸納。學(xué)生總結(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(duì)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。五、功的拓展探討1:力做功時(shí)力和位移的同時(shí)性？思索：一同學(xué)在操場(chǎng)上踢球，飛起一腳用50N的力將球踢出，球在操場(chǎng)上滾了20m,關(guān)于球在滾動(dòng)過程中，腳對(duì)球做功下列說法中正確的是A．0JB.1000JC.無法求出2、變力功的求法以肯定的初速度豎直向上拋出一只蘋果，蘋果上升的最大高度為h，空氣阻力大小為f，則從拋出到落回拋出點(diǎn)的過程中，空氣阻力對(duì)蘋果做的功為（）A、0B、-fhC、-2fhD、2fh解析：在蘋果從拋出至落回原地的過程中，蘋果所受阻力的方向變更了，所以是變力，如何求這一變力做的功，可分段處理。答案：C板書設(shè)計(jì)一、功和能的關(guān)系：做功的過程就是能量轉(zhuǎn)化的過程二、功的兩個(gè)要素1．作用在物體上的力。2．物體在力的方向上通過的位移

三、功的計(jì)算式W=FXcosα四、正功和負(fù)功①當(dāng)α=π/2時(shí)，cosα=0，W=0。力