11機(jī)械功教學(xué)設(shè)計(jì)-高一下學(xué)期物理

機(jī)械功機(jī)械功－第一章功和機(jī)械能§1.1機(jī)械功一、教學(xué)目標(biāo)與核心素養(yǎng)：1、物理觀念①能理解功的概念，掌握做功的兩個(gè)必要因素；②能從特殊到一般，掌握功的一般表達(dá)式；③正確理解功的標(biāo)量性，掌握正功和負(fù)功的正確含義。2、科學(xué)思維能在實(shí)際情況中判斷力的做功情況進(jìn)而分析該力做功給物體帶來的相應(yīng)能量的變化。3、科學(xué)探究通過恒力做功，探究變力做功（嘗試采用微積分或者圖像求解）。4、科學(xué)態(tài)度與責(zé)任能從物理學(xué)的角度正確描述和解釋自然現(xiàn)象，在學(xué)習(xí)、理解功的概念和計(jì)算功的數(shù)值的過程中，培養(yǎng)科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)难芯繎B(tài)度。二、教學(xué)重點(diǎn)①明確引入功的概念，掌握功的一般表達(dá)式，并會實(shí)際計(jì)算；②正確理解正功和負(fù)功的意義。三、教學(xué)難點(diǎn)對正功和負(fù)功物理意義的理解。四、教學(xué)方法：討論、合作探究五、課時(shí)安排：二課時(shí)六、教學(xué)儀器：多媒體課件七、教學(xué)環(huán)節(jié)：（一）引入新課：思考：這兩種情況下，力做功了嗎？運(yùn)動員在舉起杠鈴的時(shí)候：①上舉的過程；馬拉著車前進(jìn)②舉起后站著不動；③舉起后水平勻速前進(jìn)。那么怎樣才算力做了功？根據(jù)學(xué)生的回答，總結(jié)出力做功的要素。（二）新課教學(xué)：一、機(jī)械功的含義1、做功的兩個(gè)必要因素：（1）必須有力作用在物體上。（2）物體在力的方向上要發(fā)生一段位移。注意：這兩個(gè)因素是嚴(yán)格的，缺一不可！2、定義：如果作用于某物體的恒力大小為F，該物體沿力的方向運(yùn)動，經(jīng)過位移s，則F與s的乘積叫做機(jī)械功。3、公式：①恒力F與位移s的方向相同時(shí)：W＝FsW：力F對物體做的功；F：恒力的大小；s：位移的大小②恒力F與位移s的垂直時(shí)：W＝0③恒力F與位移s的方向不同，有一定夾角α?xí)r：提示：根據(jù)合力與分力的等效性原理，可把計(jì)算F做功的問題轉(zhuǎn)化為分別求F1和F2做功的問題。W1＝F1·s=FscosαW2＝0W＝W1=Fscosα總結(jié)：恒力做功的一般公式：W＝Fscosαα：力與位移的方向的夾角試一試：辨認(rèn)力的方向與位移方向的夾角。αFαFs甲αFs乙FαFαs丙sαFs丁4、單位：焦耳，符號是J。1J=1N×1m=1N?m5、功只有大小，沒有方向，是一個(gè)標(biāo)量。但有正負(fù)之分。6、功是一個(gè)過程量，求功時(shí)一定要指明是哪個(gè)力在哪段過程中所做的功。二、正功與負(fù)功圖一圖二思考：這兩種情況下，拉力F做功的效果相同么？（引導(dǎo)得出正功與負(fù)功的物理意義）（1）圖一：當(dāng)0≤α<π/2時(shí)，cosα>0，W>0,這時(shí)我們就說力對物體做正功促進(jìn)運(yùn)動，使物體獲得能量（2）圖二：當(dāng)π/2<α≤π時(shí)，cosα<0，W<0，這時(shí)我們就說力對物體做負(fù)功，或者物體克服這個(gè)力做功阻礙運(yùn)動，使物體消耗能量根據(jù)這兩個(gè)情況，可總結(jié)得出：正功、負(fù)功不表示方向相反，僅表示不同做功的效果?。。?）當(dāng)α=π/2時(shí)，cosα=0，W=0，這時(shí)我們就說力對物體做不做功（4）當(dāng)α=0時(shí)，cosα=1，W=Fs，這就是作用力與位移同向的情況（5）當(dāng)α=π時(shí)，cosα=1，W=Fs,這就是作用力與位移反向的情況三、總功的計(jì)算αFFNfG例：如圖，一個(gè)質(zhì)量為m的物體在拉力F的作用下，沿動摩擦因素為μ的地面由靜止水平向右移動位移為s，求這一過程中各個(gè)力對物體做的功是多少？αFFNfG根據(jù)學(xué)生的回答，總結(jié)得出求總功的方法：(1)總功等于各個(gè)力所做功的代數(shù)和，即：W總=W1+W2+……+Wn通用(2)總功等于合外力對物體所做的功，即：W總=F合scosα所有力必須同時(shí)作用在研究對象上（三）課堂小結(jié)：一、機(jī)械功：W＝Fscosα（只適用于求恒力做功）當(dāng)0≤α<π/2時(shí)，cosα>0，W>0二、功的正負(fù)：W＝Fscosα當(dāng)α=π/2時(shí)，cosα=0，W=0當(dāng)π/2<α≤π時(shí)，cosα<0，W<0W總=W1+W2+……+Wn三、總功的計(jì)算W總=F合scosα（四）課堂練習(xí)：1.在光滑的水平面和粗糙的水平面上各放一質(zhì)量不同的木塊，在相同的拉力作用下，通過相同的位移，拉力對木塊做的功(C)A.在光滑的水平面上較多B.在粗糙的水平面上較多C.一樣多D.由小車運(yùn)動所需的時(shí)間決定2.質(zhì)量為m的物體沿傾角為θ的斜面勻速滑下，在通過位移L的過程中(B)A.重力對物體做功mgLB.重力對物體做功mgLsinC.支持力對物體做功mgLcosD.摩擦力對物體做正功，數(shù)值為mgLsin3.用拉力F將一個(gè)重為5N的物體勻速升高3m，在這個(gè)過程中，（ABD）A．拉力F對物體做的功是15JB．物體克服重力做的功是15JC．合力對物體做的功是15JD．合力對物體的功為04.放在粗糙水平地面上的物體，在10N的水平拉力作用下，以6m/s的速度勻速移動4s，則拉力共做了240J功，摩擦阻力對物體做了－240J的功.5.將一個(gè)質(zhì)量為m的小球以一定的初速度豎直上拋，小球能上升的最大高度為h，運(yùn)動過程中所受阻力恒為f，求小球從拋出到落回拋出點(diǎn)的過程中各個(gè)力所做的功？5.將一個(gè)質(zhì)量為m的小球以一定的初速度豎直上拋，小球能上升的最大高度為h，運(yùn)動過程中所受阻力恒為f，求小球從拋出到落回拋出點(diǎn)的過程中各個(gè)力所做的功？（五）課外作業(yè)：P74、5、6（六）板書設(shè)計(jì)：§1.1機(jī)械功一、機(jī)械功有力作用在物體上1、力做功的條件物體在力的方向上發(fā)生位移2、表達(dá)式：3、功的單位：焦耳（?！っ祝?、適用條件：恒力對物體做功。二、機(jī)械功的計(jì)算1、功是標(biāo)量，但有正負(fù)之分。2、，功的正負(fù)取決于cosα值的正負(fù)。當(dāng)時(shí)，，，F(xiàn)做正功動力做功當(dāng)時(shí)，，，F(xiàn)做正功當(dāng)時(shí)，，，F(xiàn)不做功當(dāng)時(shí)，，，F(xiàn)做負(fù)功阻力做功當(dāng)時(shí)，，，F(xiàn)做負(fù)功三