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1、高中物理必修二功的教学设计课题高中物理必修二第七章第 2 节功课型新授课教学目标1.知识与技能(1) 理解功的概念和做功的两个必要因素；(2) 会利用功的公式进行有关计算。2.过程与方法(1) 理解正、负功的含义，能解释相关现象；(2) 能灵活运用公式W=Fscosa 。3.情感、态度与价值观通过学习功的概念及其公式导出的过程，让学生体会并学习物理学的研究方法，认识物理模型和数学工具在物理学发展过程中的作用。教学重难点教学重点理解功的概念，推导功的计算公式以及对正、负功含义的理解。教学难点利用功的计算公式解决有关问题。教学工具粉笔、题纸、教科书教学方法主题任务驱动式教学法。教师活动学生活动创设
2、情境，引入新课1同学们： 首先让我们欣赏一个趣闻：20XX 年 6 月 29 日，紫金山天文台观察到一颗相当于400m 环形运动场大小的陨石进入地球轨道，随后进入地球大气层，最终落在了一个不起眼的小山村，陨石把干硬的地面砸了一个大坑，这就是现场拍下的照片。 “砸了一个大坑”这个现象，涉及了物理学中一个重要概念，这就是今天我们要学习的内容功。（板书：功）在初中，我们已经初步学过功的概念和计算，请同学们边回忆、边完成两道填空：（1）如果一个_作用在物体上，物体在这个力的方向上通过了 _，就说这个力对物体做了功。（2）做功的两个必要因素是：_，_. 那么，高中对做功又是怎样定义的呢？本节课，我们分四
3、个主题进行探究。1听趣闻，产生强烈的学习愿望, 明确学习目的。2让学生回忆和复习初中 已 学 过 的 功 的 概念。3回忆初中学过的功的两个必要因素。4完成填空。对比分析，一：怎样才算做了功？引导扩展：高中我们已经学过位移的知识，因此，现在我们可以把做功的两个必要因素认为是：作用在物体上的力；物体在力的方向上发生一段位移。例 1：下列关于力对物体做功的说法正确的是（）A手举铅球站着不动的运动员对铅球做了功；B足球运动员对正在空中飞行的足球做了功；1在老师的引导下思考、回答问题。2讨论得出不同点：高中讲“位移”，初中讲“距离”。高中讲“发生”一段位移，初精选学习资料 - - - - - - -
4、- - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 4 页建立概念C在水平路上推着自行车前进时人对自行车做了功；D行车吊着工件水平匀速运动时，吊绳的拉力对工件做了功。那么，高中物理中功的概念与初中有什么不同？比较知道，主要是用“位移”代替了“距离”，用“发生”代替了“通过”。那么，高中对功的计算是否跟初中也有不同呢？这就是我们要探究的主题二。中讲“通过”的距离。3通过分析、讨论、归纳，认识做功的两个必要因素：作用在物体上的力。物体在力的方向上发生一段位移。迁移拓展，总结规律二：如何计算功的多少？1如果力的方向跟物体的运动方向一致，该如何计算功的多少呢？展示问题一：物体m 在水平力F
5、 的作用下水平向前移动的位移为 s，如图所示，求力F 对物体所做的功。WFs 2如果力的方向跟物体的运动方向不一致，而是成某一夹角，又该如何计算功的多少呢？展示问题二： 物体 m 在与水平方向成角的力 F 的作用下，沿水平方向向前移动的位移为s，如图所示， 求力 F 对物体所做的功。3展示学生的推导结果，点评、总结，得出功的定义式。WFscos 即：力F对物体所做的功等于力的大小、位移的大小、力和位移夹角的余弦这三者的乘积。单位： F（ N）、 s（m ）、 W （J）。请看一个问题：例 2：在如图所示四种情况下，物体都是在大小相同的力F作用下，沿水平方向移动相同的位移s，且 ，则力 F对物体
6、做的功（）（1） =0 （2）0（3） =0 （4）0A. W1W2; B. W1=W4; C. W1W4; D. W2W3在（ 4）中，摩擦力做的功怎么求？是正值还是负值？可见，功有正、负之分，正功和负功又有何区别呢？1思考老师提出的问题，根据功的概念独立推导功的计算公式。在问题二中，由于物体所受力的方向与运动方向成一夹角，可根据力F的作用效果把F沿两个方向分解：即跟位移方向一致的分力F1，跟位移方向垂直的分力F2，如图所示：据 做 功 的 两 个 要 素 可知：分力F1对物体所做功F1s，分力F2的方向跟位移方向垂直，对物体不做功。所以，力F所做的功为：W=W1W2 W1=F1s=Fsco
7、s 。2体会：功是标量、过程量；F 一般为恒力，可以是一个力也可以是几个力的合力，但要 求 这 个 合 力 也 是 恒力，若是变力，公式就不能直接应用； S为力F 作用时物体所发生的位移，不一定是力的方精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 4 页这就是我们要探究的主题三。向上的位移；要计算功只要找F、 S和就可以了，不必考虑物体是做怎样的运动。分析讨论，深化理解三：正功和负功有何区别？1. 从数学的角度讲，力F 和位移s 之间的夹角 的取值范围是 0180，在这个范围之内，cos 可能大于0，可能等于 0，也可能小于0，因而，
8、功W 也就可能大于0、等于0、或小于0，这就出现了正功和负功。从物理的角度讲，正功和负功有什么不同呢？请看教材：（三种方向的力分别作用在物体上的图片）2教材上图7.2 4，小球在水平面上运动，重力和支持力对小球是否做功？3教材上图7.2 5，人用绳子拉小车前进时，图中绳子拉力的方向跟速度成怎样的角度？拉力对车做什么功？4. 教材上图7.2 6，人逆着小车运动的方向用力拉小车，拉力与小车速度方向成怎样的角度？拉力对小车做什么功？正功的意义是：力促进物体运动，是动力；负功的意义是：力阻碍物体运动，是阻力。力对物体做了负功，也可以说成是物体克服这个力做了功。总之，功的正负表示了力对物体运动状态的作用
9、效果。例如：在前面的陨石“砸了一个大坑”的现象中，陨石“砸”地面的力对地面做了正功，地面对陨石的作用力对陨石做了负功，也可以说成是陨石克服地面阻力做了正功，正是地面对陨石的这个阻力，阻碍陨石的运动，才使得陨石很快停止运动。以后，我们还要从能量转化的角度来讨论正功和负功的意义。上面所求的都是单个的力对物体做的功，如果有多个力对物体做功，这多个力做的总功又该怎样求呢？下面我们来探究主题四。1认真阅读教材，思考老师提出的问题。当 =/2 时， cos=0 ，W=0。 力 F 和位移 s 的方向垂直时， 力 F 不做功，表示该力对物体的运动快慢没有影响；当 /2 时， cos 0，W0。这表示力F 对
10、物体做正功，它将对物体的运动起推动作用；当 /2 时， cos0，W0。这表示力F对物体做负功，它将对物 体 的 运 动 起 阻 碍 作用；发散思维，尝试应四：如何计算合力的功？1展示问题三（拓展问题）：如图所示，一个物体在拉力F1的作用下， 水平向右移动位移为s，求各个力对物体做的功各是多少？各个力对物体所做功的代数和是多少？物体所受的合外力是多少？合外力所做的功是多少？1思考问题，部分学生说明解决问题的思路；2比较各力做功的代数和与合外力所做的功，得出相应的结论：合外力的功等于各分力的功精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共
11、 4 页用让学生说出解题思路，教师点评归纳。的代数和。任务驱动，课堂小结这节课我们学到了什么呢？以教材 P110例题（见图77）为例，我们看一下，哪些力做功？哪些力不做功？其中F1做的功为多少？（先求合力后求功；先求各力的功后求功的代数和）。学生思考物体受到哪些力的作用？分析哪些力对物体做功？做正功还是负功？哪些力对物体不做功？回答老师提出的为什么。让学生在问题解决中理解物理知识，掌握物理原理，这种任务驱动式课堂小结，有利于促进知识内化，提升学习品质。板书设计7-1 功一：怎样才算做了功？1. 功的概念：一个物体受到力的作用，如果在力的方向上发生一段位移，这个力就对物体做了功。2. 做功的两个必要因素：有力F 作用在物体上；物体在力的方向上有位移 s。（ F 和 s 具有同体性、同过程）二：如何计算功的多少？1. 公式： W=FScos，是F、s正向间的夹角，且F一般为恒力。2. 单位：F（N），s（m ）， W（J）。三：正功和负功有什么不同？当 0/2 时，做正功，是动力当 /2 时，做负功，是阻力当 =/2 时，不做功，不影响运动快慢四：如何计算合外力的功？合外力的功等于各分力的功的代数和。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 4 页