2019-2020学年高一物理下学期第8周 功教学设计.doc

2019-2020学年高一物理下学期第8周 功教学设计一、教学目标1、知识与技能1 知道功的定义，理解功的两个因素。2掌握功的公式：WFlcos，明确公式中各个字母所代表的物理量，知道功的单位。3知道功是标量，理解正功和负功的含义。4知道什么是几个力对物体所做的总功。2、过程与方法1 通过实例体会做功的两个因素。2 在具体的物理情景中，判断物体所受各力是否做功以及做功的正负。3 通过例题的分析与计算，掌握合力做功的计算方法。3、情感、态度与价值观功与生活联系非常密切，通过生活实例来探究功，培养学生观察生活、热爱生活的良好品质二、教学重点1 功的概念。2功的计算公式。三、教学难点1如何判定各个力做功的正负。2各个力所做的总功的计算四、课时安排1课时五、教学过程新课导入：功这个词我们并不陌生，初中物理中学习过功的一些初步知识，今天我们又来学习功的有关知识，绝不是简单地重复，而是要使我们对功的认识再提高一步。一功1功的概念问题1：初中我们学过做功的两个因素是什么？问题2：举例说明力对物体做了功。回答问题1：做功的两个不可缺少的因素是：作用在物体上的力；物体在力的方向上发生的位移。问题2举例：人推车前进时，车在人的推力作用下发生了一段位移，我们说推力对车做了功；起重机提起货物，货物在起重机钢绳的拉力作用下发生一段位移，拉力对货物做了功；列车在机车的牵引力作用下发生一段位移，牵引力对列车做了功；2功的计算就课本第四页图5.2-2提出：力F使滑块发生位移l这个过程中，F对滑块做了多少功如何计算？由同学回答出如下计算公式：W=Fl。如课本第4页图5.2-3所示，这种情况下滑块沿F方向的位移是多少？与同学一起分析并得出这一位移为lcos。至此按功的前一公式即可得到如下计算公式：W=Flcos再根据公式W=Fl做启发式提问：按此公式考虑，只要F与l在同一直线上，乘起来就可以求得力对物体所做的功。在图5.2-3中，我们是将位移分解到F的方向上，如果我们将力F分解到物体位移l的方向上，看看能得到什么结果？至此在图5.2-3中将F分解到l的方向上得到这个分力为Fcos，再与s相乘，结果仍然是W=Flcos。就此指出，计算一个力对物体所做的功的大小，与力F的大小、物体位移l的大小及F和l二者方向之间的夹角有关，且此计算公式有普遍意义（对计算机械功而言）。至此作出如下板书：W=Flcos力对物体所做的功，等于力的大小、位移的大小、力和位移的夹角的余弦三者的乘积。接下来给出F=100N、l=5m、=37，与同学一起计算功W，得出W=400Nm。就此说明1Nm这个功的大小被规定为功的单位，为方便起见，取名为焦耳，符号为J，即1J=1Nm。最后明确板书为：在国际单位制中，功的单位是焦耳（J）3.用图像描述功的大小我们可以用图像来描述力对物体做功的大小。以Fcos为纵坐标，以l为横坐标。当恒力F做功时，由Fcos和l为邻边构成的矩形的面积即表示功的大小，如图1所示。如果外力不是恒力。外力做功就不能用矩形表示。不过可以将位移划分为等距的小段，在每个小段中外力可近似看成恒力，所做功的大小即为该段对应的小矩形的面积值，整个过程外力做功的大小就等于全体小矩形面积的和，如图2所示。请同学们经过讨论思考后进行实践。FcosOl图2FcosOl图14.正功和负功（1）首先对功的计算公式W=Flcos的可能值与学生共同讨论。从cos的可能值入手讨论，指出功W可能为正值、负值或零，再进一步说明，力F与l间夹角的取值范围，最后总结并作如下板书：当090时，cos为正值，W为正值，称为力对物体做正功，或称为力对物体做功。当=90时， cos=0，W=0，力对物体做零功，即力对物体不做功。当90180时，cos为负值，W为负值，称为力对物体做负功，或说物体克服这个力做功。（2）与学生一起先讨论功的物理意义，然后再说明正功、负功的物理意义。提出功是描述什么的物理量这个问题与学生讨论。结合课本第四页图5.2-2，使学生注意到力作用滑块并持续使滑块在力的方向上运动，发生了一段位移，引导学生认识其特征是力在空间位移上逐渐累积的作用过程。然后就此提出：这个累积作用过程到底累积什么？举两个事例启发学生思考：a一辆手推车上装有很多货物，搬运工推车要用很大的力。向前推一段距离就要休息一会儿，然后有了力气再推车走。b如果要你将重物从一楼向六楼上搬，搬运过程中会有什么感觉？首先使学生意识到上述两个过程都是人用力对物体做功的过程，都要消耗体能。就此指出做功过程是能量转化过程，做功越多，能量转化得越多，因而功是能量转化的量度。能量是标量，相应功也是标量。板书如下：功是描述力在空间位移上累积作用的物理量。功是能量转化的量度，功是标量。在上述对功的意义认识的基础上，讨论正功和负功的意义，得出如下认识并板书：正功的意义是：力对物体做功向物体提供能量，即受力物体获得了能量。负功的意义是：物体克服外力做功，向外输出能量（以消耗自身的能量为代价），即负功表示物体失去了能量。5几个力做功的计算提出问题：刚才我们学习了一个力对物体所做功的求解方法，而物体所受到的力往往不止一个，那么如何求解这几个力对物体所做的功呢？图3例题1：如图3所示，一个物体在拉力F的作用下，水平向右移动位移为x，求各个力对物体做的功是多少？各个力对物体所做功的代数和如何？物体所受合力是多少？合力所做的功是多少？学生认真审题，寻找解决的方法解析：物体受到拉力F、滑动摩擦力Ff、重力G和支持力FN的作用，如图所示。重力和支持力不做功，因为它们和位移的夹角为90；F所做的功为：W1Fxcos，滑动摩擦力Ff所做的功为：W2Ffcos180-Fx各个力对物体所做功的代数和为：WW1W2（Fcos-Ff）x根据正交分解法求得物体所受合力FFcos-Ff，合力方向向右，与位移方向相同；合力所做的功为：WFxcos0（Fcos-Ff）x所以WW 即几个力对一个物体做功的代数和，等于这几个力的合力对这个物体所做的功。（课本第五页“做一做”）例题2：见课本第五页“例题”二课堂小结1对功的概念和功的物理意义作必要的重复（包括正功和负功的意义）。2对功的计算公式及其应用的主要问题再作些强调。三布置作业：课本第6页“问题与练习”四