《功》的教学案例.doc

高中新课程物理功教学案例重庆市第29中学校 徐志才一、教学设计思想在初中，学生已初步接触了功的基本知识，对功的内容学生比较熟悉，但印象模糊，认识肤浅，要尽可能“旧课新上”，适当地赋以这块内容以研究性的味道，给学生以感官刺激，营造良好的教学氛围，引导学生打开思路，促进学生自主学习，让学生积极参与、乐于探索、勇于实验、勤于思考。让学生在主动参与的过程中进行学习，在探究问题的活动中，经历过程，获取知识和方法，体验并领悟其中的情感、态度和价值观。二、案例教学目标1.知识与技能：（1）正确理解功的含义及做功的两要素；（2）知道功的计算公式及各物理量的确切含义；（3）知道功是标量，知道功的单位；（4）正确理解正功和负功的实质；2.过程与方法：（1）通过学生实验，培养学生动手能力和观察思维能力；（2）通过讨论提问，培养学生独立思考，发现问题，概括问题的能力；（3）通过学生讨论回答问题，培养学生运用现有知识解决未知问题的能力；3.情感态度与价值观：让学生感受到物理就在身边，对生活中的科学有浓郁的兴趣，并充满探究的热情，从而自觉地培养科学的精神和素养，学会以更科学的眼光看问题。三、案例设计背景在初中，学生尽管已初步接触功的基本知识，但印象模糊，认识肤浅，理解功这个抽象概念是教学难点。故一开始就以问题导入，回忆“功”的概念，列举生活实例，给学生以感官刺激，营造良好的教学氛围，引导学生打开思路，大胆设想，提出与“功”相关的问题。为了解决问题，设计了三个实验：拉力相同位移不同的相同小车的运动速度的增加对比；拉力不同位移相同的相同小车的运动速度的增加对比；拉力大小相同方向不同位移相同的相同小车的运动速度的增加对比。让学生在积极动脑的同时积极动手，从实验中领会到物理知识的形成过程，以及适用条件。最后，本堂课开始学生提的相关问题也不能置之不理，让学生结合已获得的知识，对本节课未加讨论的变力做功进行课外探讨，从而实现了知识的拓展与内涵的延伸。整堂课以实验为大环境，以问题贯穿始终，学生不断的提问，思考，讨论，释疑，教师在旁点拨引导，充分发挥学生的主观能动性，真正体现了学生的主体地位。四、教学过程人类对于能量及其转化的认识与功的概念紧密相连，这是因为在一个过程中如果既存在做功的现象，也存在能量变化的现象，本课在初中学习的基础上从物体能量变化的角度来探究力对物体做的功。（一）实验探究 物中悟理1、实验器材的选用本节课我们定性的分析力做功与物体的位移、物体所受力的大小和方向间的关系，怎样探究呢？提问思考：在光滑的水平面上的物体，受到一个恒定的外力作用，物体的速度怎样变化？物体速度变化时它的动能怎样变化？再问再思考：物体动能变化时，根据初中知识力对物体做功与否？如动能变化大，是否能说明力对物体做的功大？ 怎样直观的观察力做功与物体动能变化（物体速度变化）间的关系？同学们讨论后得出：运用验证牛顿第二定律实验器材，即如下图的示：Mm光滑水平面2、实验探究过程实验探究现象观察现象分析实验结论F不变，W与L的关系L大,物体的v越大V越大,动能变化越大,W越大W与物体的位移L有关L不变，W与F的关系F越大,物体的V越大V越大,动能变化越大,W越大W与物体受的力有关F、L 不变，w与F、L间夹角的关系越大,物体的速度越小V越小,动能变化越小,W越小W与物体受到的力与物体位移间的夹角有关说明:上表中“现象观察”、“现象分析”、“实验结论”由同学们通过对实验的观察来完成填写。、实验小结根据实验，引导同学们总结：力对物体做的功与物体所受的力、物体的位移以及力与位移的夹角均有关系。教师说明：早在第一次工业革命时期，人们将机械举起的重量与举起的高度的乘积用来度量机器的能效，从而比较蒸汽机的优劣，并把物体的重量与其上升的高度的乘积叫做功。直到世纪年代，法国科学家科里奥利扩展了这一基本思想，明确地把作用于物体上的力和受力点沿力方向的位移的乘积叫做力的功。即：一个物体受到与水平方向夹并角为的力的作用，沿水平方向发生了一段位移，如图所示提问：根据科里奥利的观点：如何寻找力的方向上的位移？再问：力方向上的位移与位移方向上的力有什么关系？综合分析后有：即力对物体所做的功，等于力的大小、位移的大小、力与位移夹角的余弦这三者的乘积。（二）深入分析揭示本质、做功的两个因素（1）一个小球在光滑的水平面上匀速运动，小球所受力的合力为零，但小球有运动位移。 提问：有力对小球做功吗？学生回答：有位移无力，不劳无“功”。（2）用力推车，但未推动。 提问：力对车做功吗？ 学生回答：有力但力方向上无位移，劳而无“功”。 （3）一个同学手提水桶，在水平路面上迅速飞跑 提问：同学对水桶做功吗？ 学生回答：有位移，但位移方向上无力，劳而无“功”。 （4）一个同学用力推一木箱在水平路面上前进一段距离。 提问：同学对木箱做功吗？ 学生回答：有力且在力的方向上有位移，劳而有“功”。老师点评后小结出做功的两个因素： （1）作用在物体上的力mF（2）物体在力的方向上的位移。2、正功与负功 （1）实验探究如图，一个同学用力将重物向上提起。问1：物体受到几个力的作用？问2：这些力对物体的运动起着什么样的作用？问3：哪些对物体做功？做功是否一样？师生共同研究后得出：物体受到两个力作用：重力和拉力。其中拉力对物体的运动起着积极的推动作用，做正功。重力对物体的运动起阻碍作用，做负功，又可以说成是物体克服这个力做正功。（2）理论分析根据功的定义式w=FLcos知，当是锐角时，cos0，则W0，表示力对物体做正功；当是直角时，cos=0，则W=0，表示力对物体不做功；当是钝角时，cos0，则W0，表示力对物体做负功。（三）拓展研究 快乐升华1、关于角的确定 分别由同学完成下列四幅图中力与位移的夹角大小的确定LF450LF450LF450LF4502、关于功同学们应该注意的几点（1）讲“功”，一定要指明是哪个力对哪个物体做的功. （2）公式中F是恒力，l是物体对地的位移, a是F与 l的夹角. （3）公式中的F和l必须具备同时性. （4）在国际单位制中, 功的单位是: 焦耳(J) 1J1Nm（5）功是标量，只有大小，无方向（6）功是过程量，是力对空间的积累3、如何计算总功 例题:一个质量2kg的小车，受到与水平方向成37角斜向上方的拉力F1=10N，摩擦力F2=4.2N。在水平地面上移动的距离l=2m。求小车所受各力对小车做的总功。同学们先独立分析，后互相讨论，最后根据同学们的方法总结出计算总功的方法有： （1）先计算出各力的功，再计算功的代数和： W=W1+W2+W3+ （2）先计算各力的合力，再计算合力的功： W=F合Lcos（四）归纳总结，提升素养做功因素牢掌握公式符号岂能落正功负功细斟酌待求总功不虚脱眼看脑想手要作真知灼见不靠说五、教学实践后的反思1、本节课在设计上，采用探究式的教学方法在推导功计算的一般表达式、做功的条件、正负的的判断及物理意义、总功的计算等一系列教学活动中，通过实验探究和理论推导展示物理现象，努力创设恰当的“探究情景”，通过探究启发学生积极的思维活动，以探究为主线来组