教科版必修二 4.1功 教案3.doc

第1节 功教学手段：视频资料：举重运动员举重录像多媒体设备一套：可供放像、 ppt 课件播放等教学过程： 一、复习、导入新课二、引入功的概念 教师活动6：给出功的概念做功与能量转化密切相关，做功的过程就是能量转化的过程，大量事实表明，做了多少功，就有多少能量发生了转化定义： 功是能量转化的量度学生活动6：理解定义，并作记录三、推导功的一般计算公式 教师活动7：提问学生：初中阶段我们是如何计算功的大小？ 学生活动7：思考回答教师提出问题预测： 学生应该可以答出力和在力的方向上移动距离的乘积教师活动8：给出公式 wfx ，并引导学生说出每个物理量的物理意义学生活动8：与教师一起完成上述过程教师活动9：提问学生：我们提着书包水平运动，手的提力对书包做功吗？为什么？ 学生活动9：思考并回答教师所提问题预测： 初中阶段对这种运动强调得比较多，学生应该可以说出正确结论教师活动10：进一步提问学生，进而引出功的一般计算式如果一个力与物体位移方向既不平行也不垂直，那么它做功的大小又如何来求呢？ 学生活动10：思考讨论教师所提问题预测： 有已学知识做铺垫，学生会想到把力进行分解但对这么做是否可行或者说这么做的具体原因可能不是很明确此时，教师可追问原因，并说明可以这样做的原因是：分力与合力具有相同的作用效果教师活动11：组织指导学生完成教材第 61 页的“活动”内容学生活动11：完成教材第 61 页的“活动”内容预测： 经过前面的铺垫，学生应该可以顺利完成此推导过程教师活动12：总结功的一般计算式根据功的定义即可得到如下计算公式： wfxcos 力与物体在力的方向上发生的位移是做功的两个不可缺少的因素，一个力对物体所做的功，等于力的大小、位移的大小、力和位移夹角的余弦三者的乘积即 wfxcos学生活动12：理解功的一般计算式，并做相应记录四、进一步理解功的一般计算式教师活动13：对一般计算式进行进一步说明当恒力对物体做功时，公式 wfxcos有普遍意义求一个力对物体所做的功当力 f 的方向和位移 x 方向相同时，cos1 ，力所做的功 wfx；当力的方向和位移方向成角时，则有不同的方法处理求解：一是应用公式 wfxcos，直接代入相应的各个物理量运算求解；二是先把力 f 正交分解，求出力在位移方向上的分量 f1 fcos，由于力与位移方向垂直的分量不做功，因此功 w f1x fxcos；三是先求出位移在力的方向上的分量 x1 xcos，再求功 wfxfxcos学生活动13：认真听教师讲解，理解所学内容叙述功的一般计算式中各个物理量的含义及单位1对力 f 和位移 x 之间的夹角的判定： 教师活动14：ppt 出示下图，提出问题这两图中力 f 和位移 x 之间的夹角是多少？ 学生活动14：思考讨论上述问题预测： a. 都是； b. 图 1 中 f 和 x 的夹角是，图 2 中 f 和 x 的夹角是（）； c. 图 1 中 f 和 x 的夹角是（），图 2 中 f 和 x 的夹角是等教师活动15：根据学生回答 , 分析并纠正：找力 f 和位移 x 之间的夹角时，我们可以把力 f 和位移 x 的箭尾移到同一点，看它们之间的夹角是多少学生活动15：认真听讲，并做笔记2正功和负功的理解教师活动16：组织学生完成关于正负功的理论探究，ppt 出示下表(1) 首先从公式 wfxcos中的可能值入手结合图 1 和图 2 让学生讨论完成下表，得出功 w 可能为正值、负值或零的取值 cosw 的值 功的正负 0 0 /2 /2 /2 学生活动16：讨论交流，完成上表引导学生正确填表的取值 cosw 的值功的正负0 1 wfx 力对物体做正功 0 /2 大于 0 wfxcos力对物体做正功 /2 0 w0 力跟位移垂直时，不做功 /2 小于 0 w-fxcos(-) 力对物体做负功 教师活动17：与学生共同把表格完成，并让学生例举力对物体做正功和做负功的实例学生活动17：更正自己的答案，举例说明预测： 学生可能一时找不到合适的例子，教师可以提醒学生利用手边的东西来演示(2) 结合实例说明正功、负功的物理意义教师活动18：与学生共同分析所举例子学生活动18：举例说明正负功，并说明判断依据教师活动19：小结功的正负功是标量，没有方向，但有正功和负功之分功的“正” “负”并不表示功的方向，不能说正功与负功方向相反如果一个力对物体的运动起促进作用（动力），这个力所做的功是正的（如图 1）；如果一个力对物体的运动起阻碍作用（阻力），这个力所做的功是负的（如图 2）正功与负功表示相反的做功效果正功的意义是：力对物体做正功，表明此力的效果是促进物体的运动，是动力负功的意义是：力对物体做负功，表明此力的效果是阻碍物体运动，是阻力一个力对物体做负功，也可说成物体克服这个力做了功（正值）例如：一个力对物体做了106j 的功，可说成是物体克服这个力做了 106j 的功另外，功的“正” “负”也不表示它们的大小，不能说“正功大于负功”例如：两个力做功分别为 w12j ， w2-5j ，比较这两个力做功的大小答案应是： w2 w1 学生活动19：认真听讲教师活动20：出示例题引导学生共同完成例题出示图片（举重），运动员举起 325kg 的杠铃，运动员站定后双手离地的高度为 1.7m ，问运动员在此过程中对杠铃做了多少功？（假设运动员举重过程杠铃运动速度很慢）举起后，运动员举着杠铃在空中停留 3s 的过程中，运动员对物体所做的功为多少？ 学生活动20：与教师共同完成例题五、总功的计算 教师活动21：ppt 给出例题，组织学生完成例题，同时让 2 名学生板演解题过程，并对学生的解答做出分析和总结学习了一个力对物体所做的功的求解方法，而物体所受到的力往往不只一个，那么，如何求解几个力对一物体所做的功呢？下面通过例题来学习解决办法例题如图所示，利用斜面从货车上卸货，每包货物的质量 m 20kg ，斜面倾斜角37，斜面的长度 l 0.5m ，货物与斜面间的动摩擦因数0.2 ，求货物从斜面顶端滑到底端的过程中受到的各个力所做的功以及合外力做的功（取 g10m /s2） 解：斜面上的货物受到重力 g、斜面支持力 n 和摩擦力 f 共三个力的作用货物位移的方向是沿斜面向下可以用正交分解法，将货物所受的重力分解到与斜面平行的方向和与斜面垂直的方向可以看出，三个力中重力和摩擦力对货物做功，而斜面支持力对货物没有做功其中重力 g 对货物所做的功 方法一：直接运用公式 方法二：将重力分解为，沿斜面方向分力为 mgsin37；垂直斜面方向分力为 mgcos37垂直斜面分力不做功，则重力所功等于沿斜面方向分力所做的功，即 wg mglsin37 20100.50.6j60j 支持力 n 与位移方向垂直，对货物没有做功 wn 0 摩擦力 f 对货物所做的功， wf ( mgcos37)lcos1800.220100.80.5j16j 合外力所做的功， 方法一：用各力所做的功的代数和求 w总w1 w2 w3（60016）j44j 方法二：物体所受合外力为 f合mgsin37mgcos37w总f合 l（mgsin37mgcos37）l （20100.60.220100.8）0.5j44j 学生活动21：完成例题，知识掌握程度好的学生可以尝试两种方法解题预测： 学生在负功和合力功问题上将出现错误或方法多样性不足，教师适时予以分析订正和补充师生共同活动： 对例题小结当物体在几个力的共同作用下发生一段位移时，这几个力对物体所做的总功 通常可以用下述两种方法求解： a. 根据公式wfxcos， 先分别求出各个力 f1、 f2 fn 对物体所做的功w1、 w2、 w3、 wn ，再求各力所做的功的代数和，即 w总 w1 w2 wn（注意将各力代入时注意正负号） b. 用力的矢量合成方法先求出这几个力的合力 f合 ，再根据功的公式 w总 f合 xcos求解，其中是合力 f合 方向与位移 x 方向之间的夹角 教师活动22：教师以提问的方式小结功的一般计算式使用时的注意事项，并请学生思考变力功的求法前面我们求的都是恒力的功，那么变力功能否用此公式进行求解？ 变力功如何求解？ 通过今天的学习，你认为功属于过程量还是状态量呢？ wfxcos只适用于恒力做功的计算，那么变力功怎么求呢？ 功是过程量功是力作用在物体上通过一段位移（或一段时间）才发生的，它反映了力在空间上的积累效果求功时一定要明确要求的是哪一个力在哪一段位移（过程）上做的功学生活动22：回答教师所提问题预测： 学生对这两个问题并不清楚，教师可以通过位移是一过程量，来同时说明两个问题教学流程图：学习效果评价： （略）根据教学实际来设计 教学反思： 本课设计以学生熟悉的举重现象引入，拉近了学生与所学知识的距离，让学生利用身边物品体会正负功的物理意义这一设计看似朴实却能让学生充分体会到物理就在生活中，科学就在我们身边，从而激发学生学习物理、探究自然的热情在探究功的一般计算式的过程中，重视知识的形成过程，采用的学生自行推导的