广东省惠阳区中山中学高中物理粤教版必修二4-1教案功

惠阳中山中学课时教案教学内容第四章1节主题功第1课时教学目标知识与技能1、知道功的定义，理解功的两个要素；2、掌握功的公式：W=Fscosα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，理解正负功的含义。过程与方法1、能正确运用功的公式，计算各力做功的大小。2、在具体的物理情景中判断物体所受的力是否做功以及做功的正负。3、掌握合力做功的计算方法。情感态度与价值观在功的概念和求解功的数值的过程中，培养科学严谨的态度。教材分析重点功的概念2、功的计算公式难点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。学情分析1、在初中，学生已经初步学习了功的概念，但不严谨；在复习初中有关知识的基础上，通过扩展举例和分析来解决重点，突破难点。2、考虑到功的定义式W=Fscosα与课本上讲的功的公式相同，特别是对式中s的解释不一，有物体位移与力的作用点的位移之分，因而没有给出明确的功的定义的文字表达。实际问题中会用功的公式正确进行计算就可以了。从例题1可以看出，定义一个力对物体所做的功，将位移解释为力的作用点在力的方向上的位移是比较恰当的。如果将位移解释为受力物体在力的方向上的位移，学生会得出W=Fs这一错误结果，还会理直气壮地坚持错误，纠正起来就困难多了。3、由于对功的物理意义的讲解是初步的，因而对正功、负功的物理意义的讲解也是初步的。这节课中只是讲到受力物体得到能量还是失去能量这个程度。在学习了机械能守恒定律之后，再进一步做出说明。4、本节课重点放在了总功的求法上，主要考虑为后面学习动能定理做准备。因为动能定理是本章的核心内容和高考必考考点。教学流程教师活动安排学生活动安排设计意图时间内容时间内容1引入情境展示学习目标1回答问题，学习目标引入新课1提问1回答问题功的概念1演示2观察，思考并总结做功的条件2展示物理情境、引导3思考、计算、总结、回答怎样计算功1给出练习，点拔1计算并思考，回答问题功的单位1展示物理情境并点拔1计算计论、总结S的理解1提出问题并引导点拔3思考讨论总结回答正功与负功4展示情境，点拔引导6训练思考总结求总功2出示课练习，点拔4课堂定时训练达标检测2总结2达标自评本节课总结精讲点拨精讲点拨精讲点拨（一）引入新课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。（二）教学过程设计1、怎样才算做了功？先请同学回顾一下初中学过的与功的概念密切相关的如下两个问题：什么叫做功？谁对谁做功？然后做如下总结并板书：(1)如果一个物体受到力的作用，并且在力的方向上发生了位移，物理学中就说这个力对物体做了功。然后演示用水平拉力使滑块沿拉力方向在讲桌上滑动一段距离，并将示意图画到黑板上，如图1所示，与同学一起讨论如下问题：在上述过程中，拉力F对滑块是否做了功？滑块所受的重力mg对滑块是否做了功？桌面对滑块的支持力N是否对滑块做了功？强调指出，分析一个力是否对物体做功，关键是要看受力物体在这个力的方向上是否有位移。(2)在物理学中，力和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。2、怎样计算功？问题一：物体m在水平力F的作用下水平向前行驶的位移s如图1所示，求力F对物体所做的功。问题二：物体m在与水平方向成α角的力F的作用下，沿水平方向向前行驶的距离为s，如图乙所示，求力F对物体所做的功。如图２．图2在问题一中，力F所做的功：W=FsF在问题二中，由于物体所受的力的方向与运动方向成一夹角α，我们可根据力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FF1F2F1F2FF1F2分析：据做功的两个不可缺少的因素可知：分力F1对物体所做的功的等于F1s.而分力F2的方向跟位移方向垂直，物体在F2的方向上没有发生位移，所以分力F2所做的功等于零。综上所述：力F所做的功等于所以：板书：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。即：学生叙述功的求解公式中各个字母的含义及单位。接下来给出F=100N、s=5m、α=37°，与同学一起计算功W，得出W=400N·m。就此说明1N·m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=1N·m。最后明确板书为：在国际单位制中，功的单位是焦耳(J)1J＝1N·m问题3：对公式W=Fscosα里位移的理解。例1如图5所示。A为静止在水平桌面上的物体，其右侧固定着一个定滑轮O，跨过定滑轮的细绳的P端固定在墙壁上，于细绳的另一端Q用水平力F向右拉，物体向右滑动s的过程中，力F对物体做多少功？(上、下两段绳均保持水平)本例题仍重点解决计算功时对力和位移这两个要素的分析。如果着眼于受力物体，它受到水平向右的力为两条绳的拉力，合力为2F。因而合力对物体所做的功为W=2Fs；如果着眼于绳子的Q端，即力F的作用点，则可知物体向右发主s位移过程中，Q点的位移为2s，因而力F拉绳所做的功W=F·2s=2Fs。两种不同处理方法结果是相同的。4、正功、负功(1)首先对功的计算公式W=Fscosα的可能值与学生共同讨论。当0°≤α＜90°时，cosα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α=90°时，cosα=0，W=0，力对物体做零功，即力对物体不做功。当90°＜α≤180°时，cosα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。举例：a．在光滑水平面上用力F推一辆小车，F做正功还是负功？小车的速度怎样变化？小车的动能怎样变化？b．撤去推力F，小车在光滑的水平面上将保持怎能样的运动状？它的动能有变化吗？C、小车在撤去推力后以速度V进入粗糙的水平面，小车将做怎样的运动？有什么力对它做功？是做正功还是负功？小车的动能怎能样变化？总结：功是能量转化的量度，功是标量。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、例题讲解——讨论如何求总功例2

如图4所示，F1和F2是作用在物体P上的两个水平恒力，大小分别为：F1=3N，F2=4N，在这两个力共同作用下，使物体P由静止开始沿水平面移动5m距离的过程中，它们对物体各做多少功？它们对物体做功的代数和是多少？F1、F2的合力对P做多少功？此例题要解决两个方面的问题，一是强化功的计算公式的正确应用，纠正学生中出现的错误，即不注意力与位移方向的分析，直接用3N乘5m、4N乘5m这种低级错误，引导学生注意在题目没有给出位移方向时，应该根据动力学和运动学知识作出符合实际的判断；二是通过例题得到的结果，使学生知道一个物体所受合力对物体所做的功。等于各个力对物体所做的功的代数和，并从合力功与分力功所遵从的运算法则，深化功是标量的认识。解答过程如下：位移在F1、F2方向上的分量分别为s1=3m、s2=4m，F1对P做功为9J，F2对P做功为16J，二者的代数和为25J。F1、F2的合力为5N，物体的位移与合力方向相同，合力对物体做功为W=Fs=5N×5m=25J。总结：1、求几个力做的功，可先求出这几个力合力，再求合力做的功。例3

课本上的例题是功的计算公式的应用示范。分析过程中应使学生明确：拉力F对物体所做的功，实际上就是F的水平分力Fcosα对箱子所做的功，而拉力F的竖直分力Fsinα与位移s的方向是垂直的，对箱子不做功。同时，摩擦力也做功（再此题里摩擦力做负功），因此本题涉及到总功的理解与计算。总结：2、求多个力做的总功，可先分别求出每个力做的功，再将其代数相加。例4

如图3所示，ABCD为画在水平地面上的正方形，其边长为a，P为静止于A点的物体。用水平力F沿直线AB拉物体缓慢滑动到B点停下，然后仍用水平力F沿直线BC拉物体滑动到C点停下，接下来仍用水平力F沿直线CD拉物体滑动到D点停下，最后仍用水平力F沿直线DA拉物体滑动到A点停下。若后三段运动中物体也是缓慢的，求全过程中水平力F对物体所做的功是多少？此例题先让学生做，然后找出一个所得结果是W=0的学生发言，此时会有学生反对，并能说出W=4Fa才是正确结果。让后者讲其思路和做法，然后总结，使学生明确在每一段位移a中，力F都与a同方向，做功为Fa，四个过程加起来就是4Fa。强调：功的概念中的位移是在这个力的方向上的位移，而不能简单地与物体运动的位移画等号。要结合物理过程做具体分析。总结：3、求多个过程的总功，可先求出每个过程中的功，再将各过程的功代数相加。（三）达标自结课堂达标课堂达标1、下面物理情境中弹力对物体做功的是（）A、A、物体沿固定的斜面下滑B、大力士将圆木扛在肩上3分钟。B、C、一同学提着一桶水从教室前面走到后面D、送水工人将水从一楼扛到5楼。2．用水平恒力F作用于质量为M的物体，使之在光滑的水平面上沿力的方向移动距离S，恒力做功为W1，再用该恒力作用于质量为m（m<M）的物体上，使之在粗糙的水平面移动同样距离S，恒力做功为W2，则两次恒力做功的关系是A、W1>W2B、W1<W2C、W1=W2D、无法判断3.如图，A、B两质量相同，与地面间摩擦系数相同，F1θAF2θBF1θAF2θB同距离，则F1、F2做的功W1、W2关系是A、W1=W2B、W1<W2C、W1>W2D、无法判断4．在上题中若是比较两种情况下合力所做的的功，那么正确答案又是哪一个A、W1=W2B、W1>W2C、W1<W2D、无法判断板书设计怎样才算做了功？如果一个物体受到力的作用，并且在力的方向上发生了位移，物理学中就说这个力对物体做了功。在物理学中，力和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。2、怎样计算功？ （1）W=FS（FS在同一直线上）（2）（FS不在同一直线上）（3）对公式W=Fscosα里位移的理解3、正功、负功（1）对功的计算公式W=Fscosα的可能值与学生共同讨论当0°≤α＜90°时，cosα为正值，W为正值，当α=90°时，cosα=0，W=0，力对物体做零功。当90°＜α≤180°时，cosα为负值，W为负值.（2）正功的意义是：力