本章小结教学设计(第二课时)

高中物理必修二《功》精品教学案

教学目标

一、知识和技能

1. 理解功的概念。

2. 理解功的两个要素。理解功的正负的物理意义。

3. 会用功的定义式计算恒力做功的大小。

二、过程和方法

1. 通过“功”的学习认识建立物理概念的一般方法。

2.

感受正交分解法推导力做功的计算公式。

三、情感、态度和价值观

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。

教学重点

力对物体做功的两个要素和掌握功的计算公式

教学难点

功的正负和对“克服阻力做功”的理解。

教学过程

一、导入新课

教师活动：初中我们学过做功的两个因素是什么？ 学生思考并回答：一是作用在物体上的力，二是物体在力的方向上移动的距离。 扩展：高中我们已学习了位移，所以做功的两个要素我们可以认为是：①作用在物体上的力；②物体在力的方向上移动的位移。 导入：一个物体受到力的作用，且在力的方向上移动了一段位移，这时，我们就说这个力对物体做了功。在初中学习功的概念时，强调物体运动方向和力的方向的一致性，如果力的方向与物体的运动方向不一致呢？相反呢？力对物体做不做功？若做了功，又做了多少功？怎样计算这些功呢？本节课我们来继续学习有关功的知识，在初中的基础上进行扩展。

二、新课教学

（一）功

教师：下面我们共同讨论探究功的一般表达式。

问题1：如图，力F使滑块发生位移l这个过程中，F对滑块做了多少功？

计算公式：W=Fl。

问题2：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，如图所示，求力F对物体所做的功。

学生活动：思考老师提出的问题，根据功的概念独立推导。

在问题2中，由于物体所受力的方向与运动方向成一夹角α，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：

F1Fcos

F2Fsin

由做功的两个不可缺少的因素可知：分力F1对物体所做的功等于F1s。而分力F2的方向跟位移的方向垂直，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。力F所做的功W=W1＋W2=W1=F1s=Fscosα。

结论：

①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。

运用公式计算功：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。

在国际单位制中，功的单位是焦耳（J），1J＝1N·m

。

②功是标量

教师小结：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、力和位移的夹角的余弦三者的乘积,即W=Flcosα。

当恒力对物体做功时，公式WFlcos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l方向相同时，cos1，力所做的功WFl；当力的方向和位移方向成角时，则有不同的方法处理：一是应用公式WFlcos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力不做功，因此功WFl1Flcos；三是先求出位移在力的方向上的分量l1lcos，再求功WFl1Flcos。

练习：1．物体做功的两个必要因素是_____和_______。 2．功计算的基本公式是____________。 3．在国际单位制中功的单位是_____，力的单位是________、距离的单位是_______。 4．用水平推力是200N的力，将一木箱在水平方向上匀速地椎动了5m，水平推力所做的功是_______ J。用500N的举力，将杠铃匀速地举高，若所做的功为250J，那么举高的高度是__________m。

答案：1．力

力方向上的位移

2.W=F l cosα

3.J

N

m

4.1000

0.5

（二）正功和负功

教师活动：指导学生阅读课文P58的正功和负功一段。

通过上边的学习，我们已明确了力F和位移l

之间的夹角，并且知道了它的取值范围是０°≤α≤180°。那么，在这个范围之内，cosα可能大于0，可能等于0，还有可能小于0，从而得到功W也可能大于0、等于0或小于0。请画出各种情况下力做功的示意图，并加以讨论。

学生活动：认真阅读教材，思考老师的问题。

②②

α=π/2时，cosα=0，W=0。力F和位移l

的方向垂直时，力F不做功；

②当α＜π/2时，cosα＞0，W＞0。这表示力F对物体做正功；

①

π/2＜α≤π时，cosα＜0，W＜0。这表示力F对物体做负功。

教师总结：

α的取值

α=0

0αα

2cosα

1

大于0

0

小于0

W的值

W=Fl

W=Flcosα

W=0 W=-Flcos（π-α）

功的正负

力对物体做正功

力对物体做正功

力跟位移垂直时，不做功

力对物体做负功



2ππ

2教师引导学生分析教材P59例题。

学生做例题。

教师提问，点评并板书规范步骤。

练习：

1．关于功是否为矢量，下列说法正确的是（ B

）。

A.因为功有正功和负功，所以功是矢量 B.因为功没有方向性，所以功是标量

C.力和位移都是矢量，功也一定是矢量 D.力是矢量，功也是矢量

2．物体在两个相互垂直的力作用下运动，力F1对物体做功6J，物体克服力F2做功8J，则F1、F2的合力对物体做功为（ C

）。

A.14J

B.10J

C. -2J

D.2J

3．人推着一辆自行车在水平道路上前进，自行车受到的力中做正功的是

（

D

）

。

A．重力

B．摩擦力

C．支持力

D．人的推力

三、课堂总结

教师活动：让学生概括总结本节的内容。请一个同学到黑板上总结，其他同学在笔记本上总结，然后请同学评价黑板上的小结内容。

1．功的概念：作用在物体上的力，使物体在力的方向上发生一段位移，我们就说，这个力对物体做了功。力和在力的方向上发生一段位移是做功的两个必要因素。

2．功的公式：W=F l

cosα，这是计算功的普适公式，F、l 均是矢量，α是两矢量间的夹角，在国际单位制中，功的单位是焦耳。

3．对功的公式的讨论

①当0≤α＜π/2时，力对物体做正功

；

②当π/2＜α≤π时，力对物体做负功；

③当α=π/2时，力对物体不做。

4. 合力的功：合力的功等于各分力功的代数和。

学生活动：认真总结概括本节内容，并把自己这节课的体会写下来、比较黑板上的小结和自己的小结，看谁的更好，好在什么地方。

点评：总结课堂内容，培养学生的概括总结能力。

教师要放开，让学生自己总结所学内容，允许内容的顺序不同，从而构建他们自己的知识框架。

四、课堂练习

1．沿着长2m、高0.5m的斜面，将重为100N的物体，匀速地推到斜面的顶端，那么，人克服重力所做的功是_________。

答案：50J

2．设一个恒力拉着一个物体沿斜面向上运动一段距离，拉力的功为W1；同

样大小的力拉着物体沿斜面向下运动同样的距离，拉力的功为W2。已知拉力与物体的运动方向相同，比较W1和W2的大小，可以确定（

）。

A.

W1＞W2

B.

W1=W2

C.

W1＜W2

D.

以上都不正确

答案：B 3．用起重机将质量为m的物体匀速地吊起一段距离，那么作用在物体上的各力的做功情况，正确的是（

）。

A.

重力做正功，拉力做负功，合力做功为零

B.

重力做负功，拉力做正功，合力做正功

C.

重力做负功，拉力做正功，合力做功为零

D.

重力不做功，拉力做正功，合力做正功

答案：C 4．用40

N的力拉一个质量为10kg的物体在水平地面

上前进，如图所示若物体前进了10m，拉力F做的功W1= ________J，重力G做的功W2=________J。如果物体与水平

面间问动摩擦因数μ=0.1，物体克服阻力做功W3=________J。

答案：400

0

100；

5．如图所示，小物块位于光滑的斜面上，斜面固定在水平地面上，从地面上看，在小物块沿斜面下滑的过程中，斜面对小物块的作用力（

）。

A.垂直于接触面，做功为0

B.

垂直于接触面，做功不为0 C.

不垂直于接触面，做功为0

D.

不垂直于接触面，做功不为0 答案：A 6.起重机用恒力F使质量为1000kg的货物在1s内由静止上升了2m，则在这1s内，（不计空气阻力，g取10m／s2），求：

（1）重力对货物做了多少功？

（2）F对货物做了多少功？ 答案：-2×104J；

2×104J 五、布置作业

教材第59-60页问题与练习第1、4题。

F