课外读物教学设计第二课时

教学设计参评稿件

课

题：学

科：所用教材：设

计

者：单

位：

功

物

理

高一

必修2

何志红

上栗中学

2018年

5

月

4

日

1

教学设计正文

课

题

功

设计意图

一、设计理念

功是本章知识链中非常重要的一环，是初中学习的继续和提高。在教学时我通过三个例子提出能量的转化过程就是做功过程而引入新课，通过复习初中所学知识，然后拓展到F与L有任意夹角的情况自然进入更深层的教学。在整个教学过程中，力争通过一节课的学习使学生达到理解并会简单应用的目标。此外这部分知识与现代生活、生产等有着密切的联系，也是本章的学习的一个基础。因此，在教学中应注重培养学生推理能力，同时教师创设一些任务，让学生在完成任务中运用科学思维解决物理问题，让学生了解物理思想和物理方法，体会物理学在生活和生产中的应用以及对社会发展的影响，让学生得到成功的体验，享受成功的愉悦，激发学习的热情和责任感。

二、教学目标

（一）知识与技能

1．初步认识做功与能量变化的关系。

2．理解功的概念，知道做功的两个要素。

3．明确功是标量，知道W=FLcosα的适用范围。

4．理解正、负功的概念，会根据公式计算多个力的总功。

5．初步理解化变力为恒力、处理力做功的思想方法。

（二）过程与方法

通过学习使学生经历从特殊到一般的过程，学习应用所学知识解决所遇到的问题，学会从不同角度认识、用不同方法解决同一个问题。

（三）情感、态度与价值观

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。

三、重点与难点

重点：功的概念理解及公式W=FLcosα的理解应用。

难点：功的适用条件及正、负功的理解。

四、教法与学法

从学生已学的知识出发，循序渐进，通过提出问题，分析问题，得出结论，遵循学生的认知规律，采用启发和引导学生对它们加以综合比较，进一步完善和巩固“功”的概念。

五、教学工具

计算机、投影仪、课件

六、教学过程

（一）导入新课

课件展示图片，让学生思考其能量变化过程

2

学生活动：（1）货物在起重机的作用下重力势能能增加了

（2）列车在机车的牵引下动能增加了

（3）握力器在手的压力下弹性势能增加了

教师总结：做功改变了物体的能量

（二）进入新课

教师提问：什么叫做功？做功的两个必要因素是什么？

学生活动：1．功的概念：物体在力的作用下能量发生了变化，则这个力对物体做了功。

2、做功的条件

1)作用在物体上的力

2)物体在力的方向上发生了位移

教师活动：如果力的方向与物体的运动方向一致，该怎样计算功呢？

课件展示问题一：物体m在水平力F的作用下水平向前行驶的位移为L，如图所示，求力F对物体所做的功。

学生思考：思考老师提出的问题，根据功的概念独立推导。在问题一中，力和位移方向一致，这时功等于力跟物体在力的方向上移动的距离的乘积。W=FL

教师活动：如果力的方向与物体的运动方向成某一角度，该怎样计算功呢？

课件展示问题二：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L，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。

在问题二中，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：

新课程引入功强调能量的转化过程就是做功过程。因此选择三例引入新课。

通过复习提问进入功的教学。

从学生已学的知识出发，循序渐进。

F1Fcos

3

F2Fsin

W1=FLcos

提出两种处理方法既是为了拓展学生的思路，也可以帮助学生加深对公式的理解。

W20

据做功的两个不可缺少的因素可知：分力F1对物体所做的功等于F1L。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。所以，力F所做的功W=W1＋W2=F1L+0=FLcosα。

教师可以继续引导：还有其他方法吗？（若学生回答不了，教师可以进行提示：；力F是矢量可以分解，而位移L亦是矢量，能否分解？若能应如何分解？）经讨论或提示，学生能够想到还可以将位移L分解到沿力方向和垂直位移方向即：

学生得出：W=FL2=FLcosα

教师活动：展示学生的推导结果，点评、总结，得出功的定义式。

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：

W=FLcosα

W表示力对物体所做的功，F表示物体所受到的力，L是物体所发生的位移，α是力F和位移之间的夹角。

在SI制中，功的单位为焦。

1J=1N·m 在用功的公式计算时，各量要求统一采用国际单位制。

教师提出问题：弹簧(劲度系数为K)一端固定在墙上，另一端连接一水平面上的滑块，用力将弹簧拉伸X后放手，弹簧恢复原长过程中，求弹力做功。

有学生会提出W=KX•X,教师引导提示学生：弹簧弹力有什么特

求弹簧弹力的功目的是为了说明公式的适用条点？W=KX•X对吗？并由此提出W=FLcosα的适用条件：适用于恒力做件，但是对学生来说有点难度，功。对于变力做功请同学们课下思考。

需要教师引导到教师总结：

位。

a、功一定要指明是哪个力对物体做的功

b、力必须是恒力

教师活动：课件展示图片，学生分析力做功情况。

4

α

教师倾听学生回答，总结归纳：

1．当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

3．当π/2＜α≤π时，cosα＜0，W＜0。这表示力F对物体做负功

在此基础上，教师提出问题：功的正负表示方向吗?换句话说，即功是矢量还是标量？

学生活动：理解正功和负功的含义

教师活动：倾听学生回答，点评、总结。

功是标量，只有大小，没有方向。

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了物体运动，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） 课件展示例题：

例：一个质量m=2kg的物体,受到与水平方向成37度角斜向上方的拉力F1=10N，在水平地面上移动的距离l=2m，物体与地面间的滑动摩擦力F2=4.2N，求外力对物体所做的总功。

学生计算并总结总功的求解方法。

教师总结：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可以用下述方法求解：

a. 求出各个力所做的功，则总功等于各个力所做功的代数和。

W总=W1 + W2 + W3 +…

b. 先求出各力的合力, 再用W总=F合Lcos求总功。

课堂练习：

1、关于功的论述，下列说法中正确的是：

A、大力做的功多。

B、+5J的功比- 5J的功多

C、物体加速运动时的功比减速运动时的功多。

D、+10J的功比+5J的功多。

2、质量为1kg的物体静止在水平桌面上，物体受到一个与水平面成53的拉力F=5N的作用后由静止开始运动，已知物体与地面间的摩擦因数=0.25, sin53=0.8, cos53=0.6, g取10m/s2, 求在最初2s内: ①重力对物体所做的功; ②拉力F对物体所做的功; ③摩擦力f对物体所做的功; ④合力所做的总功.

5 通过图片主要是为了引入正、负功的教学。

通过此例题引入总功的教学。

设置练习1强调对功的正、负的理解。

设置练习2为了练习求解总功。

教师活动：投影学生解题过程，点评总结。

课堂小结：

1．做功的条件

a、作用在物体上的力

b、物体在力的方向上移动的位移

2．功的计算

W=FLcosα

a、功一定要指明是哪个力对物体做的功

b、力必须是恒力

3．功是标量，但有正负。正、负只表示做功的力的效果。

4．总功等于各个力对物体所做功的代数和，也就是合力对物体所做的功。

W合=W１＋W2＋…＋Wn

W合=F合Lcos

七、板书设计

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=FLcosα，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，力对物体不做功

4，合力的功

合力的功等于各分力功的代数和。

作业：课本54--55页 2、3、4 八、教学反思

本案例的设计利用简单、多样的生活实例，让学生充分体会到物理就在生活中，科学就在我身边，从而激发学生学习物理、探究自然的热情。教师在问题的设置上既注意了知识层次，又能留有学生的探究空间，使学生在学习过程具有较强的问题意识和探究欲望。能发挥学生的自主性，培养学生应用已学知识分析解决新问题的能力，又能让各种思维得以碰撞交流，增加了思维灵活性的培养。另外，在如何加深功的概念的理解和应用功的公式解决实际问题的设计上，既要考虑到整体覆盖面，又突出解决重点知识和疑难问题，达到良好的教与学的效果。

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