课外读物教学目标设计

第七章

机械能守恒定律

第二节

功

江苏省淮安市淮海中学

周立波

教学目标：

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，知道公式的适用范围，会用功的公式进行计算。

4.

理解正功、负功的概念，会根据公式计算多个力的总功。

重、难点：

重点：“功”概念的建立过程。

难点：定量求解功。

教学资源：

1．

多媒体设备。

2．

实验器材：吸管、竹签、气球、支架、气垫导轨、滑块、铁架台、弹簧等。

教学过程：

活动一：游戏：吹箭打气球

课堂引入：视频《吹箭》

过渡：吹箭是户外运动项目之一，

看到了什么？为什么能击破啤酒瓶？箭具有什么能量？动能为什么会增加？

生活中使物体能量增加的例子多吗？举例说明。

这些现象中物体的能量又为什么发生变化？这个过程中伴随着哪个物理量呢？

老师也给大家准备了一套吹箭器材，能否通过这个简单器材发现这个物理量。

有没有哪个同学想先来尝试一下的？

游戏内容：击破气球。

设计意图：视频中震撼效果激发学生吹箭的欲望，但是无论用多大力都无法击中目标。促

使学生想去探讨击中气球的方法。

问题1：为什么击不中？

设计意图：在固定架子上吹箭，则高度和水平距离确定，引导学生发现只有增加箭的速度也就是动能。

问题2：吹箭动能增加的原因可能和哪些因素有关呢？

学生猜想，教师引导总结：力和力方向上的距离

活动二：实验：探究箭动能增加与力和力方向上距离的关系。

问题3：在物理学中，当讨论多个物理量关系时一般采用什么方法？

设计意图：知道用控制变量的方法设计实验。

:问题4：如何应用这种方法进行实验呢？

设计意图：制定实验方案。

学生实验：吸管、竹签

设计目的：考虑学生的安全和实验场地限制，用吸管代替吹管、竹签代替箭，以小组为单位探究影响因素。得到竹签动能增加与力和力方向上的距离有关。

活动三：功概念的建立

问题5：再回到刚才的问题，怎样能打中气球？

再次游戏：用更大的力，发生更大的距离。

设计意图：验证实验结论。

过渡：说明力越大，力方向上距离越大，物体动能增加越多。那么物理学中就把这两个物理量的乘积定义为功。（板书：功的定义）

活动四：定量求解功。

创设情境：绳水平拉小车、竖直拉小车，力是否对小车做功？

设计意图：得到功的两个影响因素。

问题7：力是否对小车做功？

设计意图：通过两种特殊情况发现，解决斜向上运动问题过程拉力的功，得到功的一般表达式。

问题8：哪种物理量可以被分解？

问题9：怎样修正功的定义？

板书：功等于力乘力方向上的位移。

过渡：1829年，法国科学家科里奥利在他的《机器功效的计算》一书中，把功定义为力与力方向上的位移的乘积。

环节二：知道总功的两种求解方法，知道功是标量。

探究问题：在光滑水平面上一个物块，受到沿水平面的力F=5N，由静止运动5m，求这个过程力F所做的功。

变式训练：若物体是在如图所示的互相垂直的两个力F1=3N、F2=4N的作用下，发生相同的位移，求这两个力分别所做的功。

设计意图：1.知道总功的两种求解方法。

2.通过多个力的总功是各个力功的代数和，知道功是标量。

环节三：推导功的一般表达式。

创设情境：回到环节一情境中，求解斜向下移动物体时重力做了多少功？

问题10：回头看刚才的两个特殊情况，这个公式是否适用？

问题11：力F的功为多少？

Flα

问题12：w=Flcosθ中各个物理量表示什么？

板书：功等于力的大小、位移大小、力与位移夹角的余弦乘积。

设计意图：得出功的一般表达式并理解各个符号的含义。

例1：已知图中表示物体在力F 作用下在水平面上发生了一段位移x，分别计算这三种情

形下力F 对物体做的功。设这三个情形下力F和位移l的大小都是一样的：F =10N，l=2m，

角的大小如图所示。

v30150v30

设计意图：发现功有正负，总结正功、负功、不做功的条件。

问题13：功的正负号有何含义呢？

实验：气垫导轨、滑块、铁架台、弹簧

观察：当弹簧弹力与水平方向夹角小于900和大于900过程中滑块的运动情况。

问题14：弹簧是变力，应用w=Flcosθ能否求解？

设计意图：1。知道正负功的含义。

2．知道公式的适用范围。

问题15：此情境中，若地面不光滑，除了已知力F，物体还受哪些力的作用？求力对物体的总功。完成类似情境的例2 Flα

例2：一个质量m=150kg的雪橇，受到与水平方向成θ=37o角斜向上方的拉力F=500N，在水平地面上移动距离l=5m。雪橇与地面间的滑动摩擦力F阻=100N。求力对雪橇做的总功。

设计意图：能将本节课知识学以致用。

活动五：总结

通过今天这节课你学到了什么？

今天各位同学已经在初中已有知识的基础上，进行了修正并完善，迈出了科学探究中的重要一步，相信只要大家坚持学习，定会在科学探究之路上作出更多的贡献。