人教版高一物理必修二第七章 7.2《功》实用教学设计

第七章机械能守恒定律第2节功教学设计

【教学目标】

知识与能力

1.知道功的概念，理解做功的两个必要因素。

2.掌握功的公式，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，理解正功和负功的含义，能正确判断正功和负功。

过程与方法

1.通过演示和事例，并同时通过启发式探究，使学生明白“功”的来历并掌握做功的两个因素。

2.在推导过程中，通过猜想、从特殊到一般，再从一般到特殊的理论论证等方法培养学生科学论证能力和推理能力。

情感态度与价值观

1.通过分析日常现象，培养学生探究周围事物的习惯，培养学生学习物理的兴趣。

2.培育学生发表见解的意识和与他人交流的愿望。

【教学重点】

在理解力对物体做功的两个要素的基础上掌握功的概念及功的计算公式。

【教学难点】

1.正功和负功的含义及如何判定各个力做功的正负。

2.合外力做功的计算

【教学过程】

教师活动学生活动

导

入

新

课

1.

各物体在力的作用下能量都发生了改变，思考为什么物体的能量会发生变化？能量的变化又如何量度？

2．提问：在初中的学习当中什么叫做力做功？

力与物体在力的方向上通过的距离的乘积。1．观察图片，产生强烈的学习愿望。明确今天的学习内容。

2．让学生回忆和复习初中已学过的功的概念。

3．回忆初中学过的功的定义。

2．如果力的方向与物体的运动方向不一致，而是成某一角度，又该怎样计算功呢？

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，如图乙所示，求力F 对物体所做的功。

3．展示学生的推导结果，点评、总结，得出功的定义式。

4．讲解：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=FL cosα或者应该写成W=︱F︱︱L︱cosα

W表示力对物体所做的功，F表示物体所受到的力的大小，L物体所发生的位移的大小，α是力F方向和位移方向之间的夹角。在SI制中，功的单位为焦。1J=1N·m，1J等于1N的力使物体在力的方向上发生1m的位移时所用的功。在用功的公式计算时，各量要求统一采用国际单位制。

功的公式还可理解成在位移方向的分力与位移的乘积，或力与位移在力的方向的分量的乘积。

5．对功的一般公式W＝FLcosα是如何理解的？

问题二中若水平地面是光滑的或是粗糙的，各力做功分别是多少？若物体匀速或加速运动，力F做功是多少？

①公式中F为恒力，可以是某一个力也可以是几个力的合力，但要求这个合力也是恒力；

②计算时要明确哪个力对物体做功；

③要计算功只要找恒力F、l和α就可以了，做功与运动形式无关；

④l为力F作用时物体所发生的位移，不一定是力的方向上的位移；α是F与l的夹角；

⑤功是标量。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。所以，力F所做的功W=W1＋W2=W1=F1s=Fs cosα。

除此方法以外，还可将位移分解。

2．在教师的指导下进一步体会：①公式中F为恒力，可以是某一个力也可以是几个力的合力，但要求这个合力也是恒力；

②计算时要明确哪个力对物体做功；

③要计算功只要找恒力F、l 和α就可以了，做功与运动形式无关；

④l为力F作用时物体所发生的位移，不一定是力的方向上的位移；α是F与l的夹角；

⑤功是标量、过程量、是力在空间上的积累。

当堂训练：

下图表示物体在力F的作用下在水平面上发生一段位移l ，分别计算这两种情形下力对物体做的功。设这三种情形下力和位移的大小都相同：F＝10N，l＝2m。角θ的大小如图所示。

（三）正功和负功

1、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、小于0。

2．师生共同归纳总结力对物体做正功、负功、不做功的条件。

3．提出问题，力对物体做正功或负功时有什么物理意义呢？功是矢量还是标量？

4．引导学生这样来理解正功和负功：

功的正负表示是动力对物体做功还是阻力对物体做功；功的正负由力和位移之间的夹角决定，所以功的正负决不表示方向，而只能说明做功的力对物体来说是动力还是阻力。当力对物体做正功时，该力就对物体的运动起推动作用；当力对物体做负功时，该力就对物体运动起阻碍作用。

功是标量，只有量值，没有方向。学生自主完成，学生代表上台展示，小组讨论，发现问题，师生纠正问题。

1．认真阅读教材，思考老师的问题。

①当α=π/2时，cosα=0，W=0。力F和位移s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。

2．阅读课文，理解正功和负功的含义。回答老师的问题。

F

v θ

F v

θ

（四）合力做功

刚才我们学习了一个力对物体所做功的求解方法，而物体所受到的力往往不只一个，那么，如何求解几个力对物体所做的功呢？

2．课本例题：一个质量m=150kg的雪橇，受到与水平方向成θ=37°角斜向上方的拉力F=500N，在水平地面上移动的距离L=5m（如图所示）．雪橇与地面间的滑动摩擦力f=100N．求力对雪橇所做的总功

．

3、学生课后证明：几个力对一个物体做功的代数和，等于这几个力的合力对这个物体所做的功。

在老师的指导下思考求总功的方法：

（1）求出各个力所做的功，则总功等于各个力所做功的代数和；

（2）求出各个力的合力，则总功等于合力所做的功。

课堂小结1．引导学生在交流的基础上小结本节内容。

2．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。

3．总结课堂内容，培养学生概括总结能力。

认真总结概括本节内容，比

较黑板上的小结和自己的小

结，并补充完整。

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，则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，在国际单位制中，功的单位是焦耳，1J=1N·m。

3．功的正负：（表格）

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