高中物理_高中物理必修二7.2《功》教学设计学情分析教材分析课后反思

《功》教学设计

【教学目标】

基本要求：1. 能用语言准确描述功的概念，知道功的两个要素。

2. 会推导功的计算公式W=FLcosα，会用这个公式计算恒力功。

3. 理解正功和负功的概念，知道正功或负功的物理意义。

4. 掌握求几个力对物体所做的总功的方法。

发展要求: 通过实验探究过程培养学生的观察和推理能力，使学生学会思考与分析、演绎推理和归纳总结，提高学生的推理计算以及分析问题和解决问题能力。

【教学重点】

理解功的概念以及会利用功的公式进行计算

【教学难点】

1．物体在力的方向上的位移与物体运动的位移容易混淆。

2．要使学生对负功的意义有所认识，也较困难。

【教学课时】1课时

【探究学习】

（一）引入新课

初中我们学过功的概念：“如果一个力作用在物体上，物体在这个力的方向上移动了距离，就说这个力对物体做了功”。根据讲台上提供的器材:握力器、手拉箱，哪位同学愿意上台展示一下对他们做功？

握力器的展示可以多次，让学生感觉到累：对器材做了功，消耗了能量。

功是能量转化的量度。能量的变化总是伴随着做功过程发生的，我们来一起观看视频。

起重机在起吊货物时，拉力对货物做了功，货物的重力势能增加；卫星在强大推力作用下速度迅速增大，卫星的动能增加等等例子，都说明了能量转化都伴随着做功的过程。但是，我们要如何来定量的描述能量的转化过程呢？那就是做功。

本节课我们来继续学习有关功的知识，在初中基础上进行扩展和深化。

首先看导学案之自主导学，并让学生学习小组回答答案，引出这节课主要探究和解决的三个问题：

1、若力的方向与物体的运动方向成某一角度,该怎样计算功呢?

2、正功和负功

3、物体实际受力不止一个，如何求解做的总功?

（二）进行新课

通过师生互动，与学生一起归纳初中学习的做功的二个必要因素。

一、决定功的两个必要因素：

力．以及在力的方向上发生的位移

．．．．．．．．．．。

所以，提着水不动或者在平地上匀速行走，

都不会对物体做功。从高中的角度看，有了力，还必须要在力的方向

上发生位移，力才做功。

提问：初中学过的功的计算公式吗？（个别提问） 学生答： W=F l

结合上图，教师从高中角度再次解释公式中的F 、l 的物理意义。 教师引导：初中学习的功的计算式有着很大的局限性：那就是力F 和位移l 的方向是在一条直线上的。通过前面的学习我们知道，作用力的方向和物体的位移方向不是一定要在一直线上的，录像中的那位同学在上楼梯的过程中，拉力方向和位移方向就不在一条直线上。 二、功的表达式：

同学演示：人通过绳拉储物箱，保持绳与水平方向的夹角不变，使储物箱在水平方向通过一段位移。

教师演示并说明：（绳保持一定的倾角斜拉木块在水平桌面上滑过一段位移）

这样的力在作用过程中不仅大小保持不变，而且力的方向也不变，

抽象物理模型，设置探究的问题：

在力F 和位移l 成角度α的情况下，力F 的 功应该怎样计算呢？

由小组讨论后上讲台分析和讲解：

把F 沿位移方向和垂直位移方向进行正交分解。F

不做功（或做的功为零），所以力F 的功等于力F 1W = F 1l = F l cos α

教师现场提问答辩：

你在推导过程中采用了把力进行正交分解，再利用初中学习的功的计算公式。那么，为什么可以把力分解为两个正交方向的分力,用求这二个分力F1和F2的功来表示力F的功呢？

回答的思路是：力是矢量，按平行四边形定则进行分解是力之间的等效替换，在效果上是相同的。

文字叙述（见P4黑体字）：力对物体所做的功，等于力的大小、位移的大小、力与位移夹角的余弦三者的乘积。

讨论：当α= 0时， cosα=1, 则W = F l

当α=π/2时， cosα=0 则W = 0 Array这就是初中学习的二种特殊的情况。

面向全体学生的问题：

从决定功的二个因素看，还可以用什么方法来考虑推导？

回放决定功的二个必要因素，作图分析在力的方向上发生的位移，

进而说明功的定义仍然可以用“力和在力的方向上发生的位移的乘积

．．．．．．．．．．．．．．．．”

来表达功；教师再深入分析：其实分解力的方法相当于用“在位移方

．．．．

向上的力和位移的乘积

．．．．．．．．．．”来表达功。

功的单位由力的单位和位移的单位合成：

国际单位制中：N·m——J

三、正功和负功

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：认真阅读教材课文P 58，思考老师的问题。 α=π/2时，cos α=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，cos α＞0，W ＞0。这表示力F 对物体做正功；

① π/2＜α≤π时，cos α＜0，W ＜0。这表示力F 对物体做负功。

教师总结： α的取值 cos α W 的值 功的正负 α=0

1 W =Fl 力对物体做正

功 π<<0α2

大于0 W =Fl cos α 力对物体做正

功 α2

π=

0 W =0 力跟位移垂直时，不做功 π

π2

α<< 小于0

W =-Fl cos （π-α）

力对物体做负

功