高中物理新课标《功》的教学设计正式版

高中物理新课标《功》的教学设计

教材分析

功这个概念虽然在初中物理中就已经涉及到，但是那只是一些概念上的简单认识，高中物理中，我们揭示功更重要的身份。高中物理人教版（必修2）第七章中功的的确确是一个承上启下的“功臣”。本章的第一节《追寻守恒量》是为引入功、进一步探究能量作铺垫的。使学生很自然的联想到功和能是紧密联系在一起的。因此在教学设计中教师可以紧紧围绕“功是能量转化的量度”这条主线展开。这样不仅可以使学生明白“为什么要引入功”，同时也为后面学习重力势能、探究弹性势能的表达式、动能定理等知识打好基础。可以这样说，“功是能量转化的量度”是贯穿于整个第七章的主线，在教学设计、探究过程中应始终立足于这条主线上。

学情分析

对于功这个概念，学生通过初中的学习已经有了初步的认识，知道求功的两个要素以及求功的简单公式w=FS，在学习能力方面学生已经能主动学着去探究一些知识，在教师的引导下能很好的通过讨论探究等方式得到知识。

教学目标

（一）知识与技能

1．理解功的概念，知道力和物体在力的方向上通过的位移是做功两个不可缺少的因素。

2．知道功的计算公式W=Fscosα，会用这个公式进行计算。

3．明确功是标量，理解正功和负功的概念，知道在什么情况下力对物体做正功或负功。

4．知道什么是几个力对物体所做的总功，知道几个力对物体所做的总功等于这几个力的合力对物体所做的总功。

（二）过程与方法

在推导功的公式过程中，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，并渗透等效思想，有意识地培养学生的科学思维和科学方法。

（三）情感态度与价值观

通过引导学生对教材所列知识的探究使学生不仅掌握所学的知识，而且掌握探究物理学科知识的方法，并与学习其它学科知识和生活技能的方法融会贯通，达到不仅教书、而且育人的目的。

教学重点

重点使学生掌握功的计算公式，理解力对物体做功的两个要素（功的概念）；

教学难点

对功是标量，没有方向的认识及正功和负功的物理意义。

教学方法

教师启发、引导，学生自主阅读、思考，讨论、交流学习成果。

（4）用两种方法得到公式，让学生讨论加深对公式W=Fscosα的理解。

一是知道公式的意义是表示功等于力乘以位移再乘以力与位移夹角α的余弦；二是知道式中各量的意义，如α是什么角、F是恒力、L是位移不是路程、W是标量等。

五．从一般到特殊，深化对公式的认识、根据一般包含特殊的原理引入正功和负功。

（1）利用功的公式引入正、负功。先从角0度和180度时，分别为W=FS和W=-FS，引入功存在正功和负功，进一步让学生讨论角α多大时做正功，多大时做负功？（角α为锐角时力做正功，角α为钝角时力做负功）。

（2）通过课本中的图片讨论正、负功的含义。

（3）最后指出阻力对物体做负功也可以说成是物体克服阻力做正功。

讨论一个力做功时可能出现的几种情形:

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。

教师活动：指导学生阅读课文。提出问题，力对物体做正功或负功时有什么物理意义呢？

结合生活实际，举例说明。

学生活动：阅读课文，理解正功和负功的含义。回答老师的问题。

教师活动：倾听学生回答，点评、总结。

①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。

②功是标量，只有量值，没有方向。功的正、负并不表示功的方向，而且也

不是数量上的正与负。我们既不能说“正功与负功的方向相反”，也不能说“正

功大于负功”，它们仅表示相反的做功效果。功的拓展研究: 功是矢量还是标

量呢？从三方面解释功是标量：（一）、原来静止的物体分别受相反方向的拉

力作用，运动一段位移，这两次拉力都做正功；（二）、力做功的效果表现为

物体在力的作用下能量发生了变化（增加了或减少了），也就是做功能增加（或

减少）作用物体的能量。而能量没有方向，那么促使能量变化的力的作用效

果——功也没有方向性。

（三）、可从矢量与标量运算方法不同角度帮助学生理解：在光滑水平面上，物体受两个沿水平方向、互相垂直的大小分别为3N 和4N 的恒力，从静止开始运动10m ，求每个力做的功和合力做的功。

六．几个力做功的计算

教师活动：物体所受到的力往往不只一个，那么，如何求解这几个力对物体所做的功呢?

根据上述例题要求学生自己归纳。

学生总结：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功可以

用下述方法求解

（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。

教师活动：投影例题：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 。物体与地面间的滑动摩擦力F 阻

=100N 。求外力对物体所做的总功。

解析：拉力F 对物体所做的功为

W1= Flcos37°=2000J 。

摩擦力F 阻对物体所做的功为

W2= F 阻lcos180°= -500J 。

重力和支持力做功为0

所以：外力对物体所做的总功

W=W1＋W2=1500J 。

（另解：先求合力，再求总功）

点评：通过实际问题的应用，培养学生独立分析问题的能力。

l F 1=4N F 2=3N F 合=5N 功满足代数运算，是标量 α

θ

J J l F W 2454104cos 11=⨯⨯==α

J J l F W 1853103cos 22=⨯

⨯==θJ l F W 500cos 0==合总J

W W W 5021=+=总