高中物理《功(5)》优质课教案、教学设计

7.2 功教学设计
教学目标：
1 知识与技能
（1）初步认识做功与能量变化的关系。

（2）理解功的含义，知道力和物体在力的方向上发生位移是做功的两个不可缺少的因素。

（3）正确理解并应用公式W=FLcosα计算力的功。

（4）明确功是标量，正确理解正功和负功的含义，能正确判断正功和负功。

2.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。

3.情感、态度与价值观
在功的概念理解和求解功的过程中，培养科学严谨的态度，遇到问题敢于提出自己的看法。

教学重难点
重点：对功概念的理解，并会用功的公式计算
难点：正负功的物理意义，以及对功标量型的理解。

教学过程
教师活动
学生活动
（一）引入新课
教师活动：
我们来一起观看一个视频（播放人教版《功》的视频）
教师活动：通过短片我们知道，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。

（二）进行新课
一、功
教师活动：分析讨论：
四幅图是小新提包回家的情景，小新对包的拉力做功没有？
教师活动：阅读课本，完成下面两个问题
1、功的定义
2、功的要素
教师活动：功的定义：一个物体受到力的作用，并在力的方向上发生了一段位移，这个力就对物体做了功。

（2）功的要素：力和物体在力的方向上发生了一段位移。

板书：1、功的定义
2、功的要素
教师活动：如果力对物体做功，那如何计算力对物体做功的多少呢？
二、功的计算
（1）力的方向与位移的方向在同一方向上学生活动：
思考老师提出的问题，初中所学知识进行判断。

学生活动：
思考老师提出的问题，根据课本内容回答。

学生活动：
思考老师提出的问题，根据功的概念独立推导。

如图力F 使滑块发生位移l 这个过程中，力F 对物体做功吗？在方向一致，
问题1 中，拉力和位移
力F 对滑块做了多少功？
（2）力的方向与位移方向垂直
如果支持力、重力与位移的夹角是900，则这两个力对物体做功吗？
（3）如果力F 与位移l 的夹角为任意角度时，力F 是否做功？如果做功，应该如何计算力F 对滑块所做的功呢？
引导：同学们是否可以从力的作用效果出发，并用力的分解
知识讨论F 到底是否做功？若做功，该如何计算？（学生讨论尝试分析出方法）
提问学生，并结合学生的回答引导分析：这时功等于力跟物体在力的方向上移动的距离的乘积。

W=F s
在问题2 中，由于重力方向上没有发生位移，故重力对小车没有做功
学生活动：
思考问题，进行分析。

学生活动：在问题中，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 力的矢量性，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：
F
1
=F cosα
F
2
=F sin α
根据分立具有的独立性和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F1x。

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= F1x=F x cosα
F
1
=F cosα
F
2
=F sin α
根据分力具有的独立性和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
教师活动：对公式W= F1x=Fxcosα 有没有其他的理解方式？所做的功等于零。

所以，力F 所做的
教师活动：根据位移的矢量性，同样也可以将位移进行分解，功W=W 1＋W2=W1=F1x=Fx cosα
从而可以得出拉力所做的功W= F1x=Fxcosα
学生活动：
根据位移的矢量性，将位移进行分解，
从而得出答案
教师活动：引导学生总结：力与物体在力的方向上发生的位
移是做功的两个不可缺少的因素，一个力对物体所做的功，
等于力的大小、位移的大小、力和位移的夹角的余弦三者的乘
积。

即
w =Fl cos a
板书：功的公式：
w =Fl cos a
教师活动：思考与讨论：
如右图，小球被压缩的弹簧弹出发生位移l 的过程中，功的表达式还能否直接应用？学生活动：弹力是变力，不能直接应用。

l
教师活动：
总结：1、功的表达式：w =Fl cos a
2、功的适用条件：恒力做功
3：功的单位：焦耳
4、标失量：标量
做一做：F=10N，l =2m。

角θ的大小如图所示，求力F 所
做的功。

学生活动：根据功的公式，进行计算。

学生活动：通过思考，得出结论1、
教师活动：从上面的计算结果可以发现功有正，负之分。

那究当α=π/2 时，不做功
竟功的正、负和什么因素有关呢？（小组谈论完成导学案2、当α＜π/2时，做正功，力F 是促1、2、3）进作用。

1. 讨论α 取不同值时力做功情况（从功的表达式、力与运动3、当π/2 ＜α≤ π 时，做负功，力F 的角度两个方面分析）是阻碍作用。

（1）如下图，当α=π/2 时，重力和支持力对物体做功情况
分别如何？
（2）当α＜π/2 时，如人用力拉车前进时，由功的表达式判
断拉力对车做功情况为
，从力与运动角度分析，力F 是促进还是阻碍车
的运动？
（
3
）
当π/2 ＜α≤ π 时，如人用力向后拉车使其减速时，由功的
表达式判断拉力对车做功情况为，从力与运动角
度分析，力F 是促进还是阻碍车的运动？
板书：学生活动：通过小组讨论得出：
1.当α＜π/2 时，cosα＞0，W＞0。

这表示力F 对物体做正正功的意义：力对物体做正功，表明功；此力的效果是促进物体的运动，是动
2.当π/2＜α≤π 时，cosα＜0，W＜0。

这表示力F 对物体做力。

负功。

负功的意义：力对物体做负功，表明教师活动：根据请根据上面的分析，思考下面两个问题：此力的效果是阻碍了物体运动，是阻1、从力与运动的角度总结归纳正功与负功的物理意义？力。

2、“力F对物体做负功”，还可以如何表述？举例说明。

提醒学生：判断力做功时，应该首先判断力是充当动力还是
充当阻力
教师活动：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，该力就对物体的运动起阻碍作用
如果一个力做负功，我们也可以说克服了这个力做功。

例如：
某个力对物体做了10J 的负功，那么我们可以说克服这个力
做了10J 的功。

教师活动：现在大家思考：功到底是什么量，标量还是矢量，
为什么？请大家完成下列题目。

例题：一个质量m=150kg 的雪撬，受到与水平方向成θ＝
370 角斜向上方的拉力F＝500N，在水平地面上移动的距离l
=5m,雪橇与地面间的滑动摩擦力f＝100N，求：
(1)重力对雪橇所做的功?
(2)支持力对雪橇做的功？
(3)摩擦力对雪橇做的功？
(4)拉力对雪橇做的功？
(5)雪橇受到的合力；合力所做的功。

学生活动：动笔计算让学生动笔计算，巡视学生的解题情况，做相应的指导。

引导
学生分析题意，并解答。

教师活动：展示某同学的计算过程，并对话
解（1）W G=0 ，
（2）W N =0，
（3）摩擦力与运动方向相反，它做的功为负功：
W f=-f=-500J
3、起重机将质量为 100 kg 的重物竖直向上匀加速提升了 2 ｍ，加速度 a =0.2 ｍ/s 2，在此过程中，重力、拉力 、合力分别做了多少功?（不计阻力，ｇ=10 ｍ/s 2） 解：W G =-2000J W F 拉=2040J
W 总 =-2000+2040=40J
教师活动：到这里相信大家对力的做功应该有了比较完整的认识，通过知识树进行总结
D ．合力对物体不做功
C ．支持力对物体做正功。