2.功优秀教案设计

2.功　 高中物理       人教2003课标版

（一）知识与技能

1、知道功的来历，理解“功是能量转化的量度”，掌握做功的两个必要因素。

2、能从特殊到一般，一般到特殊推导功的一般表达式，知道功的单位。

3、掌握只适用于恒力，位移应为受力质点的对地位移。

4、理解正负功的意义和会判断正负功。

5、会求总功

（二）过程与方法

1、从“为什么要引入功”得出“功是能量转化的量度”。

2、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。

3、在推导的功的表达式的过程中，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

1、通过“为什么要引入功”和“功”的来历的探究，使学生体会到物理来源于生活，并使学生体验到物理学家在追寻守恒量和守恒定律过程中所做的研究过程。

2、多样的生活实例，这一看似朴实但却能让学生充分体会到物理就在生活中，物理实验并非一定要在实验室才能做，从而激发学生学习物理、探究自然的热情、和学习物理的自信、学习思考物理的方法

本节课的学情分析容易产生误区，认为学习难度不大，因为学生有初中对功的学习的基础；以及第一节《追寻守恒量—能量》和对位移的理解、力的分解的等效思维的理解；根据多年教学经验，功能关系很抽象；学生要把功能关系在思维深处建立并不容易；本节学生有几个方面容易出错：1、功的命名，应用时容易张冠李戴、2、位移的理解与应用，谁的位移和位移的参考系是什么。

2、  本节教材是根据人们的认识习惯循序渐进地安排对“功”知识点的讲解的，这也与物理学科的“从特殊到一般，从简单到复杂”的认识规律相一致。教材在复习初中所学的功的定义，功的两个要素，及在两种特殊情况下计算功的方法的基础上，提出了“在一般情况下力对物体所做功如何计算”的问题，顺其自然，符合人们的认识规律。在解决这一问题时，不仅复习了力的分解的相关知识，加深了对力与其分力为“等效替代”关系的理解，而且利用旧的知识解决了新问题，增强了学生学好新知识的信心。

3、而本节要讨论的重点知识正功与负功问题也是在推导出功的计算公式之后，结合实际讨论力与位移的方向成不同角度时，余弦函数的不同取值及符号的变更得出来的。至于总功的计算方法的推导，则更加深了学生对合力与分力“等效替代关系的理解。”

4、本节内容的地位：功是能量转化的量度，无论是动能定理、机械能守恒定律、能量守恒定律都是离不开功的；在解决问题的时候能量转化几乎都是通过功来替换的。可以这么说学生的能量观点在解决问题时出问题，往往就是功没有把握好造成的。

5、本节内容比较枯燥、抽象，而且做功的位移重视不够。

*通过演示和事例，说明功是能量转化的量度，

不同形式的能量之间可以互相转化。能量变化的过程必然伴随着做功的过程，可见，功与能是紧密联系的两个物理量。因此，在本章追寻守恒定律的过程中，首先学习功。

设问：为什么学习功？

。

演示：拉弹弓（从学生哪儿借

可见，功是能量转化的量度。来胶圈、塑料尺弯曲等）

通过学生举例和教师演示拉胶圈弹弓运动的分析发现力对物体做功的确导致了物体能量的变化。

又如书本P52图7.2-1甲：货物在起重机的作用下重力势能增加了；乙：列车在机车牵引下动能增加了；丙：握力器在手的压力下弹性势能增加了。上述事例也说明能量发生变化，一定有力对物体做了功，反过来，力对物体做了多少的功，就意味着有多少的能量发生了转化。

共同回忆初中所学，结合演示实验，让学生判断怎样才算做功，明确做功的两个不可缺少的因数：

：

1如果一个物体受到力的作用,并使物体在力的方向上发生一段位移,就说这个力对物体做了机械功,简称功。

2做功的两个要素：

物体受力的作用和物体在力的方向上发生了位移；

二、功的计算

1、如图甲所示，当力的方向与物体位移方向一致时，力F对物体做的功W=FL

2、力与位移垂直W=0

回忆力与位移同方向、力与位移垂直、两种情况下公的计算

3、实验演示斜拉箱子并提出问题：如下图乙所示，当力方向与位移方向不一致时，力是否做了功，如果做了功如何计算？

分析引导：首先根据力的等效与替代思想，将力F分解为沿位移方向的分力Fx=Fcosɑ;和沿垂直位移方向的分力Fy=Fsinɑ.由于物体在分力FX方向发生了一段位移L，因此分力Fx做的功为

W1=Fx·L=Fcosɑ·L

物体在分力Fy的方向没有发生位移，因此分力Fy做的功为零。所以力F对物体做的功W

W=F L cosɑ

3、功的计算公式           

  W=FL cosɑ

W---力F的功或F的施力物体所做的功

F-----为恒力;

 L-----为受力物体运动的对地位移（在中学我们遇到的问题中，受力物体一般都可以看做质点，所以在中学力作用点的位移与受力物体位移并不矛盾，另外在中学位移的参考系一般取地面；

  ɑ-----是力与位移之间的夹角（示意图做的是力的方向与位移方向之间的夹角）

功是标量、过程量，单位    焦耳（J)         1J=1N·m

三、功的正、负

1、演示拉箱子向右运动，提示学生进行受力分析并判断各个力对箱子做功与否

提出问题：由于各个力方向与位移方向之间夹角ɑ不同，力对物体做功的值会有不同情况，让学生根据功的计算公式W=F L cosα进行讨论。

示意图

ɑ范围

cosɑ值

W值

阻力或动力

0°～90°

正

W>0

做正功

动力

α＝90°

0

0，

不做功

90°～180°

负

W<0

做负功

阻力

2、用书搭一斜面，让橡皮擦从上面滑下，

提出问题：如何求出这几个力对物体所做的总功？

提出问题：现实生活中物体往往受到多个力作用下发生 一段位移，多个力对物体做的总功如何求解呢？

例题：一个质量m=50kg的雪橇，受到与水平方向成α＝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。请回答以下问题：(cos37°=0.8)

1、分析雪橇受到的力并分别求出各个力对雪橇所做的功；

2、各个力对雪橇所做功的总代数合是多少？

3、雪橇所受的合外力大小方向如何？

4、合外力对雪橇所做功是多少？并与各个力做功的代数和进行比较有何关系？

解：1、支持力FN、重力G均对物体不做功，即WG=WFN=0

拉力做功为WF=F Lcos37°=500×5×0.8=2000 J

阻力做功

Wf=f阻Lcos1800=100×5×(-1) J=-500  J

也可以说物体克服阻力做了500 J的功。

 2、各个力做功的代数和W= WF +Wf+WG+WFN=1500 J

3、物体所受合外力F合= F cos37°-f阻=400N-100N=300N

方向与位移方向相同。

4、合力方向与位移方向一致。合力所做的功

W合=F合S=300N×5m=1500J

合力所做的功与各分力所做功的代数和相等。即求总功可以直接求合力所做的功；也可以分别求出各个力所做功的再取代数和。

六、版书

7.2   功

1、功的概念及功的两要素：物体受力的作用和物体在力的方向上发生了位移；

2、功的计算公式：        

  W=FL cosɑ

W---力F的功或F的施力物体所做的功

F-----为恒力;

 L-----为受力物体运动的对地位移（在中学我们遇到的问题中，受力物体一般都可以看做质点，所以在中学力作用点的位移与受力物体位移并不矛盾，另外在中学位移的参考系一般取地面；

ɑ-----是力与位移之间的夹角（示意图做的是力的方向与位移方向之间的夹角）

功是标量、过程量，单位    焦耳（J)         1J=1N·m

3、功的正、负

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

合力的功求法

合力所做的功与各分力所做功的代数和相等。即求总功可以直接求合力所做的功；也可以分别求出各个力所做功的再取代数

1、完成课本P59-60练习；

2、补充练习： 如图己所示，质量为M，长度为L的小车静止

在光滑的水平面上，质量为m的小物块，放在小车的最左

端．现用一水平力F作用在小物块上，小物块与小车之间

的摩擦力为Ff，经过一段时间小车运动的位移为x，小物块刚好

滑到小车的右端， 求①摩擦力对小物块的功 ②                             

摩擦力对小车的功③小物块对小车做的功④小车对小物做的功

2.功　

2.功　

*通过演示和事例，说明功是能量转化的量度，

不同形式的能量之间可以互相转化。能量变化的过程必然伴随着做功的过程，可见，功与能是紧密联系的两个物理量。因此，在本章追寻守恒定律的过程中，首先学习功。

设问：为什么学习功？

。

演示：拉弹弓（从学生哪儿借

可见，功是能量转化的量度。来胶圈、塑料尺弯曲等）

通过学生举例和教师演示拉胶圈弹弓运动的分析发现力对物体做功的确导致了物体能量的变化。

又如书本P52图7.2-1甲：货物在起重机的作用下重力势能增加了；乙：列车在机车牵引下动能增加了；丙：握力器在手的压力下弹性势能增加了。上述事例也说明能量发生变化，一定有力对物体做了功，反过来，力对物体做了多少的功，就意味着有多少的能量发生了转化。

共同回忆初中所学，结合演示实验，让学生判断怎样才算做功，明确做功的两个不可缺少的因数：

：

1如果一个物体受到力的作用,并使物体在力的方向上发生一段位移,就说这个力对物体做了机械功,简称功。

2做功的两个要素：

物体受力的作用和物体在力的方向上发生了位移；

二、功的计算

1、如图甲所示，当力的方向与物体位移方向一致时，力F对物体做的功W=FL

2、力与位移垂直W=0

回忆力与位移同方向、力与位移垂直、两种情况下公的计算

3、实验演示斜拉箱子并提出问题：如下图乙所示，当力方向与位移方向不一致时，力是否做了功，如果做了功如何计算？

分析引导：首先根据力的等效与替代思想，将力F分解为沿位移方向的分力Fx=Fcosɑ;和沿垂直位移方向的分力Fy=Fsinɑ.由于物体在分力FX方向发生了一段位移L，因此分力Fx做的功为

W1=Fx·L=Fcosɑ·L

物体在分力Fy的方向没有发生位移，因此分力Fy做的功为零。所以力F对物体做的功W

W=F L cosɑ

3、功的计算公式           

  W=FL cosɑ

W---力F的功或F的施力物体所做的功

F-----为恒力;

 L-----为受力物体运动的对地位移（在中学我们遇到的问题中，受力物体一般都可以看做质点，所以在中学力作用点的位移与受力物体位移并不矛盾，另外在中学位移的参考系一般取地面；

  ɑ-----是力与位移之间的夹角（示意图做的是力的方向与位移方向之间的夹角）

功是标量、过程量，单位    焦耳（J)         1J=1N·m

三、功的正、负

1、演示拉箱子向右运动，提示学生进行受力分析并判断各个力对箱子做功与否

提出问题：由于各个力方向与位移方向之间夹角ɑ不同，力对物体做功的值会有不同情况，让学生根据功的计算公式W=F L cosα进行讨论。

示意图

ɑ范围

cosɑ值

W值

阻力或动力

0°～90°

正

W>0

做正功

动力

α＝90°

0

0，

不做功

90°～180°

负

W<0

做负功

阻力

2、用书搭一斜面，让橡皮擦从上面滑下，

提出问题：如何求出这几个力对物体所做的总功？

提出问题：现实生活中物体往往受到多个力作用下发生 一段位移，多个力对物体做的总功如何求解呢？

例题：一个质量m=50kg的雪橇，受到与水平方向成α＝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。请回答以下问题：(cos37°=0.8)

1、分析雪橇受到的力并分别求出各个力对雪橇所做的功；

2、各个力对雪橇所做功的总代数合是多少？

3、雪橇所受的合外力大小方向如何？

4、合外力对雪橇所做功是多少？并与各个力做功的代数和进行比较有何关系？

解：1、支持力FN、重力G均对物体不做功，即WG=WFN=0

拉力做功为WF=F Lcos37°=500×5×0.8=2000 J

阻力做功

Wf=f阻Lcos1800=100×5×(-1) J=-500  J

也可以说物体克服阻力做了500 J的功。

 2、各个力做功的代数和W= WF +Wf+WG+WFN=1500 J

3、物体所受合外力F合= F cos37°-f阻=400N-100N=300N

方向与位移方向相同。

4、合力方向与位移方向一致。合力所做的功

W合=F合S=300N×5m=1500J

合力所做的功与各分力所做功的代数和相等。即求总功可以直接求合力所做的功；也可以分别求出各个力所做功的再取代数和。

六、版书

7.2   功

1、功的概念及功的两要素：物体受力的作用和物体在力的方向上发生了位移；

2、功的计算公式：        

  W=FL cosɑ

W---力F的功或F的施力物体所做的功

F-----为恒力;

 L-----为受力物体运动的对地位移（在中学我们遇到的问题中，受力物体一般都可以看做质点，所以在中学力作用点的位移与受力物体位移并不矛盾，另外在中学位移的参考系一般取地面；

ɑ-----是力与位移之间的夹角（示意图做的是力的方向与位移方向之间的夹角）

功是标量、过程量，单位    焦耳（J)         1J=1N·m

3、功的正、负

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

合力的功求法

合力所做的功与各分力所做功的代数和相等。即求总功可以直接求合力所做的功；也可以分别求出各个力所做功的再取代数

1、完成课本P59-60练习；

2、补充练习： 如图己所示，质量为M，长度为L的小车静止

在光滑的水平面上，质量为m的小物块，放在小车的最左

端．现用一水平力F作用在小物块上，小物块与小车之间

的摩擦力为Ff，经过一段时间小车运动的位移为x，小物块刚好

滑到小车的右端， 求①摩擦力对小物块的功 ②                             

摩擦力对小车的功③小物块对小车做的功④小车对小物做的功