2.功优秀教学设计

2.功　 高中物理       人教2003课标版

一）知识与技能：

（1）理解功是能量转化的量度,并能举例说明.

（2） 明确做功的两个必要因素，能根据做功的两个必要因素初步判断物体是否做功。

（3）初步理解功的计算公式，知道功的单位是焦耳，并会进行有关计算；

（4）理解总功,能计算合外力对物体所做的总功.

二）过程与方法：

（1）通过举例、理解功，培养学生从生活现象中分析物理本质。

（2）感受正交分解法，推导力做功的计算式。

三）情感态度与价值观：

（1）体验物理知识在生产生活的广泛应用，激发探究的兴趣和学习的热情。

功和能的概念是物理学中重要的基本概念，且贯穿在全部物理学中，所以教材在第一节给出能量的概念后，接着对功进行研究和讨论。学生在初中已经接触过功，但这节内容是初中内容的深化和拓展。

   教材从学生常见的起重机搬运货物、机车牵引列车前行、手握握力器的事例入手，便于学生认识的逐步加深。我通过创设情景，设疑激趣，引导学生先分析力与位移同向的例子，然后探究力与位移有夹角时功的求解。在实际问题中，一个运动的物体往往不只受一个力的作用。教学中，让学生多举例子，体会在物体产生一个位移的过程中，这些力有的是动力，有的可能是阻力，还有的力对物体的位移没有直接的影响，从而引出正、负功的概念，教师要逐步引导学生总结归纳力做正、负功的条件。

    在实际教学过程中，通过多举实例，让学生动脑分析、通过观察、分析、总结、表述的过程，深化概念的理解。再辅以针对性较强的课堂训练，使学生能够熟练掌握功的基本概念及其求解方法。

1、力对物体做功的两个要素和掌握功的计算公式。

2、功的正负和对“克服阻力做功”的理解。

请两位学生上台来，两人分别将一张大纸展开。先用一个苹果在纸上平移，问学生：苹果会穿破纸吗？学生回答后，接着再将这苹果举高，让苹果自由下落，苹果穿纸而过，问学生：这是为什么？

人们在认识能量的过程中，就一定要与做功紧密联系。所以，在认识能量的过程中，也就建立功的概念。

解读课本中做功的图象，得出做功的两个要素：力和在力的方向上发生位移。

那么做功如何计算呢？我们一起来看以下问题：

1、如果给物体施加力F，但是物体没有位移或物体运动的位移与力的方向垂直，F对物体做了多少功如何计算？

力F使物体发生位移L这个过程中，F对物体做了多少功如何计算？

3、如果力的方向是斜向上拉物体，如图2所示，这种情况下F对物体做了多少功如何计算？

启发式提问：根据公式W=FL做按此公式考虑，只要F与L在同一直线上，乘起来就可以求得力对物体所做的功。

物体受到的力F有那两个作用效果？

如果在图2中，我们是将位移分解到F的方向上，看看能得到的结果又与将力分解的结果是不是一样的？

由此得出：力对物体做功的公式：W=Flcosa

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这三者的乘积。

教师总结：

1、计算功时，一定要明确是哪个力对物体做的功。

2、在国际单位制中，功的单位是焦耳（J）。 

  1J＝1N·m

（在用功的公式计算时，各量要求统一采用国际单位制。）

活动3：课堂实践

让学生先做课本“问题与思考”的第一题。后让学生思考，为什么功有正、负呢？它们由什么来决定？

1.当α= 时,cosα=0,W=0.力F和位移l的方向垂直时,力F不做功;

2.当α< 时,cosα>0,W>0.这表示力F对物体做正功;

3.当 <α≤π时,cosα<0,W<0.这表示力F对物体做负功.

教师活动：。

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。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。正功和负功是同一物理过程从不同角度的反映。

一个力对物体做负功，往往说成物体克服这个力做功。例如：一个力对物体做了-6J的功，可以说成物体克服这个力做了6J的功。

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，如何求解这几个力对物体所做的功呢?

投影例题：如图所示，一个物体在拉力F1的作用下，水平向右移动位移为s，求各个力对物体做的功是多少?各个力对物体所做功的代数和如何? 物体所受的合力是多少?合力所做的功是多少?

教师活动：投影学生解题过程，点评总结。

解析：物体受到拉力F1、滑动摩擦力F2、重力G、支持力F3的作用。

①重力和支持力不做功，因为它们和位移的夹角为90°；

F1所做的功为：W1=Fscosα，

滑动摩擦力F2所做的功为：W2=F2scos180°=-F2s。

各个力对物体所做功的代数和为：

W=（F1cosα-F2）s

②根据正交分解法求得物体所受的合力F=F1cosα-F2 合力方向向右，与位移同向；

合力所做的功为：

W=Fscos０°=（F1cosα-F2）s

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叫总功。我们可以用下述方法求解

（1）总功等于各个力所做功的代数和。即：

W=W1+W2+…+Wn（注意代入功的正、负号）

（2）总功等于合力所做的功。

W=Flcosα（其中F为物体所受的合外力）

1．关于功是否为矢量，下列说法正确的是(    ) 

A．因为功有正功和负功，所以功是矢量 

    B．因为功没有方向性，所以功是标量 

C．力和位移都是矢量，功也一定是矢量   

 D．力是矢量，功也是矢量 

2．质量分别为m1和m2的两个物体，m1<m2，在大小相等的两个力F1和F2作用下沿力的方向移动了相同距离．若F1做的功为W1，F2做的功为W2，则(     ) 

A．W1>W2     B．W1<W2     C．W1=W2      D．无法确定 

3、一个25kg的小孩从高度为3m的滑梯顶端由静止开始下滑，滑到底端的速度为2m/s。取g=10m/s2，关于力对小孩做的功，以下结果正确的是（  ）

A、支持力做功50J      B、克服阻力做功700J

C、重力做功500J       D、合外力做功50J

课本60页“问题与练习”第2、3题

《 功 》 练 习 题

1．关于功是否为矢量，下列说法正确的是(    ) 

A．因为功有正功和负功，所以功是矢量       B．因为功没有方向性，所以功是标量 

C．力和位移都是矢量，功也一定是矢量        D．力是矢量，功也是矢量 

2．质量分别为m1和m2的两个物体，m1<m2，在大小相等的两个力F1和F2作用下沿力的方向移动了相同距离．若F1做的功为W1，F2做的功为W2，则(     ) 

A．W1>W2      B．W1<W2     C．W1=W2     D．无法确定 

3．质量为m的物体，在水平力F作用下，在粗糙的水平面上运动，下列哪些说法正确(    )

 A．如果物体做加速直线运动，F一定对物体做正功 

B．如果物体做减速直线运动，F一定对物体做负功

  C．如果物体做减速直线运动，F也可能对物体做正功 

D．如果物体做匀速直线运动，F一定对物体做正功 

4．一个人从深4m的水井中匀速提取50N的水桶至地面，在水平道路上行走了12m，再匀速走下6m深的地下室，则此人用来提水桶的力所（   ）

 A．500J     B．1100J      C．100J       D．-100J 

5．A、B两物体质量分别为m和2m，A置于光滑水平面上，B置于粗糙水平面上，用相同水平力F分别推A和B，使它们前进相同的位移，下面说法正确的是(     ) 

A．两次推力做功相等       B．第二次推力做功大一些 

C．第一次推力做功大       D．无法比较

6．关于力对物体做功．如下说法正确的是(      ) 

A．滑动摩擦力对物体一定做负功           B．静摩擦力对物体可能做正功 

C．作用力的功与反作用力的功其代数和一定为零 

D．合外力对物体不做功，物体一定处于平衡状态 

7、如图1-3所示，质量为m的物块始终静止在倾角为θ的斜面上，下列说法正确的是(  ) 

A．若斜面向右匀速移动距离s，斜面对物块没有做功 

B．若斜面向上匀速移动距离s，斜面对物块做功mgs 

C．若斜面向左以加速度a匀加速移动距离s，斜面对物块做功mas 

D．若斜面向下以加速度匀加速移动距离s，斜面对物块做功m(g+a)s 

8、用轻绳拴一个质量为m的小球以加速度a向上提升一段距离s，则拉力对小球做的功为？

2.功　

2.功　

请两位学生上台来，两人分别将一张大纸展开。先用一个苹果在纸上平移，问学生：苹果会穿破纸吗？学生回答后，接着再将这苹果举高，让苹果自由下落，苹果穿纸而过，问学生：这是为什么？

人们在认识能量的过程中，就一定要与做功紧密联系。所以，在认识能量的过程中，也就建立功的概念。

解读课本中做功的图象，得出做功的两个要素：力和在力的方向上发生位移。

那么做功如何计算呢？我们一起来看以下问题：

1、如果给物体施加力F，但是物体没有位移或物体运动的位移与力的方向垂直，F对物体做了多少功如何计算？

力F使物体发生位移L这个过程中，F对物体做了多少功如何计算？

3、如果力的方向是斜向上拉物体，如图2所示，这种情况下F对物体做了多少功如何计算？

启发式提问：根据公式W=FL做按此公式考虑，只要F与L在同一直线上，乘起来就可以求得力对物体所做的功。

物体受到的力F有那两个作用效果？

如果在图2中，我们是将位移分解到F的方向上，看看能得到的结果又与将力分解的结果是不是一样的？

由此得出：力对物体做功的公式：W=Flcosa

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这三者的乘积。

教师总结：

1、计算功时，一定要明确是哪个力对物体做的功。

2、在国际单位制中，功的单位是焦耳（J）。 

  1J＝1N·m

（在用功的公式计算时，各量要求统一采用国际单位制。）

活动3：课堂实践

让学生先做课本“问题与思考”的第一题。后让学生思考，为什么功有正、负呢？它们由什么来决定？

1.当α= 时,cosα=0,W=0.力F和位移l的方向垂直时,力F不做功;

2.当α< 时,cosα>0,W>0.这表示力F对物体做正功;

3.当 <α≤π时,cosα<0,W<0.这表示力F对物体做负功.

教师活动：。

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。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。正功和负功是同一物理过程从不同角度的反映。

一个力对物体做负功，往往说成物体克服这个力做功。例如：一个力对物体做了-6J的功，可以说成物体克服这个力做了6J的功。

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，如何求解这几个力对物体所做的功呢?

投影例题：如图所示，一个物体在拉力F1的作用下，水平向右移动位移为s，求各个力对物体做的功是多少?各个力对物体所做功的代数和如何? 物体所受的合力是多少?合力所做的功是多少?

教师活动：投影学生解题过程，点评总结。

解析：物体受到拉力F1、滑动摩擦力F2、重力G、支持力F3的作用。

①重力和支持力不做功，因为它们和位移的夹角为90°；

F1所做的功为：W1=Fscosα，

滑动摩擦力F2所做的功为：W2=F2scos180°=-F2s。

各个力对物体所做功的代数和为：

W=（F1cosα-F2）s

②根据正交分解法求得物体所受的合力F=F1cosα-F2 合力方向向右，与位移同向；

合力所做的功为：

W=Fscos０°=（F1cosα-F2）s

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叫总功。我们可以用下述方法求解

（1）总功等于各个力所做功的代数和。即：

W=W1+W2+…+Wn（注意代入功的正、负号）

（2）总功等于合力所做的功。

W=Flcosα（其中F为物体所受的合外力）

1．关于功是否为矢量，下列说法正确的是(    ) 

A．因为功有正功和负功，所以功是矢量 

    B．因为功没有方向性，所以功是标量 

C．力和位移都是矢量，功也一定是矢量   

 D．力是矢量，功也是矢量 

2．质量分别为m1和m2的两个物体，m1<m2，在大小相等的两个力F1和F2作用下沿力的方向移动了相同距离．若F1做的功为W1，F2做的功为W2，则(     ) 

A．W1>W2     B．W1<W2     C．W1=W2      D．无法确定 

3、一个25kg的小孩从高度为3m的滑梯顶端由静止开始下滑，滑到底端的速度为2m/s。取g=10m/s2，关于力对小孩做的功，以下结果正确的是（  ）

A、支持力做功50J      B、克服阻力做功700J

C、重力做功500J       D、合外力做功50J

课本60页“问题与练习”第2、3题

《 功 》 练 习 题

1．关于功是否为矢量，下列说法正确的是(    ) 

A．因为功有正功和负功，所以功是矢量       B．因为功没有方向性，所以功是标量 

C．力和位移都是矢量，功也一定是矢量        D．力是矢量，功也是矢量 

2．质量分别为m1和m2的两个物体，m1<m2，在大小相等的两个力F1和F2作用下沿力的方向移动了相同距离．若F1做的功为W1，F2做的功为W2，则(     ) 

A．W1>W2      B．W1<W2     C．W1=W2     D．无法确定 

3．质量为m的物体，在水平力F作用下，在粗糙的水平面上运动，下列哪些说法正确(    )

 A．如果物体做加速直线运动，F一定对物体做正功 

B．如果物体做减速直线运动，F一定对物体做负功

  C．如果物体做减速直线运动，F也可能对物体做正功 

D．如果物体做匀速直线运动，F一定对物体做正功 

4．一个人从深4m的水井中匀速提取50N的水桶至地面，在水平道路上行走了12m，再匀速走下6m深的地下室，则此人用来提水桶的力所（   ）

 A．500J     B．1100J      C．100J       D．-100J 

5．A、B两物体质量分别为m和2m，A置于光滑水平面上，B置于粗糙水平面上，用相同水平力F分别推A和B，使它们前进相同的位移，下面说法正确的是(     ) 

A．两次推力做功相等       B．第二次推力做功大一些 

C．第一次推力做功大       D．无法比较

6．关于力对物体做功．如下说法正确的是(      ) 

A．滑动摩擦力对物体一定做负功           B．静摩擦力对物体可能做正功 

C．作用力的功与反作用力的功其代数和一定为零 

D．合外力对物体不做功，物体一定处于平衡状态 

7、如图1-3所示，质量为m的物块始终静止在倾角为θ的斜面上，下列说法正确的是(  ) 

A．若斜面向右匀速移动距离s，斜面对物块没有做功 

B．若斜面向上匀速移动距离s，斜面对物块做功mgs 

C．若斜面向左以加速度a匀加速移动距离s，斜面对物块做功mas 

D．若斜面向下以加速度匀加速移动距离s，斜面对物块做功m(g+a)s 

8、用轻绳拴一个质量为m的小球以加速度a向上提升一段距离s，则拉力对小球做的功为？