2.功精品学案

2.功　 高中物理       人教2003课标版

1、知识与技能：

（1）理解功的概念，知道做功的两个要2素；

（2）能灵活运用公式 W=FLcosα 计算力所做的功；

（3）明确功是标量，理解正功、负功的意义。

2、过程与方法：

（1）体会利用正交分解法推导力做功的公式；

（2）理解化变力为恒力、处理变力做功的思想方法。

3、情感态度与价值观：

（1）通过学习功的概念及其公式导出的过程，让学生体会并学习物理学的研究方法，认识物理模型和数学工具在物理学发展过程中的作用；

（2）激发学生探究的兴趣和学习热情。

学生在初中阶段对功已经有一定认识，只是初中阶段对功的条件表述不够严谨，而且对功的计算也仅针对单项的直线运动。所以本节课是在初中基础上的升华，学生比较易于接受。

1、重点：理解做功的两个要素及功的计算公式W=FLcosα ​ ；

2、难点：对正功、负功物理意义的理解，能灵活运用公式求恒力、变力、合力所做的功。

一、导入新课：

1、引入：图片演示货车在牵引力作用下动能增加、木桩在拉力作用下重力势能增加、握力器在压力作用下弹性势能增加……这些能量的增加都是由于力对物体做了功，因为功是能量转化的量度。

2、温故知新：请学生回忆初中阶段功的概念及做功的要素。（力与力方向上移动的距离的乘积叫做功。由此可以推出做功的两个要素是：一是作用在物体上的力，二是物体在这个力的方向上通过的距离。）

那么，到了高中阶段，随着对物理学的深入学习，我们对功的定义及做功的要素是否有更深层次的理解呢？

二、教授新课：

1、功的概念及做功要素：

（1）讨论分析：手向上托住静止、手向上托住小车水平运动、手推动小车水平运动，三种情境下，手的向上托力、水平推力是否对小车做了功？如何计算？

（2）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。

做功的要素：①力；②力方向上发生的位移。

（3）理解：

①提醒学生注意F与L必须具有同时性

②“距离”与“位移”有何差异？

    位移是矢量，距离是标量。在初中阶段比较多接触到的是单向的直线运动，所以位移大小与路程相同。但在高中阶段，由于物理情景的多样化，发生的一段位移并不要求物体非要沿着发生位移的路径通过。用“发生的位移”取代“通过的距离”不是简单的更换词组，它使我们所学的功的概念更严密科学，更具普遍意义。

2、功是标量，只有大小，没有方向。

3、功的计算：

（1）力与位移的方向一致：W=FL（L——位移）

在初中，我们如何计算力所做的功？（学生回答）即强调物体的位移和力的方向的一致性，此公式才能应用。那么，到了高中阶段，随着物体情景的复杂多样化，如果力的方向与物体的位移方向不一致甚至相反呢？力对物体做不做功？若做了功，又做了多少功？怎样计算？下面，我们将在初中的基础上进行更深入的推导。

（2）力与位移的方向不一致：W=FLcos α ​

①利用力的等效性推导：

②利用位移的矢量性推导：

（说明公式W=FL 是公式W=FLcos α ​ 的一种特殊情境，此时α=0 ）

（3）对公式 的理解：

①物理意义：W表示功，F表示力，L表示位移， α表示力与位移的夹角（ 0≤α≤180⁰ ）；

力所做的功可以理解为位移方向上的分力与位移的乘积，也可以理解为在力方向上的分位移与力的成绩；

②公式的适用条件：求恒力做功（F为恒力，可以是某一个力也可以是某几个力的合力）。

4、功的单位：国际单位制中，功的单位为焦耳，简称焦，符号J。

5、如何利用功表示力的作用效果？

请学生阅读课本58页的三种物理情境，并画出对应的示意图，分析力F所做的功有何特点？

（学生到黑板画图并分析）

（1）W=0，表示力对物体不做功；

         W>0，表示力对物体做正功；

         W<0，表示力对物体做负功；

（2）正功与负功的物理意义：

①从能量角度理解：力对物体做正功，使物体获得能量；力对物体做负功，使物体失去能量。例如：物体向右运动，F提供运动方向上的加速度，使物体速度变大，动能增加；若F提供与运动方向相反的加速度，使物体速度变小，动能减小。

②从力的作用效果理解：正功表示力为动力，负功表示力为阻力。（引导学生回答）

（3）注意：

①功是标量，正负不代表方向，而代表力的作用效果；

②对负功的表述：某个力对物体做负功，也可以表述为“物体克服某个力做功（绝对值）”。例如：做上升运动的物体，重力对其做负功，可以表述为“重力对物体做功-100J”，也可以表述为“物体克服重力做功100J”。

6、合力做功：

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，如何求解几个力对物体所做的功呢？

（出示例题，提问学生进行受力分析，并分析各个力做功的情况）

（1）总功等于各个分力做功之和：

(各个力由于大小方向不同，对物体的作用效果不同，做功也不同。但功是标量，我们可以先求解各个力各自所做的功，再求它们的代数和。)

（2）总功等于合力对物体所做的功：

（根据合力与分力的等效性，各个分力做功的效果与合力做功的效果应该是相同的，所以可以先求合力，再利用公式求总功。但是，此方法要求合力 为恒力）

（3）请学生完成例题，教师利用PPT点评讲解。

三、课堂小结。

四、布置作业：

2.功　

2.功　

一、导入新课：

1、引入：图片演示货车在牵引力作用下动能增加、木桩在拉力作用下重力势能增加、握力器在压力作用下弹性势能增加……这些能量的增加都是由于力对物体做了功，因为功是能量转化的量度。

2、温故知新：请学生回忆初中阶段功的概念及做功的要素。（力与力方向上移动的距离的乘积叫做功。由此可以推出做功的两个要素是：一是作用在物体上的力，二是物体在这个力的方向上通过的距离。）

那么，到了高中阶段，随着对物理学的深入学习，我们对功的定义及做功的要素是否有更深层次的理解呢？

二、教授新课：

1、功的概念及做功要素：

（1）讨论分析：手向上托住静止、手向上托住小车水平运动、手推动小车水平运动，三种情境下，手的向上托力、水平推力是否对小车做了功？如何计算？

（2）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。

做功的要素：①力；②力方向上发生的位移。

（3）理解：

①提醒学生注意F与L必须具有同时性

②“距离”与“位移”有何差异？

    位移是矢量，距离是标量。在初中阶段比较多接触到的是单向的直线运动，所以位移大小与路程相同。但在高中阶段，由于物理情景的多样化，发生的一段位移并不要求物体非要沿着发生位移的路径通过。用“发生的位移”取代“通过的距离”不是简单的更换词组，它使我们所学的功的概念更严密科学，更具普遍意义。

2、功是标量，只有大小，没有方向。

3、功的计算：

（1）力与位移的方向一致：W=FL（L——位移）

在初中，我们如何计算力所做的功？（学生回答）即强调物体的位移和力的方向的一致性，此公式才能应用。那么，到了高中阶段，随着物体情景的复杂多样化，如果力的方向与物体的位移方向不一致甚至相反呢？力对物体做不做功？若做了功，又做了多少功？怎样计算？下面，我们将在初中的基础上进行更深入的推导。

（2）力与位移的方向不一致：W=FLcos α ​

①利用力的等效性推导：

②利用位移的矢量性推导：

（说明公式W=FL 是公式W=FLcos α ​ 的一种特殊情境，此时α=0 ）

（3）对公式 的理解：

①物理意义：W表示功，F表示力，L表示位移， α表示力与位移的夹角（ 0≤α≤180⁰ ）；

力所做的功可以理解为位移方向上的分力与位移的乘积，也可以理解为在力方向上的分位移与力的成绩；

②公式的适用条件：求恒力做功（F为恒力，可以是某一个力也可以是某几个力的合力）。

4、功的单位：国际单位制中，功的单位为焦耳，简称焦，符号J。

5、如何利用功表示力的作用效果？

请学生阅读课本58页的三种物理情境，并画出对应的示意图，分析力F所做的功有何特点？

（学生到黑板画图并分析）

（1）W=0，表示力对物体不做功；

         W>0，表示力对物体做正功；

         W<0，表示力对物体做负功；

（2）正功与负功的物理意义：

①从能量角度理解：力对物体做正功，使物体获得能量；力对物体做负功，使物体失去能量。例如：物体向右运动，F提供运动方向上的加速度，使物体速度变大，动能增加；若F提供与运动方向相反的加速度，使物体速度变小，动能减小。

②从力的作用效果理解：正功表示力为动力，负功表示力为阻力。（引导学生回答）

（3）注意：

①功是标量，正负不代表方向，而代表力的作用效果；

②对负功的表述：某个力对物体做负功，也可以表述为“物体克服某个力做功（绝对值）”。例如：做上升运动的物体，重力对其做负功，可以表述为“重力对物体做功-100J”，也可以表述为“物体克服重力做功100J”。

6、合力做功：

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，如何求解几个力对物体所做的功呢？

（出示例题，提问学生进行受力分析，并分析各个力做功的情况）

（1）总功等于各个分力做功之和：

(各个力由于大小方向不同，对物体的作用效果不同，做功也不同。但功是标量，我们可以先求解各个力各自所做的功，再求它们的代数和。)

（2）总功等于合力对物体所做的功：

（根据合力与分力的等效性，各个分力做功的效果与合力做功的效果应该是相同的，所以可以先求合力，再利用公式求总功。但是，此方法要求合力 为恒力）

（3）请学生完成例题，教师利用PPT点评讲解。

三、课堂小结。

四、布置作业：