2019-2020年高中物理功教案新人教版必修2

1、2019-2020年高中物理功教案新人教版必修 2新课标要求（1） 知识与技能理解功的概念并会运用功的定义式求解功。（2） 过程与方法理解正负功的含义，并会解释生活实例。（3） 情感、态度与价值观功与生活联系非常密切，通过探究功来探究生活实例。教学重点理解功的概念及正负功的意义。教教学难点利用功的定义式解决有关问题。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。教学工具计算机、投影仪、CAI课件、录像片教学过程（1） 引入新课教师活动：初中我们学过做功的两个因素是什么？学生思考并回答：一是作用在物体上的力，二是物体在力的方向上移动的距离。扩展：高中我们已学习了位移，所以做功的

2、两个要素我们可以认为是：作用在物体上的力；物体在力的方向上移动的位移。导入：一个物体受到力的作用，且在力的方向上移动了一段位移，这时，我们就说这个力对物体做了功。在初中学习功的概念时，强调物体运动方向和力的方向的一致性，如果力的方向与物体的运动方向不一致呢？相反呢？力对物体做不做功？若做了功，又做了多少功？怎样计算这些功呢？本节课我们来继续学习有关功的知识，在初中的基础上进行扩展。（2） 进行新课1、推导功的表达式教师活动：如果力的方向与物体的运动方向一致，该怎样计算功呢？投影问题一：物体 m在水平力F的作用下水平向前行驶的位移为s,如图甲所示，求力F对物体所做的功。 尸、_'jf *

3、 * I I .，I * 一，* * J. * * I r. * -闵 中，血丝竺？丝军郭如“国甲a学生活动：思考老师提出的问题，根据功的概念独立推导。在问题一中，力和位移方向一致，这时功等于力跟物体在力的方向上移动的距离的乘积。W=Fs教师活动：如果力的方向与物体的运动方向成某一角度，该怎样计算功呢？投影问题二：物体 m在与水平方向成a角的力F的作用下，沿水平方向向前行驶的距离为s,如图乙所示，求力F对物体所做的功图乙学生活动：思考老师提出的问题，根据功的概念独立推导在问题二中，由于物体所受力的方向与运动方向成一夹角作用效果把F沿两个方向分解：即跟位移方向一致的分力 直的分力a,可根据力F

4、跟位移方向垂F,F2,如图所示:据做功的两个不可缺少的因素可知：分力Fi对物体所做的功等于 Fs。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=W+ WW=Fs=Fscos a教师活动：展示学生的推导结果，点评、总结，得出功的定义式。力F对物体所做的功等于力的大小、位移的大小、力和位移夹角的余弦这三者的乘积。即：W=Fscos aW表示力对物体所做的功，F表示物体所受到的力，s物体所发生的位移，a力F和位移之间的 夹角。功的公式还可理解成在位移方向的分力与位移的乘积，或力与位移在力的方向的分量的乘积。在SI制中，功的单位为

5、焦。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。2、对正功和负功的学习教师活动：指导学生阅读课文R的正功和负功一段。通过上边的学习，我们已明确了力F和位移s之间的夹角，并且知道了它的取值范围是O° w a < 180°。那么，在这个范围之内，cos a可能大于0,可能等于0,还有可能小于0,从而得到功 W也可能大于0、等于0、小于0。请画出各种情况 下力做功的示意图，并加以讨论。学生活动：认真阅读教材，思考老师的问题。 当a =n /2时，cos a =0, W=0O力F和位移s的方向垂直时，力 F不做功；用¥ 二=二4 r V?V|11*

6、h_f""；x # # 武x # * 丁F 于 £ X* h 武 F Z"5卸 当aVn 12时，COSa >0 , W 0。这表示力F对物体做正功； 当n /2 V a < n时，COSa V 0 , WV 0。这表示力F对物体做负功教师活动：投影学生画图情况，点评、总结。点评：培养学生分析问题的能力。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，举例说明教师活动：倾听学生回答，点评、总学生活动：阅读课文，理解正功和负功的含义。回答老师的问题 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

7、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。 功的正负是借以区别谁对谁做功的标志功是标量，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。同一个做功过程，既可以从做正功的一方来表述也可以从 做负功的一方来表述。一个力对物体做负功，往往说成物体克服这个力做功。打个比喻

8、，甲借了乙10元钱，那么从甲的角度表述，是甲借了钱；从乙的角度表述，乙将钱借给了别人。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。3、几个力做功的计算 教师活动：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 Fi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？朵7月学生活动：认真审题，解决问题。教师活动：投影学生解题过程，点评总结。解析：物体受到拉力 F、滑动摩擦力F2、重力

9、G支持力F3的作用。重力和支持力不做功，因为它们和位移的夹角为90 ° ; Fi所做的功为：V店Fscosa，滑动摩擦力 F2所做的功为： W=F2SCOS180=-F2S。各个力对物体所做功的代数和为：W ( FCOSa -Fa) S根据正交分解法求得物体所受的合力F=FCOSa - F2合力方向向右，与位移同向；合力所做的功为： W=Fscos 0 = ( FCOSa -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

10、：投影例题：一个质量m=2kg的物体，受到与水平方向成 37角斜向上方的拉力Fi=10N在水平地面上移动白距离s=2m物体与地面间的滑动摩擦力F2=4.2N。求外力对物体所做的总功尸 1学生活动：认真审题，解决问题。教师活动：投影学生解题过程，点评总结。=16J。=-8.4J 。夕卜力对物体所做的总功解析：拉力Fi对物体所做的功为 W= Fiscos37 摩擦力F2对物体所做的功为洋F2scosi80WW+ V=7.6J。（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。（三）课堂总结、点评教师活动：让学生概括总结本节的内容。请一个同学到黑板上总结，其他同学在

11、笔记本 同学评价黑板上的小结内容。学生活动：认真总结概括本节内容，并把自己这节课的体会写下来、比较黑板上的小结 看谁的更好，好在什么地方。点评：总结课堂内容，培养学生概括总结能力。教师要放开，让学生自己总结所学内容，允许内容的顺序不同，从而构建他们自己的知上总结，然后请和自己的小结,识框架。( 四) 实例探究对“功”的理解例 1水流从高处落下，对水轮机做3 x 108J 的功，对这句话的正确理解是(A. 水流在对水轮机做功前，具有3 x 108J 的能量B.C.D.水流在对水轮机做功时，具有3 x 108J 的能量水流在对水轮机做功后，具有3 x 108J 的能量水流在对水轮机做功的过程中，能

12、量减少 3X 108J解析：本题考查了功和能的关系，并且同实际中的科技应用联系起来。解：根据“功是能量转化的量度”可知，水流在对水轮机做功的过程中，有能量参与转机做了 3X 108J 的功，则有3X 108J 的机械能减少了。故答案应选 Db点拨：功是能量转化的量度是指做功的过程就是能量转化的过程。做了多少功，就有多化，绝不能说功是能量的量度。关于“功”的计算例 2以一定的初速度竖直向上抛出一小球，小球上升的最大高度为大小恒为 f, 则从抛出至落回到原出发点的过程中，空气阻力对小球做的功为A .零 B . C . D .化，水流对水轮少能量发生转h, 空气阻力的()解析：在小球从抛出至落回原地

13、的过程中，小球所受阻力的方向变化了，所以是变力，做的功，可分段处理。答案： C点拨：对于变力所做的功，可分段处理，求出每一段上 ( 转换为恒力 ) 该力所做的功， 数和，或者求平均力，再求平均力所做的功。课余作业书面完成 P6 “问题与练习”中 1-4 题。教学体会思维方法是解决问题的灵魂，是物理教学的根本；亲自实践参与知识的发现过程是培养如何求这一变力再求各段上功的代学生能力的关键，离开了思维方法和实践活动，物理教学就成了无源之水、无本之木。学生 素质的培养就成了镜中花，水 中月。巩固练习1、起重机将质量为100 kg的重物竖直向上移动了2m,下列三种情况下，做功的力各有哪几个？每个力做了多

14、少功 ？ 是正功还是负功 ？ (不计阻力， g =9.8 m /s2)(1) 匀加速提高，加速度a=0.2 m /s2;(2) 匀速提高；2(3) 匀减速下降，加速度大小a2=0.2 m /s .答案： (1)拉力和重力；Ws=2x 103J, W = -1.96 x 103 J; 拉力做正功，重力做负功(2) 拉力和重力；均等于1.96 x 103 J; 拉力做正功，重力做负功(3) 拉力和重力；拉力做功 -2 x 103 J ; 重力做功 1.96 x 103 J ; 拉力做负功，重力做正 功2、如图在光滑的水平面上，物块在恒力F=100 N的作用下从A点运动到B点，不计滑轮的大小，不计绳

15、与滑轮的质量及绳、 力F做的功。滑轮间的摩擦,个H =2.4 a =37答案：100 J2019-2020年高中物理功率教案新人教版必修2一、教学目标1 .理解功率的概念：(1)知道功率是表示做功快慢的物理量。(2)知道功率的定义和定义式P = W/t ；知道在国际单位制中，功率的单位是瓦特(W),3知道公式P= Fv的物理意义。2 .掌握功率的计算：(1)能够用公式P= W/t解答有关的问题。(2)能够用公式P = Fv解答有关的问题。二、重点、难点分析1 ?功率的概念、功率的物理意义是本节的重点内容，如果学生能懂得做功快慢表示的是能量转化的快慢，自然能感悟出功率实际上是描述能量转化快慢的物

16、理量。2 ?瞬时功率的概念学生较难理解，这是难点。学生往往认为，在某瞬时物体没有位移就没有做功问题，更谈不上功率了。如果学生没有认识到功率是描述能量转化快慢的物理量，这个难点就不易突破，因此，在前面讲清楚功率的物理意义很有必要，它是理解瞬时功率概念和物理意义的基础。三、主要教学过程一） 引入课题首先以提问方式复习上一节所学习的主要内容，重点是功的概念和功的物理意义。然后提出力对物体做功的实际问题中，有做功快慢之分，物理学中又是如何来描述的？这节课我们就来研究这个问题。（ 二 ） 教学过程设计1 功率初中同学们学习过功率的有关知识， 都知道功率是用来描述力做功快慢的物理量。 我们一起讨论一些问题

17、。力Fl对甲物体做功为W,所用时间为ti ;力F2对乙物体做功为W,所用时间为t2 ,在下列条件下，哪个力做功快？A . Wi = W2, t i> t 2；B . Wi = W2, ti V t2;CW1 >W2 ， t 1 =t 2；DWiVW2，ti = t2。上述条件下，哪个力做功快的问题学生都能作出判断， 其实都是根据w/t 这一比值进行分析判断的。让学生把这个意思说出来，然后总结并板书如下：功率是描述做功快慢的物理量。功和完成这些功所用的时间之比，叫做功率。如果用W麦示功，t表示完成这些功所曲的口寸间，P表示功率，那么P二巴说仆5t 明确告诉学生上式即 为功率的定义式，

18、然后说明P的单位，W用J、t用s作单位，P的单位为J/s ,称为瓦特，符号为W最后分析并说明功率是标量。接下来着重说明，功率的大小与单位时间内力所做的功为等值。至此，再将功的定义式与速度v 的定义式作类比，使学生理解，虽然研究的是不同性 质的问题，但是研究方法是相同的 （ 同时也为后面讲瞬时功率做了些准备） 。然后提出问题 , 与学生一起讨论功率的物理意义。上一节我们讲了功的概念、 功的公式之后，经过分析和讨论， 对功的物理意义已有所 了解。谁能复述一下？在学生说出做功过程是能量转化过程之后， 立即启发：那么做功快慢恰能表明能量转化的快慢吗？因此，应该将功率理解为是描述做功过程中能量转化快慢的

19、物理量，并将这一认识进行板书。2 . 平均功率与瞬时功率举例一个质量是1.0kg的物体，从地面上方20m高处开始做自由落体运动，第1s时 间内下落的位移是多少？(与学生一块算出是5m g取10m/s 2)这1s内重力对物体做多少 功？(与学生一起算出 W=50J)第2s时间内物体下落的位移是多少？(15m)这1s内重力对物体做多少功？(W2 = 150J)前1s和后1s重力对物体做功的功率各是多大？(P1 = 50W,P2 = 150W)这2s时间内重力对物体做功的功率是多大？(P = 100W)指出即使是同一个力对物体做功， 在不同时间内做功的功率也可能是有变化的。 因而，用 P = W/t

20、 求得的功率只能反映t 时间内做功的快慢，只具有平均的意义。板书如下：(1) 平均功率p 二色 为平均功率的定义式。t(2) 瞬时功率为了比较细致地表示出每时每刻的做功快慢， 引入了瞬时功率的概念，即瞬时功率是表示某个瞬时做功快慢的物理量。提出瞬时功率如何计算的问题后，作如下推导：段较短时间内的平均功率可以写成如下公式(P = AW/ At),而4W = F* Asf As/At=vp,故有字 =三仝二F J 仍 为平均功率。f BL 讥A s上式中，当 公厂。 时，石即为瞬时速度， 因而有 下式：P=F?此为瞬时功率计算公式讨论： 如果作用于物体上的力 F 为恒力，且物体以速度v 匀速运动，

21、则力对物体做功的功率保持不变。此情况下，任意一段时间内的平均功率与任一瞬时的瞬时功率都是相同的。 很多动力机器通常有一个额定功率，且通常使其在额定功率状态工作（ 如汽车 ） ，根据p = Fv可知：当路面阻力较小时，牵引力 F 也小， v 可以大，即汽车可以跑得快些；当路面阻力较大，或爬坡时，需要比较大的牵引力， v 必须小。这就是爬坡时汽车换低速挡的道理。 如果动力机器原来在远小于额定功率的条件下工作， 例如汽车刚刚起动后的一段时间内，速度逐渐增大过程中，牵引力仍可增大，即 F 和 v 可以同时增大，但是这一情况应以二者乘积等于额定功率为限度，即当Fv=P额。以后，这种情况不可能实现。1s末

22、和2s末的瞬时功率根据上述结果启发学生思考瞬时功率的物理意义最后指出，此题中是重力对物体做应用公式P = Fv计算m = 1kg的物体做自由落体运动中下落由vi= 10m/s按公式求得 P = 100J ;由V2 = 20m/s按公式求得 P2 = 200J。功，使重力势能逐渐向动能转化。随着时间的延续，重力势能向动能转化加快。3 ?例题讲解例1 ?如图1所示，位于水平面上的物体A的质量m = 5kg,在F = 10N的水平拉力作用下从静止开始向右运动，位移为s = 36m时撤去拉力F。求：在下述两种条件下，力F对物体做功的平均功率各是多大?（取 g = 10m/s36m _怪1(1)设水平面

23、光滑；(2)设物体与水平面间的动摩擦因数P =0.15解答过程可分为三个阶段：让学生计算力F在36m位移中所做的功，强调功只由F和s这两个要素决定，与其它因素无关，因而两种情况下力F做的功相同，均为 W = 360J由同学计算这两次做功所用P = 60W,的时间用牛顿第二定律求出a产2曲代a2=o.5m/s3?用尸沪分别求出ti= 6s, t 2= 12s。用功率的定义式即平均功率的计算公式求得P2 = 30W如果有的同学用公式vt2=2 as分别求出每次的末速度，再用公式v-vt/2A出每次的平均逮度二和占最后曲R =和E二瓦求得最 后结杲也可趴并指出这是解决问题的另一思路。X dr图2例2.如图2所示，位于水平面上的物体 A,在斜向上的恒定拉力作用下，正以 v= 2m/