户县一中活页课时教案(首页)

户县一中活页课时教案（首页）年级2013学科物理周次8教学时间20教者杨晓霞课题§7.2功课型新课课时1、2累计课时2教学目的（识记、理解、应用、分析、综合、创见、思想、方法）（一）知识与技能1．正确理解功的含义，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。2．正确应用公式W=FScosα计算力的功。3．知道功是标量，正确理解正功和负功的实质，能正确判断正功和负功。4．知道多个力对物体所做的总功，知道多个力对物体所做的总功等于这几个力的合力对物体所做的功。（二）过程与方法1．能从现实生活中发现与功有关的问题．2．体会科学研究方法建模思想、从特殊到一般的思想．（三）情感态度与价值观在功的概念和求解功的数值的过程中，培养科学严谨的态度教学重点及难点●教学重点对功的计算机式W＝F·SCosα的理解●教学难点1.负功的意义2.多个力对物体所做的总功新课引入：在初中我们已经学过功的初步知识，一个物体受到力的作用，如果在力的方向上发生一段位移，我们就说这个力对物体做了功。起重机提起货物的时候，货物受到起重机钢绳拉力的作用发生一段位移，钢绳的拉力对货物做了功。机车牵引列车前进，列车受到机车的牵引力作用发生位移，牵引力对列车做了功。本节课我们将在初中基础上继续学习功的知识。(二)新课教学一、功复习回顾：功这个概念同学们并不陌生，我们在初中就已经学习过它的初步知识．让同学们思考做功的两个因素：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．教师引导：高中知识的学习对知识的定义与理解更加深入，我们已经学习位移，对功的要素应如何更加精确地描述?可以精确描述为：①作用在物体上的力；②物体在力的方向上移动的位移．即如果一个物体受到力的作用，并且在力的方向上发生了位移，物理学中就说这个力对物体做了功．概念理解：教师用手托黑板擦，提醒学生观察与思考各力是否对物体做了功?过程一：平托黑板擦向上移动一段距离．过程二：平托黑板擦水平移动一段距离．问题l：在过程一中手对黑板擦的支持力与黑板擦的重力是否做功，并说明原因．问最2：在过程二中手对黑板擦的支持力与黑板擦的重力是否做功，并说明原因．学生思考讨论并由代表总结回答，在上升过程中，位移方向在竖直方向，与支持力和重力共线，故二力做功了．在水平移动过程中位移水平，在重力和支持力方向无位移，故此过程二力均未做功点评：通过知识回顾，复习做功的两个要素，并通过简单的课堂演示，让学生现场分析做功情况，加深做功要素的理解．并强调指出，分析一个力是否对物体做功，关键是要看受力物体在这个力的方向上是否有位移．做功的两个不可缺少的因素——力和物体在力的方向上发生的位移。二、功的计算公式（一）功的一般表达式过从特殊到一般，借鉴等效思想，引导学生探究出求功的一般表达式特殊情景1：如图，物体在水平恒力F的作用下前进L位移，力F做功多少？特殊情景2：如图用竖直向上的提力提水桶水平匀速前行一段位移l，提力对水桶有没有做功？做了多少功？一般情景3：联系生产实际推导出计算功的一般公式一般的情况力F的方向与运动方向并不一致，也不是与运动方向发生的位移相垂直，力F方向与运动方向成某一角度时，力F对物体有没有做功呢？若做了功，所做的功又是多少呢？这是本课的重点。首先指出初中求功的方法只是一种特殊的情况。生产生活中经常会遇到力和位移方向不相同的情况，此时应怎么求功（贯穿特殊到一般的思想）?提出讨论题。老师斜向上拉粉笔盒。（1）为了培养学生物理模型的能力。提出三个问题（投影显示）:实际问题复杂怎么表示，能不能简化？前进时，轨迹不完全是直线，能不能简化？老师拉粉笔盒时的力时大时小，倾角也会有微小变化，能不能简化？让学生讨论，目的是让学生学会抓住主要因素忽略次要因素，得出老师拉粉笔盒的物理模型。通过讨论，学生认为粉笔盒可以简化为质点，用一方形表示。轨迹不完全是直线，也可以简化为在水平面上做直线运动。老师拉粉笔盒时的力时大时小，倾角也会有微小变化仍可以简化为大小.方向不变的恒力。让学生后在黑板上画出斜拉物体前进的示意图。这样，牛拉犁的问题简化为:物体在与水平面成α角的恒力F作用下，沿水平方向移动通过位移l，求拉力F做的功？（2）让学生推导功的一般表达式:（主要根据学生的实际进行适当交流）a．提出猜想：通过做功的两个必要因素启发引导学生进行猜想，并交流猜想。可能提出几种猜想：①力F做功大小和力与运动方向的夹角α没有关系。②力F做功大小和力与运动方向的夹角α有关系。同样一个力F作用方向不同，在改变物体能量上效果不相同，可从两种特殊情况作定性分析，否定猜想①。对猜想②提出运用特殊到一般的思维来理论验证的思路。b．师生交流协作，学生分析论证，验证猜想：①教师启发：运用矢量分解，把一般情境问题转化为二个简单的特殊问题，同时渗透等效思想。②利用理想化模型让学生讨论斜拉时如何求功？多数学生都会知道正交分解F为F1，F2，并且知道这样分解的目的（让学生在黑板上画图并得出功的公式）。进一步告诉学生，这种研究问题的方法是利用已学过的旧知识（F，L同向或垂直时功的计算法则)来解决学过的知识（F，L成一夹角α），这种方法在许多地方都会用到（如平抛运动）。③进一步引导学生分解位移，推导功的公式。这一点学生相对较困难，从矢量引导启发，让学生比较容易去接受。为了省时将L正交分解的图投影，同时推出功的公式。④用两种方法得到公式，让学生讨论加深对公式的理解。一是知道公式的意义是表示功等于力乘以位移再乘以力与位移夹角α的余弦；二是知道式中各量的意义，如α是什么角、F是恒力、L是位移不是路程、W是标量等。公式：W=FScosα.这就是说，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。（二）关于功的公式W＝Ｆscosα的讨论.教师利用实物投影仪展示学生的推导结果，点评、总结，得出功的定义式，及其文字叙述，并强调公式中各量的物理意义．通过让学生动手亲自推导公式，让学生加深对公式的理解，为公式的灵活应用打好基础．要点辨析：教师与学生共同通过具体实例的计算，对公式的使用注意事项总归纳：1．公式中的单位:F-----N(牛顿),S-----m（米）,W-----J（焦耳）在国际单位制中，功的单位是焦耳，简称焦，国际符号是J。1J就是1N的力使物体在力的方向上发生1m位移所做的功。即：1J=1N.m做功与物体运动形式(匀速或变速)无关，也就是说，当F、S及其夹角确定后，功w就有确定值．3.功是标量，只有大小，没有方向，但有正功和负功之分。优化表述论证成果：一般的情况力对物体所做的功，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。即W=FScosα=FScos(F,S)从一般到特殊，深化对W=FScosα=FScos(F,S)的认识、根据一般包含特殊的原理引入正功和负功。讨论一个力做功时可能出现的几种情形:（1）当α=π/2时，cosα=0，W=0。表示力F方向跟位移l的方向垂直时，力F不做功。物体在这个力F作用下能量不发生变化（既没有增加也没有减小）（2）当0<α<π/2时，cosα>0，W>0。表示力F对物体做了正功。（3）当时，cosα<0,W<0.。表示力F对物体做了负功。结合书本P53图7.2-5。7.2-6进一步讨论正功和负功含义（仅限于学生的现有知识水平，对运动只学习了直线运动，因此对物体的能量也只限于讨论运动物体的能量）：（1）正功：力对物体做正功时，这个力对物体而言是动力，对物体而言是输入了能量，物体的能量增加了。（2）负功：力对物体做负功时，这个力对物体而言是阻力，对物体而言是输出了能量(以消耗自身的能量为代价)，物体的能量减小了。也可以表述成“物体克服这个力做了功”。例如某个力做了－10J的功，可以说这个物体克服这个力做了10J的功。(3)不做功:力F不做功,这个力F不能使物体能量发生变化（既没有增加也没有减小）狭义地讲，力学中的功是力对位置变化的积累过程。推广来讲，功是能量转换的量度，意思是“功好象是测量能量转换的尺子”。5．功是过程量：是力对空间的积累．求功时一定要明确要求的是哪一个力在哪一段位移(过程)上做的功.6、合力做功一个质量为m=150kg的物体，受到与水平方向成θ=370角斜向上的拉力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=100N。求外力对物体所做的总功。师生一起点评两种解答过程，并对解题规律总结如下：(1)当物体在几个力的共同作用下发生一段位移时，求这几个力的总功的方法：一是根据功的公式W=FScosa，其中F为物体所受的合外力.二是先求各力对物体所做的功,再求各力所做功的代数和，注意代人功的正、负号．(2)由于功是标量，所以第二种方法较为简便．7、新的问题情境：小木块受到水平向右的拉力F=1N作用，在水平地面上向右移动了l=1m后，再然后拉力大小不变又向左拉了来回到原处。求：拉力F所做的功。通过分析、引导得出：功的计算公式W=FScosα=FScos(F,S)只适用于恒力做功。拓展推广研究并留下新的问题情境：提出问题：功的计算式W=FScosα=FScos(F,S)不适用于变力做功，那么对于物体在受到变力作用下发生了一段位移做功的情况是不是有新的求变力做功的理论和方法呢？例如用水平力F拉伸弹簧L的距离，如何求这个变力做功呢？（留下悬念，为第五节探究弹性势能的表达式埋好伏笔。）这个问题留待我们在以后的学习中去解决.1、做功的两个不可缺少的因素：力和物体在力的方向上发生位移。2、功的计算公式:W=FScosα.当α=π/2时，cosα=0,W=0.当α<π/2时，cosα>0,W>0.当时，cosα<0,W<0.（四）巩固练习1、质量为m的物体静止在倾角为θ的斜面上，用水平推力使斜面向左水平匀速移动距离s，物体与斜面保持相对静止，如图所示，求：⑴m所受各力对它做功各是多少？⑵斜面体对物体做功又是多少？（五）板书设计§7.2功1.功的概念： 2.功的两个不可缺少的因素：力和在力的方向发生的位移。 3.功的计算式：W＝F·SCosα。a.当0°≤α<90°,做正功,动力。b.当α＝90°，不做功。c.当90°<α≤180°，做负功，阻力。注意：a.功的单位：J1J＝1N×1mb.公式中各物理量意义c.功是标量d.公式的适用条件户