必修2《功》教学设计_教学设计-查字典物理网

一、教学目标

1.知识和技能

(1)理解功的概念。

(2)理解功的两个要素。理解功的正负的物理意义。

(3)会用功的定义式计算恒力做功的大小。

2.过程和方法

(1)通过“功”的学习认识建立物理概念的一般方法。

(2)感受正交分解法推导力做功的计算式。

3.情感、态度和价值观

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。

二、教学重点和难点

1.重点是力对物体做功的两个要素和掌握功的计算公式。

2.难点是功的正负和对“克服阻力做功”的理解。

三、教学流程

1.教学流程图

2.教学流程说明

情景Ⅰ 生活实例

(1)货物在起重机作用下被举高了;(2)机车制动后，列车逐渐驶向站台。

活动Ⅰ 讨论

请学生分析货物、列车的能量变化。讲出功的定义(若物体在力的作用下能量发生变化，那么这个力一定对物体做了功)。

活动Ⅱ 搬重货物

三种方式搬货物。一种只做原地上下搬的过程，另外一种则搬着货物来回走动。第三种原地搬起货物挺住不动。这些情景，让学生讲出做功的两个要素。

活动Ⅲ 讨论、交流

(1)逻辑推理，探究功的规律

①功的公式

如图1，力F使滑块发生位移l这个过程中，F对滑块做了多少功如何计算?

计算公式：W=Fl。

如果细绳斜向上拉滑块，如图2所示，这种情况下滑块沿F方向的位移是多少?

学生讨论：分析并得出这一位移为lcosθ。至此按功的前一公式即可得到如下计算公式：

W=Flcosθ

结论：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。

运用公式计算功：给出F=100N、l=5m、θ=37°，与同学一起计算功W，得出W=400N·m。就此说明1N·m这个功的大小被规定为功的单位，为方便起见，取名为焦耳，符号为J，即1J=1N·m。

在国际单位制中，功的单位是焦耳(J) 1J=1N·m

②功是标题，探究合力的功

再根据公式W=Flcosθ做启发式提问

将F分解到l的方向上得到这个分力为Fcosθ，再与l相乘，结果仍然是W=Flcosθ。

例1如图所示，F1和F2是作用在物体P上的两个水平恒力，大小分别为：F1=3N，F2=4N，在这两个力共同作用下，使物体P由静止开始沿水平面移动5m距离的过程中，它们对物体各做多少功?它们对物体做功的代数和是多少?F1.F2的合力对P做多少功?

从合力功与分力功所遵从的运算法则，深化功是标量的认识。

解答过程如下：位移在F1、F2方向上的分量分别为l1 =3m、l2 =4m，F1对P做功为9J，F2对P做功为16J，二者的代数和为25J。F1、F2的合力为5N，物体的位移与合力方向相同，合力对物体做功为W =FS =5N×5m=25J。

合力做功

两种求法： W合=F合·l·cosθ; W合=W1+W2+W3… 此为代数和

③运用公式—探究正功、负功

没有方向，但有正负之分。

总结：

当0°≤θ<90°时，cosθ为正值，W为正值，称为力对物体做正功，或称为力对物体做功。

当θ=90°时，cosθ=0，W=0，力对物体做零功，即力对物体不做功。

当90°<θ≤180°时，cosθ为负值，W为负值，称为力对物体做负功，或说物体克服这个力做功。

同学讨论正功、负功的物理意义，它们反映了什么问题?

例2如图中，a图中的推力对正在前进中的小车来说是阻力，b图中小车受到的滑动摩擦力阻碍小车的运动，c图中上升中的小球，重力与运动方向相反阻碍小球的上升，三个力均对物体做负功：

a.图中推力做功

b.图中摩擦力做功

c.图中重力做功

讨论结果：当力对物体做正功，这个力对物体来说是动力。

力对物体做负功，从动力学的角度看，这个力是阻力，对物体的运动起阻碍作用。

一个力对物体做了负功，往往说成物体克服这个力做了功(取绝对值)，即：

。

(2)实际运用

例3一人乘电梯从1楼到10楼，在此过程中经历了先加速、后匀速，再减速的运动过程，则地面上的观察者考察电梯支持力对人做功情况是()

A.加速时做正功，匀速时不做功，减速时做负功

B.加速时做正功，匀速和减速时做负功

C.加速和匀速时做正功，减速时做负功

D.始终做正功

例4如图所示，一质量为m=10kg的雪橇，受到与水平方向成37°斜向上的拉力作用从静止开始运动，力的大小为F=100N，使雪橇在水平地面上移动l=5m，如图所示。雪橇与地面间的滑动摩擦力为Ff=70N。求：

①人对雪橇的拉力所做的功;

②雪橇克服摩擦力所做的功;

③力对雪橇所做的总功。(sin37°=0.6，cos37°=0.8)

(3)作业布置略

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