高中物理第七章机械能守恒定律第2节功教案2新人教版必修21 9页

7.2功一、教学内容分析1、教材的地位与作用：《功》这一节课选自人教版高中物理必修二，第七章第二节，是《机械能守恒定律》这一章中的重要知识点和后续课程的基础，是高考常考的内容。能量是当今社会的热点话题，而功是能转化的量度，直观表现就是一个力对物体做正功（负功），使这个物体的能量增加（减少）。功能关系方面的问题是高考必选的内容，所以本节课不仅仅是本章教学体系的重点，也是高考考查的重点。2、教学内容的特点：本节课中功的定义比较抽象，学生在初中已经学习功的定义并能判断一个力是否做了功，这节课主要是对功概念的完善，以及对做功在一般情况下的计算，分析力对物体做功的正负，所以本节课内容并不是简单的重复，而是在原有模糊概念的基础上进行知识的深入和细化。在教学过程中，必须注意区分高中知识和初中知识的不同。二、学情分析学生在初中已初步学了功的有关知识，对功是能量转化的量度、功的定义、力做功的两个必要因素、以及功的计算。此阶段的学生理解和思考能力很强，但主要以抽象思维为主，所以对正、负功比较难以理解。本节课授课内容并不是将初中已学知识的重复，而是在现有知识的基础上进行深化、细化。所以在本节课的授课内容方面，我将侧重于通过演示实验和分组探讨的方式对初中知识的概念修正以及对功的正负等知识点的教学。三、教学目标：1知识与技能（1）初步认识做功与能量变化的关系。（2）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。（3）正确理解并应用公式W=FLcosα计算力的功。[（4）明确功是标量，正确理解正功和负功的含义，能正确判断正功和负功。2．过程与方法 通过学习使学生经历从特殊到一般的过程，学习应用所学知识解决所遇到的问题，学会从不同角度认识、用不同方法解决同一个问题。3．情感、态度与价值观在功的概念理解和求解功的过程中，培养科学严谨的态度，遇到问题敢于提出自己的看法。四、教学重难点重点：对功概念的理解，并会用功的公式计算难点：正负功的物理意义，以及对功标量型的理解。五、教学过程教师活动学生活动（一）引入新课教师活动：初中我们学过功的概念：“如果一个力作用在物体上，物体在这个力的方向上移动了距离，就说这个力对物体做了功”。我们还学过：功是能量转化的量度。能量的变化总是伴随着做功过程发生的，我们来一起观看一个视频（播放人教版《功》的视频）。教师活动：我国古代的水车，流动的水对水车做功，流动的水具有能量，冲击水车是水的动能转化为水车的动能；被电机拉高的过山车，重力势能增加，下滑时重力做功速度增大，重力势能转化为动能等等例子，都说明了能量转化都伴随着做功的过程。但是，我们要如何来定量的描述能量的转化过程呢？那就是做功。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。 （二）进行新课1、推导功的表达式教师活动：观察实验装置，我们通过轮子对绳子产生一个拉力，从而拖动小车由静止从甲位置运动到乙位置。大家观察教师活动：大家思考1.小车从甲运动到乙过程中，拉力做了多少功？2.重力对小车又做了多少功？投影问题教师活动：为什么同样是物体所受到的力，F对小车做功，而重力却没有对小车做功呢？教师活动：通过对实验的分析，F与小车位移同向，力F在空间上的积累效果使得小车的速度增加。而重力在重力方向上并没有位移，重力在重力的方向上没有积累，因此重力没有做功。从而我们的可以得出：1.功是力在空间上的积累效果。2.功的两个因素：力、力方向上的位移板书：1.功是力在空间上的积累效果。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1中，拉力和位移方向一致，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在问题2中，由于重力方向上没有发生位移，故重力对小车没有做功学生活动：思考问题而的不出答案。 2.功的两个因素教师活动：将系在绳子上的钥匙环套在横杆上，使得绳子在拉动小车的过程中绳子的拉力的方向是恒定的，观察实验。提问：观察实验，小车的速度增大了，那么拉力F对小车做功了吗？如何总结？教师活动：根据分立具有的独立性和做功的两个不可缺少的因素可知：分力F1对物体所做的功等于F1x。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=F1x=Fxcosα板书：W=F1x=Fxcosα学生活动：在问题中，由于物体所受力的方向与运动方向成一夹角α，可根据力F力的矢量性，F沿两个方向分解：即跟位移方向一致的分力F1，跟位移方向垂直的分力F2，如图所示：根据分力具有的独立性和做功的两个不可缺少的因素可知：分力F1对物体所做的功等于F1s。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=W1＋W2=W1=F1x=Fxcosα 教师活动：卸下橡皮筋和细绳，在木板另一端挂上重物，观察小车的运动情况；重新装上细绳，再次观察小车的运动情况教师活动：思考，此时绳子拉力F对小车做功吗？所做功应该如何表示？教师活动：对公式W=F1x=Fxcosα有没有其他的理解方式？教师活动：根据位移的矢量性，同样也可以将位移进行分解，从而可以得出拉力所做的功W=F1x=Fxcosα板书：W=F1x=Fxcosα教师活动：根据公式中的力学单位制，从而可以确定功的单位1J=1Nm教师活动：角度α有特指，请大家思考题目，哪些夹角是公式中的α角。学生活动：观察实验现象学生活动：此时绳子拉力与绳子成钝角，分析情况与前一个演示实验相同，得出W=F1x=Fxcosα学生活动：根据位移的矢量性，将位移进行分解，从而得出答案 教师活动：板书：α角为力F与位移X的夹角。教师活动：公式中，力F是恒力，该公式只适用于恒力做功，至于变力做功，我们将会在后面动能定理中学习。教师活动：公式中，F和X都是取大小来计算的，那么公式中1.当α＜π/2时（锐角时），拉力做功的正负是什么？2.当π/2＜α≤π时（钝角是），拉力做功的正负是什么？教师活动：板书：1.当α＜π/2时，cosα＞0，W＞0。这表示力F对物体做正功；2.当π/2＜α≤π时，cosα＜0，W＜0。这表示力F对物体做负功。教师活动：结合实验，我们可以发现绳子的拉力有时候充当动力，有时候有充当阻力，我们如何理解力对物体做正功还是做负功。教师活动：板书：动力对物体做正功，阻力对物体左负功学生活动：分析得出B和C两个图的角可以作为公式中的α角百度文库-让每个人平等地提升自我学生活动：通过思考，得出结论1.当α＜π/2时，cosα＞0，W＞0。这表示力F对物体做正功；2.当π/2＜α≤π时，cosα＜0，W＜0。这表示力F对物体做负功。 提醒学生：判断力做功时，应该首先判断力是充当动力还是充当阻力教师活动：如果一个力做负功，我们也可以说克服了这个力做功。例如：某个力对物体做了10J的负功，那么我们可以怎么说？教师活动：我们到这里已经对力做功的计算有了整体的认识，对于填空部分，我会留下时间给大家完成，大家可以根据这节课所学习的内容补充完整。现在大家思考：功到底是什么量，标量还是矢量，为什么？请大家完成下列题目教师活动：展示某同学的计算过程，并对话学生活动：通过讨论得出结论：1.当α锐角时，拉力使小车加速，充当动力，力对小车左正功；2.当α钝角时，拉力阻碍小车加速，充当阻力，力对小车做负功。学生活动：克服拉力做功10J学生活动：动笔计算 教师活动：合力做功和分力做功在数量上有什么关系？教师活动：发现W1=W+W不等于根号，我们只是简单的将它们进行数学相加减，并不遵循矢量的相加法则，因此我们可以得出，功是标量，只有大小，没有方向。板书：功是标量，正负号表示力的作功效果教师活动：实际上，我们在刚才这道练习当中不单可以得出功是标量，我们实际上在这道题当中还可以总结出求多个力做功的方法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：到这里相信大家对力的做功应该有了比较完整的认识，我们这节课所学习的重点：对功概念的理解，并会用功的公式计算难点：正负功的物理意义，以及对功标量型的理解。教师活动：剩下一点时间，大家可以讨论，或者完成《功学案》的有关内容。学生活动：求得合力和位移，根据W1=Fx根据公式W1=Fxcosα，分别求得W1和W2学生活动：合力做功的大小等于两个分力做功的大小之和。六、教学反思及自我评价在整节课的教学活动中，我发现自己在本节课教学上存在的几点问题： 第一、在教学设计过程中，我通过学生独立练习、小组讨论等方式来调动学生的思考积极性，在实际的课堂教学中，并没有达到预期的效果，原因是对学生期待值过高，不能在备课时准确把握学生的知识水平，导致课堂不够活跃，师生互动没有达到理想效果。第二、在提出问题时，尚不能完全沿着学生的思维方式将问题进行分解，找到学生问题的关键所在，导致无法引导学生逐步达到预想的思想高度，从而致使教学重点和教学难点突破不足。另外，由于时间有限，本次公开课由于备课不足，对教学细节的处理不够到位，例如在处理初中“距离”和高中“位移”的区别、功的正负直观感受等方面需要进一步斟酌。总结整个教学过程，我觉得这次公开课相比以前还是有一定的进步的，主要是对于课堂教学的仪态、语速和语言掌握的明显好了许多，但是还是有待改进，以后我会更加努力，多和师傅学习，尽快成熟。