最新高中物理新课标版人教版鲁科版必修二优秀教案:+功-教学考试网名师优秀教案.doc
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1、高中物理新课标版人教版鲁科版必修二优秀教案: 功-教学考试网内容 高中物理新课标版人教版鲁科版必修二优秀教案: 功 2 功 整体设计功和能的概念是物理学中重要的基本概念且贯穿在全部物理学中所以教材在第一节给出能量的概念后接着对功进行研究和讨论.学生在初中已经接触过功但这节内容并不是初中内容的简单重复而是内容的深化和拓展尤其让学生注意区分日常生活中我们所说的做“工”与力对物体的做功的区别.教材从学生常见的起重机搬运货物、机车牵引列车前行、手握握力器的事例入手便于学生认识的逐步加深.教材本着创设情景设疑激趣的原则引导学生先分析力与位移同向的例子然后探究力与位移有夹角时功的求解.在实际问题中一个运动
2、的物体往往不只受一个力的作用.教学中让学生多举例子体会在物体产生一个位移的过程中这些力有的是动力有的可能是阻力还有的力对物体的位移没有直接的影响从而引出正、负功的概念教师要逐步引导学生总结归纳力做正、负功的条件不要急于求成.在实际教学过程中应多举实例让学生动脑分析、通过观察、分析、总结、表述的过程深化概念的理解.再辅以针对性较强的课堂训练使学生能够熟练掌握功的基本概念及其求解方法. 教学重点理解功的概念及正、负功的意义. 教学难点利用功的定义解决有关问题. 课时安排1课时 三维目标 知识与技能 1.理解功的概念能利用功的一般公式进行功的计算. 2.理解总功能计算合外力对物体所做的总功. 3.理
3、解功是能量转化的量度并能举例说明. 过程与方法 1.能从现实生活中发现与功有关的问题. 2.体会科学研究方法对人类认识自然的重要作用. 3.能运用功的概念解决一些与生产和生活相关的实际问题. 情感态度与价值观有参与科技活动的热情有将功的知识应用于生活和生产实际的意识勇于探究与日常生活有关的物理学问题. 教学过程 导入新课 情景导入货物被起重机举高重力势能增加了;列车在机车的牵引力之下速度增大动能增加了;弹簧受到拉伸或压缩后弹性势能增加了;“神舟”飞船返回地面时在落地之前打开降落伞在空气阻力作用下速度减小动能减少了;物体从高处自由下落速度增加动能增加了这些都是我们所熟知的一些物理现象这些现象有一
4、个共同的特征你能看出来吗 吊装货物 “神舟”飞船返回 列车加速 弹簧被压缩 问题导入 在图中两个人分别向前、后拉车他们所用的力对车产生的效果相同吗如果车前进相同的位移怎样反映他们对车的作用效果 拖拉机耕地时对犁的拉力F是斜向上方的而犁是在水平方向运动的此时拖拉机的拉力F对犁做功吗 推进新课 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扩展教学:可以精确描述为:?作用在物体上的力;?物体在
5、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1: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. 问题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
6、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. 问题探究 问题1:如果力的方向与物体的运动方向一致应该怎样计算这个力的功. 课件展示情景一:物体m在水平力F的作用下水平向右的位移为l如下图所示求力F对物体做的功. 教师指导学生思考问题根据功的概念独立推导.尤其强调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位移的乘积.即W,Fl. 问题2:若力的方向与物体的运动方向成某一角度该怎样计算功呢 课件展示情景二:物体m在与水平方向成角的力F的作用下沿水平方向向前行驶的距离为l如图所示求力F对物体所做的功.
7、 教师提示学生思考虽然F与位移方向不一致但可以根据力F的作用效果把F沿两个方向分解.即跟位移方向不一致的分力F1跟位移方向垂直的分力F2.学生根据教师的提示画出物体的受力分析图并在相互垂直的方向上正交分解并求解F1、F2的功.则分力F1所做的功等于F1l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F2所做的功等于零.因此力F对物体所做的功W等于F1l而F1,Fcos所以W,Flcos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
8、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F应为恒力即大小、方向不变. 2.做功与物体运动形式(匀速或变速)无关也就是说当F、l及其夹角确定后功W就有确定值. 3.计算功时一定要明确是哪个力对物体做的功. 4.功是过程量是力在空间的积累量. 5.公式中的单位:F牛(N);l米(m);W焦(J). 二、正功和负功公式理解:功的计算式W,Flcos包含cos这一要素通过数学知识的学习我们知道:随着的变化cos的值也变化.指导学生利用数学知识讨论随的变化cos的取值如何变化从而得到功W的意义如何.学生讨论总结:力F与物体位移l的夹角的取值范围为0?180?.那么在这个范围之内co
9、s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.教师指导学生思考所讨论的问题并画出各种情况下力做功的示意图.并通过示意图总结: 1.当, 时cos,0W,0.力F和位移l的方向垂直时力F不做功; 2.当,lt 时cos,gt0W,gt0.这表示力F对物体做正功; 3.当 ,lt?时cos,lt0W,lt0.这表示力F对物体做负功. 点评:教师通过实物投影仪投影学生画图情况点评、总结.利用数学知识分析物理问题是物理学习常用的手段.培养学生分析问题的能力.指导学生阅读课本内容.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.概念理解:指导学生通过正
10、功、负功的概念比较理解正、负功的意义.在实际问题中一个运动的物体往往不只受一个力的作用在物体产生一个位移的过程中这些力中有的力是动力有的力则可能是阻力还有的力对物体的位移没有直接的影响.例如:用一个水平的力F拉物体在粗糙水平面上运动.这时我们说F对物体做了正功而阻力f对物体也做了功但是显然f与F的功是有区别的f做的功是负功也可说成是物体克服阻力f做功.而支持力N和重力G就没有做功. 思维拓展功是标量只有数值没有方向.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.
11、 举例说明:在上图中可以说摩擦力做负功也可以说物体克服摩擦力做了正功.比如摩擦力做了20 J的功可以说物体克服摩擦力做了20 J的功.形象比喻:小明借了小刚50元钱从小明的角度是小明借了钱;从小刚的角度是小刚把钱借给别人.在上述对功的意义认识的基础上讨论正功和负功的意义得出如下认识:正功的意义是:力对物体做功向物体提供能量即受力物体获得了能量.负功的意义是:物体克服外力做功向外输出能量(以消耗自身的能量为代价)即负功表示物体失去了能量. 例题 一个质量m,2 kg的物体受到与水平方向成37?角斜向上方的力F1,10 N作用在水平地面上移动的距离l,2 m物体与地面间的滑动摩擦力F2,4.2 N
12、求外力对物体所做的总功. 解法一:拉力F1对物体所做的功为:W1,F1lcos37?,1020.8 J,1.6 J 摩擦力F2对物体所做的功为:W2,F2lcos180?,4.22 J,8.4 J 外力对物体所做的总功W等于W1和W2的代数和 所以:W,W1,W2,7.6 J. 解法二:物体受到的合力为: F合,F1cos37?F2,10 N4.2 N,3.8 N 所以W,F合l,3.82 J,7.6 J. 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,Flcos其中F为物体所受的合外力;二是先求各力对物
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