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功 教 学 设 计 高中物理必修2第七章第二节教学目标:1、初步认识做功与能量变化之间的关系;2、理解功的概念,知道做功的两个要素;3、明确功是标量,能够应用功的公式进行相关计算;4、理解正功和负功的物理意义。5、让学生参与、体验合作探究过程,培养学生探究问题的能力和严谨的科学态度。教学重点:功的概念;功的计算公式以及应用。教学难点:对正功、负功的物理意义及功的标量的理解。教学媒体:教材、电脑、投影仪。教学设计:1、课时:1课时(40分钟); 2、教法与学法:探究、合作交流、讨论、评价、归纳总结。教学过程:【分析学生】学生在初中已经学过功的概念,并能进行简单的计算,知道功是物体受到的力与物体移动距离的乘积,有一定的心理准备和知识基础,在此基础上再进行深入研究,符合学生的心理发展规律和认知特点。【分析教材】本节教材是根据人们的认识习惯循序渐进地安排对“功”知识点的讲解的,这也与物理学科的“从特殊到一般,从简单到复杂”的认识规律相一致。教材在复习初中所学的功的定义,功的两个要素,及在两种特殊情况下计算功的方法的基础上,提出了“在一般情况下力对物体所做功如何计算”的问题,顺其自然,符合人们的认识规律。在解决这一问题时,不仅复习了力的分解的相关知识,加深了对力与其分力为“等效替代”关系的理解,而且利用旧的知识解决了新问题,增强了学生学好新知识的信心。而本节要讨论的重点知识正功与负功问题也是在推导出功的计算公式之后,结合实际讨论力与位移的方向成不同角度时,余弦函数的不同取值及符号的变更得出来的。至于总功的计算方法的推导,则更加深了学生对合力与分力“等效替代关系的理解。” 引入新课:我们已经学过了功的概念,知道功是物体受到的力与物体移动距离的成绩,那么力与物体运动的方向不在同一条直线上,怎么计算功呢?功的正负物理意义是什么呢?合力做的功与物体受到的各个力做的功之间有什么关系呢?下面我们通过合作交流、讨论来探究这些问题。进行新课:先用电脑播放视频:起重机起重货物、列车在机车的牵引下运行、手握紧握力器。然后让学生分析哪些力做了功?哪些力没有做功?一、自主探究:(一)、功:如果物体在力的作用下 发生了变化,这个力一定对物体做了功。 阅读思考:阅读课本第57页图7.2-1,分析起重机、机车牵引列车和手压握力器的过程,思考:1、各个过程中有没有能量的变化?2、在这些过程中,有哪些力做了功?3、做功的因素是什么?一个物体如果受到 的作用,并在 ,这个力就对物体做了功。4、做功的两个要素: (1) ;(2) ,这两个要素缺一不可。思考: (1)如果起重机提着货物静止不动,拉力对货物是否做功了? (2)如果提着货物水平运动,拉力是否做功了? (3)陷在雪地里的汽车,人不管怎样用力,都推不动,人的推力对汽车是否做功了?(4)火车在平直轨道上运动,铁轨对火车的支持力和火车的重力做不做功?(二)、功的计算FFl思考:在光滑的水平地面上,物体M在水平力F的作用下发生了一段位移l。问题1:物体受力情况和各力的做功情况如何?问题2:力F做了多少功?二、合作探究:问题一、当拉力F与水平方向的夹角为时,此时拉力F做的功应该是多少呢?FFl1、功的一般计算公式:力对物体所做的功,等于 、 、 这三者的乘积。表达式: 2、公式理解:(1)这个力必须是 (填恒力或者变力)(2)计算出的功必须指明 3、说明:(1)功是 量;只有 没有 。(2)功的单位是 ,简称 。1J等于1N的 使物体在 方向上发生1m的 时所做的功。 1J=1N1m=1Nm(设计说明:上述方法也是我们常用的研究问题的方法,从特殊到一般的方法以及等效替代法。) 问题二、正功和负功1、矢量的正、负表示的是方向。功是标量,它的正、负表示什么意思呢?功的正负由什么决定呢?结合P58图片7.2-4、5、6我们来讨论一个力做功时可能出现的各种情形:COSW物理意义注:某力对物体做负功,往往说成 。这两种说法的意义是等同的。2、做功多少的比较?-8J的功与5J的功哪个大?(设计说明:运用数学方法解决物理问题的能力也是高考要求的重要能力,在平时的教学中应不失时机地加以引导,使学生逐步形成这种能力。) 问题三、总功的求法在日常生活中,一个物体往往是在几个力的共同作用下发生一段位移时,那么如何计算这几个力对物体所做的总功?例题:一个质量为150kg的物体,受到与水平方向成=37角的斜向右上方的拉力F=500N的作用,在水平地面上移动的距离为l=5m,物体与地面间的滑动摩擦力 F阻=100N,求外力对物体做的的总功?(用两种方法)F37F阻v方法1: 方法2:小结:当物体同时受到几个力的作用时,计算合外力的功有两种方法:(1)(2)(设计说明:这是从简单到复杂的认识规律在教学中的具体应用,应通过引导让学生逐步掌握这种方法,对于今后学生进一步学习和适应社会都是极为有利的。) 思考:举例说明,摩擦力是否一定做负功?知识的拓展:与学生一起讨论变力做功的问题,使学生初步形成微元法的观念。三、课堂小结:由学生对本节课所学知识进行总结。 1、做功的条件: 作用在物体上的力; 物体在力的方向上移动的位移。 2、功的计算:W = F l cos a、功一定要指明是哪个力对物体做的功; b、力必须是指在位移方向上力。 3、 功是标量,但有正负。正负只表示做功的力的效果,功的正负决不表示方向,也不表示大小。 4、总功等于各个力对物体所做功的代数和,也就是合力对物体所做的功。四、板书设计 (一)功的两个要素 1作用在物体上的力。2物体在力的方向上通过的位移 (二)功的计算方法: W=FScos(三)正功和负功 1当力的方向与位移方向的夹角在于零小于九十度时,力对物体做正功。2当力的方向与位移方向的夹角大于九十度小于一百八十度时,力对物体做负功。(四)两种计算总功的方法1先求各力做的功,再求代数和。2先求合力,再求合力做的功。五、课堂练习:1.在光滑的水平面和粗糙的水平面上各放一质量不同的木块,在相同的拉力作用下,通过相同的位移,拉力对木块做的功( )A.在光滑的水平面上较多B.在粗糙的水平面上较多C.一样多D.由小车运动所需的时间决定2.重30N的物体在大小为20N、方向与地面成30角的拉力作用下沿光滑水平面前进3m,则合外力对物体做了_ J的功六、课堂检测:课本第59页第1题.七、课后作业:课本第60页第2、3、4题做在上交作业本上。【教学设计意图】:本节课通过学生举例、讨论、探究、分析、总结出力对物体做功的一般规律并加以阐述,以学生活动为主,提高学生合作探究物理问题的能力,通过视频材料增加学生视觉功能和学习兴趣,调动学生学习的积极性。联系生活和适当的练习,学生学会力对物体做功的一般规律及其应用,能够辨明合力做功与物体受到的各个力做功之间的关系,体验探究的过程,培养学生严谨的科学态度,使教学资源与教学过程充分整合,达到预期的教学目标,收到良好的教学效果。5
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