《功》 教案211414.docx

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1、“功”教 学 设 计【教 学 内 容 分 析】一、内 容 与 地 位在普 通 高 中 物 理 课 程 标 准（实 验）的 共 同 必 修 模 块 物 理 2的 内 容 标 准 中 涉 及 本 节 的 内容 有“理 解功 的 概念”。该内 容 要求学 生知道功 的 概念；会分 析 物 体位 移的 方向与 力的不在 一 条直线上时力所做的 功；能正确运用功 的 公式，计 算各力做功 的 大小；在 具体的 物 理情景中 判断物 体所受各力是否做功 以及 做功 的 正负；掌握合力做功 的 两种计 算方法。“机械功”承接和发展了初中 讲过的 功，是在 学 生已知的 特殊情况下（与 在 同 一 直线上）的

2、 功 的 公式基础上的 扩展，扩展为功 的 一 时（与位 移 互成夹角），突出了力做功 的 效果。功 是力学 中 的 基本 概念，在 用能量途径研究物的 运动时，功 的 概念是不可缺少的，此外这部分 知识与 现代生活、生产等有 着密切的也是本 章的 学 习的 一 个基础。因此，在 教 学 中 应注重培养学 生推理 能力，同 时教 师创设任务，让学 生在 完成任务中 运用科学 思维解决物 理 问题，让学 生了解物 理 思想和物 理体会物 理 学 在 生活和生产中 的 应用以及 对社会发展的 影响，让学 生得到成功 的 体验，享受成功 的 愉悦，激发学 习的 热情和责任感。 二、教 学 目标1理

3、解功 的 概念，知道做功 的 两个不可缺少的2掌握功 的，会计 算恒力的 功，掌握计 算总功 的3知道功 是标 量，认识正功、负功 的4通 过学 习功 的 概念及 其公式导出的 过程，让学 生体会并学 习物 理 学 的 研究方法，认识物 理 模 型和数学 工具在 物 理 学 发展过程 中 的三、教 学 重点、1重点是使学 生在 理 解力对物 体做功 的 两个要素的 基础上掌握功 的 概念和机械功 的 计算公式。2物 体在 力的 方向上的 位 移与 物 体运动的 位 移容 易混淆，这是难点。3要使学 生对负功 的 意义有 所认识，也较困难，也是难点。4如何判定各个力做功 的 正负和各个力所做的

4、总功 的【案例设 计】一、导入新课应用实 物 器材，让几位 学 生到台上（或前排）动手操作将物 体从一 个位 置移动到另一 位置。例如：1出示茶杯，要求学 生动手将茶杯从讲台桌的 一 端移动到另外一 端（或移到窗台上）2将一 桶水从教 室左端提到右端。3放有 重物 并带有 拉绳的 小车从教 室的 前排拉到后排。让学 生动手操作上述几种过程 并将操作过程 用示意图展示在 黑板上。预测：学 生可以采用不同 的 方法，如平推、上提、斜拉等搬运方法达到搬运的教 师提出问题：几位 同 学 在 上述操作过程 中，他们对物 体的 作用力在 那些阶段做了功若做功，所做的 功 如何计在 上述过程 中 主要有 两

5、中 情况：1与 在 同 一 直线上或垂直；2与 不在 一上而是互成某一。教 师组织学 生分 析情况1预测：有。 情 况 2预：有 做 功，； b没 有 做 功。说 明：学 生 在 对 与 在 同 一 直 线 上 或 垂 直 的 情 况（如 图 1所 示），分 析 力 是 否 做 功 以 及做 功 的 多 少，可 应 用 初 中 所 学 知 识，基 本 上 可 以 顺 利 解 决。但 教 师 在 这 里 仍 应 结 合 学 生 的 回答，介 绍 和 强 调：功 是 过 程 量，功 是 力 作 用 在 物 体 上 通 过 一 段 位 移（或 一 段 时 间）才 发 生 的。求 功 时 一 定 要

6、明 确 要 求 的 是 哪 一 个 力 在 哪 一 段 位 移（过 程）上 做 的 功。学 生 对 与 互 成 夹角 时，力 是 否 做 功 以 及 做 多 少 功？会 遇 到 困 难，借 此 引 入 新 课。二、讲授新 课讨论探究功 的 一 般表达式：当 与 互 成 夹 角 时，力 是 否 做 功 以 及 做 功 的 多 少，正是 本 节课 所 要 学 习的 内容，下面通 过 同 学 们分 组讨论探究，并请小组代表回 答 下面所 提出的 问题。设疑：1如 果人用 斜向上 的 力 拉车前进时，车发 生 了一 段 位 移，如 图 2。图 2与例子中 的 拉力 有 什么主要 的 不同 之处？预 测

7、：a图 1中 的 力 水平方向，图 2中 的 力 沿与 水平方向成 角。预 测：a图 1中 的 力 沿水平方向，图 2中 的 力 沿与 水平方向成 角 的 方向。b图 1中 的 力 与 在 同 一 方向上，而图 2中 的 力 与 方向之间 有 一 夹 角。设疑：2图 2中 力 是 否 做 功，其做 功 大小为多 少？为什么？教 师 引 导：同 学 们是 否 可 以 从力 的 作 用 效果出发，并用 力 的 分 解 知 到 底是 否 做功？若做 功，该如 何计算？预 测：a不做 功。因为 不是 物 体 在 力 的 方向上 的 位 移。b做 功，。因为有 力，位 移 为 。c做 功，。只适用 与

8、在 同 一 直 线 上，而图 2中 与 不在 一直 线 上，如 果我们用 两个 分 力 和，沿两个 方向分 解：一 个 分 解 为与向在 同 一 直 线 上 的 分 力，另一 分 解 为跟位 移 方向垂 直 的 分 力，如 图 3所 示，则：。分 力 的 方向跟位 移 方向垂 直，所 以 分 力 所 做 的 功 等于零。分力 对物体所做的功的等于。根据合力与分力的作用效果相同可得。d做功，。因为若将物体的位移 沿力 的方向投影，其值为，则可以认为力方向上的位移是（如图4所示）。根据功的定义即可得到计算公式：。说明：对于功的一般表达式 的推导过程采用讨论探究的方式进行，为学生提供参与自主学习的机

9、会，不仅注重知识的形成过程，培养学生逻辑推理能力，而且增强学生学习的积极性和主动性。若学生基础较好可以预测，那么视学生讨论情况及时补充讲解。若学生没有提出 项 讨论，则可以在 后 续 的学习中 逐 渐 体会，不必教 师 小 结：力与物体在 力的方向上发 生的位移是做功的两 个 不可缺 少 的因素，一个物体所做的功，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。当 恒 力对物体做功时，公式 有普 遍 意 义。求 一个 力对物体所做的功：当的方向和位移 方向相同时，力所做的功；当 力的方向和位移方向成 角则有不同的方法 处 理求 解：一是应 直 接 代 入 相应 的各 个

10、 物理量 运 算求 解；二 是先 正 交 分解，求 出力在 位移方向上的分量，由 于力与位移方向垂分力不做功，因此；三 是先 求 出位移在 力的方向上的分量，再 求功。4学生叙 述 功的求 解公式中 各 个 字 母 的含 义及单5正 功和负 功（1）首 先 中 的可能值入 手，让 学生讨论完 成下得出功 可能为正 值、负 值或 零，并 让 学生例 举 力对物体做正 功和做负 功实的取 的值 功的正 负1 力对物体做正0大 力对物体做正0 力跟 位移垂 直 时，不做功a 小 力对物体做负（2）结 合实 例 说明正 功、负 功的物理意功是标 量，没有方向，但 有正 功和负 功之 分。功的“正”、“

11、负”并 不表示功的方向，不能说正 功与负 功方向相反。如果一个 力对物体的运 动起促进作用（动力），这个 力所做的功是正 的；如果一个 力对物体的运 动起阻碍作用（阻力），这个 力所做的功是负 的。正负 功表示相反的做功效果。正 功的意 义是：力对物体做正 功，表明此 力的效果是促进物体的运 动，是动力。负 功 的 意 义 是：力 对 物 体 做 负 功，表 明 此 力 的 效 果 是 阻 碍 了 物 体 运 动，是 阻 力。一 个 力 对 物 体 做 负 功，也 可 说 成 物 体 克 服 这 个 力 做 了 功（正 值）。例 如：一 个 力 对 物 体做-6的 功，可 说 成 是 物 体

12、克 服 这 个 力 做 6的 功。另 外 功 的“正”、“负”也 不表 示它们的 大小，也 就是 不能说“正 功 大于负 功”。例 如：两个 力 做 功 ， ，比较这 两个 力 做 功 的 大小。答案应是：。说 明：正 功、负 功 意 义 的 教学过程，可 采用看书，提问，学生猜想，教师补充的行。这 样有利于学生自主学习，积极参与，加深理解和记忆。6总功 的 计算：学习了 一 个 力 对 物 体 所做 的 功 的 求解方法，而物 体 所受到的 力 往往不只一 个，那么，如何求解几个 力 对 一 物 体 所做 的 功 呢？下面通过一 例 题加以解决。例 题：利用斜面从货车上卸货，每包货物，斜面倾

13、斜角，斜面的长度，货物 与斜面间的 动，求货物 从斜面顶端滑到底端的 过程中受到的 各个 力 所做 的 功 以及合外 力 做 的（）解：斜面上的 货物 受到重力、斜面支持力 和摩擦力 共三个 力 的 作用。货物 位移的 方向是 沿斜面向下。可 以用正 交分解法，将货物 所受的 重力 分解到与斜面平行的 方向和与斜面垂直的 方向。可 以看出，三个 力 中重力 和摩擦力 对 货物 做 功，而斜面支持力 对 货物 没有做 功。其中重力 对 货物 所做 的 功。方法一：直接运 用公式：。方法二：重力 分解为：沿斜面方向分力；垂直斜面方向分力。垂直斜面分力 不做 功，则重力 所做 功 等于沿斜面方向分力

14、 所做，。支持力 与位移方向垂直，对 货物 没有做 功。摩擦力 对 货物 所做 的 功合外 力 所做 的 功方法一：用各力 功 的 代数和求方法二：物 体 所受合外，。说 明：选择该例 题主要有几点考虑：促进学生对 已有知识的 回顾和应用，如 体面上运 动 时的 受力 分析、正 交分解等。问题完整性较好，在所求各力 做 的 功 中，既有正 功又 有 负 功；既 有 某 个 力 的 功，又 有 各 个 力 的 总 功。方法的 多样性：在求重力 功 时，接用公式求解，也可将力 分解后再求功；在求合力 功 时，可用各 力 功 的 代数和求得，先求合外力，再利用公式 求得合力 功。因此该例题应要求学生

15、思考独立完成，并由 位学生上台板演，以利培养学生的 各 种思维和辨析能力。估计学生在负 功 和合力 功 问题上将出现错误或方法多样性不足，教师应予以分析订正和补充。师生共同对例题小结：当物体在几个 力 的 共同作用下发生一段位移时，这几个 力 对物体所做的 总 功 通常可以用下述两种方法求解：a根据公式，先分别求出各 个 1、F 2 对物体所做的 1、W 2、，再求各 力 所做的 功 的 代数和，。（注意各 力 代入时应注意功 的 正负b 由力 的 矢量 合成方法先求出这几个 力 的 合力 合，再根据功 的，其 中 是 合力 合方向 与 位移 方向 之 间 的 夹 角。三、案 例评本 案 例的

16、 设 计利用简 单、多样的 生活 实 例，让 学生亲 自 动 手 对物体做功，从 而 引 入对功的 探 究。这一看 似 朴 实 但 却 能让 学生充分体会 到 物理 就 在生活 中，科 学就 在我 身 边 ，发学生学习 物理 、探 究 自 然 的 热 情 。在探 究 功 的 一般 表 达 式过 程 中，重视 知 识 形 成过 程 ，采 用的 学生分组 讨 论 的 探 究 式教学，既 能发挥 学生的 自 主 性，培养学生应用已 学知 识 分析解决 新 问题的 能力，又 能让 各 种思维得以碰 撞 交 流 ，增 加 了 思维灵 活 性的 培养。教师在问题的设 置 上既 注意了 知 识 层 次 ，又

17、 能留 有 学生的 探 究 空 间，使 学生在学习 过 程 具 有 较 强 的识 和探 究 欲 望 。另 外，在如 何 加 深 功 的 概 念 的 理 解和应用功 的 公式解决 实 际 问题的 设 计上，既 要考虑 到 整 体覆 盖 面 ，又 突 出解决 重点 知 识 和疑 难 问题，达 到 良 好 的 教与 学的 效 果 。教学札 记 ：新 教材 首 先致 力 于 “历 史 追 问与 现代审 视 的 统 一”。例如 ，在“功 和能”的 教学中，材 一般 是 先定 义 功，然 后说 ：一个 物体能够 对外做功，我 们 就 说 这个 物体具 有 能量。其 实，在物理 学中 能量 本 不是 由功

18、定 义 的。能量 的 概 念 是 寻 求物体运 动 中“什 么 是 守 恒 量”的 认 识 中出现的，它 的 重要性正在于 “守 恒 ”。这是 一种历 史 追 问。功 的 概 念 起 源 于 早 期 工 业 革 命 ，时人 们 需 要一个 比 较 蒸 汽 机 效 益 的 办 法，在实 践 中 大 家 逐 渐 同意用机 器 举 起 的“物体的 重量与 高 度 之 乘 积 ”来 量 度 机 器 的 输 出，并称 之 为 “功”。十 九 世 纪 初 ，科 里 奥 利才 明 确 地 把 “力受 力 点 沿 力 的 方向 的 位移的 乘 积 ”叫 做“运 动 的 功”。这又 是 一种历 史 追 问。只 有 当功 和能量 这两个 概 念 在同一种物理 过 程 中 汇 合时，例如 重力 功 与 重力 势 能、弹 力功 和弹 力 势 能、外力 功 与 动 能的 讨 论 中，人 们 才 认 识 到 “功 的 重要意义 更 加 在于 它 可以决 定能量 的 变 化 ”，因而 为 我 们 研 究 能量 转 化 过 程 奠 定 了 一个 定 量 分析的 基 础 。这就 是 一种现代审 视 。新 教材 把 追 问与 审 视 统 一起 来 ，使 学生对功 和能的 理 解比 以往 要深 刻 得多。