2019-2020年高中物理功教案新人教版必修2

1、2019-2020年高中物理功教案新人教版必修 2新課標要求（1） 知識與技能理解功的概念并會運用功的定義式求解功。（2） 過程與方法理解正負功的含義，并會解釋生活實例。（3） 情感、態(tài)度與價值觀功與生活聯(lián)系非常密切，通過探究功來探究生活實例。教學(xué)重點理解功的概念及正負功的意義。教教學(xué)難點利用功的定義式解決有關(guān)問題。教學(xué)方法教師啟發(fā)、引導(dǎo)，學(xué)生自主閱讀、思考，討論、交流學(xué)習(xí)成果。教學(xué)工具計算機、投影儀、CAI課件、錄像片教學(xué)過程（1） 引入新課教師活動：初中我們學(xué)過做功的兩個因素是什么？學(xué)生思考并回答：一是作用在物體上的力，二是物體在力的方向上移動的距離。擴展：高中我們已學(xué)習(xí)了位移，所以做功的

2、兩個要素我們可以認為是：作用在物體上的力；物體在力的方向上移動的位移。導(dǎo)入：一個物體受到力的作用，且在力的方向上移動了一段位移，這時，我們就說這個力對物體做了功。在初中學(xué)習(xí)功的概念時，強調(diào)物體運動方向和力的方向的一致性，如果力的方向與物體的運動方向不一致呢？相反呢？力對物體做不做功？若做了功，又做了多少功？怎樣計算這些功呢？本節(jié)課我們來繼續(xù)學(xué)習(xí)有關(guān)功的知識，在初中的基礎(chǔ)上進行擴展。（2） 進行新課1、推導(dǎo)功的表達式教師活動：如果力的方向與物體的運動方向一致，該怎樣計算功呢？投影問題一：物體 m在水平力F的作用下水平向前行駛的位移為s,如圖甲所示，求力F對物體所做的功。 尸、_'jf *

3、 * I I .，I * 一，* * J. * * I r. * -閔 中，血絲竺？絲軍郭如“國甲a學(xué)生活動：思考老師提出的問題，根據(jù)功的概念獨立推導(dǎo)。在問題一中，力和位移方向一致，這時功等于力跟物體在力的方向上移動的距離的乘積。W=Fs教師活動：如果力的方向與物體的運動方向成某一角度，該怎樣計算功呢？投影問題二：物體 m在與水平方向成a角的力F的作用下，沿水平方向向前行駛的距離為s,如圖乙所示，求力F對物體所做的功圖乙學(xué)生活動：思考老師提出的問題，根據(jù)功的概念獨立推導(dǎo)在問題二中，由于物體所受力的方向與運動方向成一夾角作用效果把F沿兩個方向分解：即跟位移方向一致的分力 直的分力a,可根據(jù)力F

4、跟位移方向垂F,F2,如圖所示:據(jù)做功的兩個不可缺少的因素可知：分力Fi對物體所做的功等于 Fs。而分力F2的方向跟位移的方向垂直，物體在F2的方向上沒有發(fā)生位移，所以分力F2所做的功等于零。所以，力F所做的功 W=W+ WW=Fs=Fscos a教師活動：展示學(xué)生的推導(dǎo)結(jié)果，點評、總結(jié)，得出功的定義式。力F對物體所做的功等于力的大小、位移的大小、力和位移夾角的余弦這三者的乘積。即：W=Fscos aW表示力對物體所做的功，F(xiàn)表示物體所受到的力，s物體所發(fā)生的位移，a力F和位移之間的 夾角。功的公式還可理解成在位移方向的分力與位移的乘積，或力與位移在力的方向的分量的乘積。在SI制中，功的單位為

5、焦。1J=1N-m在用功的公式計算時，各量要求統(tǒng)一采用國際單位制。2、對正功和負功的學(xué)習(xí)教師活動：指導(dǎo)學(xué)生閱讀課文R的正功和負功一段。通過上邊的學(xué)習(xí)，我們已明確了力F和位移s之間的夾角，并且知道了它的取值范圍是O° w a < 180°。那么，在這個范圍之內(nèi)，cos a可能大于0,可能等于0,還有可能小于0,從而得到功 W也可能大于0、等于0、小于0。請畫出各種情況 下力做功的示意圖，并加以討論。學(xué)生活動：認真閱讀教材，思考老師的問題。 當(dāng)a =n /2時，cos a =0, W=0O力F和位移s的方向垂直時，力 F不做功；用¥ 二=二4 r V?V|11*

6、h_f""；x # # 武x # * 丁F 于 £ X* h 武 F Z"5卸 當(dāng)aVn 12時，COSa >0 , W 0。這表示力F對物體做正功； 當(dāng)n /2 V a < n時，COSa V 0 , WV 0。這表示力F對物體做負功教師活動：投影學(xué)生畫圖情況，點評、總結(jié)。點評：培養(yǎng)學(xué)生分析問題的能力。教師活動：指導(dǎo)學(xué)生閱讀課文。提出問題，力對物體做正功或負功時有什么物理意義呢？結(jié)合生活實際，舉例說明教師活動：傾聽學(xué)生回答，點評、總學(xué)生活動：閱讀課文，理解正功和負功的含義?；卮鹄蠋煹膯栴} 功的正負表示是動力對物體做功還是阻力對物體做功功的正

7、負由力和位移之間的夾角決定，所以功的正負決不表示方向，而只能 說明做功的力 對物體來說是動力還是阻力。當(dāng)力對物體做正功時，該力就對 物體的運動起推動作用；當(dāng) 力對物體做負功時，該力就對物體運動起阻礙作 用。 功的正負是借以區(qū)別誰對誰做功的標志功是標量，只有量值，沒有方向。功的正、負并不表示功的方向，而且也不是數(shù)量上的正與負。我們既不能說“正功與負功的方向相反"，也不能說“正 功大于負功”，它們僅表 示相反的做功效果。正功和負功是同一物理過程從不同角度的反映。同一個做功過程，既可以從做正功的一方來表述也可以從 做負功的一方來表述。一個力對物體做負功，往往說成物體克服這個力做功。打個比喻

8、，甲借了乙10元錢，那么從甲的角度表述，是甲借了錢；從乙的角度表述，乙將錢借給了別人。例如：一個力對物體做了-6J的功，可以說成物體克服這個力做了6J的功。3、幾個力做功的計算 教師活動：剛才我們學(xué)習(xí)了一個力對物體所做功的求解方法，而物體所受到的力往 往不只一個，那么，如何求解這幾個力對物體所做的功呢？投影例題：如圖所示，一個物體在拉力 Fi的作用下，水平向右移動位移為 s,求各個力對 物體做的功是多少？各個力對物體所做功的代數(shù)和如何？物體所受的合力是多少？合力所做的功是多少？朵7月學(xué)生活動：認真審題，解決問題。教師活動：投影學(xué)生解題過程，點評總結(jié)。解析：物體受到拉力 F、滑動摩擦力F2、重力

9、G支持力F3的作用。重力和支持力不做功，因為它們和位移的夾角為90 ° ; Fi所做的功為：V店Fscosa，滑動摩擦力 F2所做的功為： W=F2SCOS180=-F2S。各個力對物體所做功的代數(shù)和為：W ( FCOSa -Fa) S根據(jù)正交分解法求得物體所受的合力F=FCOSa - F2合力方向向右，與位移同向；合力所做的功為： W=Fscos 0 = ( FCOSa -F2) S總結(jié)：當(dāng)物體在幾個力的共同作用下發(fā)生一段位移時，這幾個力對物體所做的功可以用下述方法求解(1)求出各個力所做的功，則總功等于各個力所做功的代數(shù)和；(2)求出各個力的合力，則總功等于合力所做的功。教師活動

10、：投影例題：一個質(zhì)量m=2kg的物體，受到與水平方向成 37角斜向上方的拉力Fi=10N在水平地面上移動白距離s=2m物體與地面間的滑動摩擦力F2=4.2N。求外力對物體所做的總功尸 1學(xué)生活動：認真審題，解決問題。教師活動：投影學(xué)生解題過程，點評總結(jié)。=16J。=-8.4J 。夕卜力對物體所做的總功解析：拉力Fi對物體所做的功為 W= Fiscos37 摩擦力F2對物體所做的功為洋F2scosi80WW+ V=7.6J。（另解：先求合力，再求總功）點評：通過實際問題的應(yīng)用，培養(yǎng)學(xué)生獨立分析問題的能 力。（三）課堂總結(jié)、點評教師活動：讓學(xué)生概括總結(jié)本節(jié)的內(nèi)容。請一個同學(xué)到黑板上總結(jié)，其他同學(xué)在

11、筆記本 同學(xué)評價黑板上的小結(jié)內(nèi)容。學(xué)生活動：認真總結(jié)概括本節(jié)內(nèi)容，并把自己這節(jié)課的體會寫下來、比較黑板上的小結(jié) 看誰的更好，好在什么地方。點評：總結(jié)課堂內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生概括總結(jié)能力。教師要放開，讓學(xué)生自己總結(jié)所學(xué)內(nèi)容，允許內(nèi)容的順序不同，從而構(gòu)建他們自己的知上總結(jié)，然后請和自己的小結(jié),識框架。( 四) 實例探究對“功”的理解例 1水流從高處落下，對水輪機做3 x 108J 的功，對這句話的正確理解是(A. 水流在對水輪機做功前，具有3 x 108J 的能量B.C.D.水流在對水輪機做功時，具有3 x 108J 的能量水流在對水輪機做功后，具有3 x 108J 的能量水流在對水輪機做功的過程中，能

12、量減少 3X 108J解析：本題考查了功和能的關(guān)系，并且同實際中的科技應(yīng)用聯(lián)系起來。解：根據(jù)“功是能量轉(zhuǎn)化的量度”可知，水流在對水輪機做功的過程中，有能量參與轉(zhuǎn)機做了 3X 108J 的功，則有3X 108J 的機械能減少了。故答案應(yīng)選 Db點撥：功是能量轉(zhuǎn)化的量度是指做功的過程就是能量轉(zhuǎn)化的過程。做了多少功，就有多化，絕不能說功是能量的量度。關(guān)于“功”的計算例 2以一定的初速度豎直向上拋出一小球，小球上升的最大高度為大小恒為 f, 則從拋出至落回到原出發(fā)點的過程中，空氣阻力對小球做的功為A .零 B . C . D .化，水流對水輪少能量發(fā)生轉(zhuǎn)h, 空氣阻力的()解析：在小球從拋出至落回原地

13、的過程中，小球所受阻力的方向變化了，所以是變力，做的功，可分段處理。答案： C點撥：對于變力所做的功，可分段處理，求出每一段上 ( 轉(zhuǎn)換為恒力 ) 該力所做的功， 數(shù)和，或者求平均力，再求平均力所做的功。課余作業(yè)書面完成 P6 “問題與練習(xí)”中 1-4 題。教學(xué)體會思維方法是解決問題的靈魂，是物理教學(xué)的根本；親自實踐參與知識的發(fā)現(xiàn)過程是培養(yǎng)如何求這一變力再求各段上功的代學(xué)生能力的關(guān)鍵，離開了思維方法和實踐活動，物理教學(xué)就成了無源之水、無本之木。學(xué)生 素質(zhì)的培養(yǎng)就成了鏡中花，水 中月。鞏固練習(xí)1、起重機將質(zhì)量為100 kg的重物豎直向上移動了2m,下列三種情況下，做功的力各有哪幾個？每個力做了多

14、少功 ？ 是正功還是負功 ？ (不計阻力， g =9.8 m /s2)(1) 勻加速提高，加速度a=0.2 m /s2;(2) 勻速提高；2(3) 勻減速下降，加速度大小a2=0.2 m /s .答案： (1)拉力和重力；Ws=2x 103J, W = -1.96 x 103 J; 拉力做正功，重力做負功(2) 拉力和重力；均等于1.96 x 103 J; 拉力做正功，重力做負功(3) 拉力和重力；拉力做功 -2 x 103 J ; 重力做功 1.96 x 103 J ; 拉力做負功，重力做正 功2、如圖在光滑的水平面上，物塊在恒力F=100 N的作用下從A點運動到B點，不計滑輪的大小，不計繩

15、與滑輪的質(zhì)量及繩、 力F做的功?；嗛g的摩擦,個H =2.4 a =37答案：100 J2019-2020年高中物理功率教案新人教版必修2一、教學(xué)目標1 .理解功率的概念：(1)知道功率是表示做功快慢的物理量。(2)知道功率的定義和定義式P = W/t ；知道在國際單位制中，功率的單位是瓦特(W),3知道公式P= Fv的物理意義。2 .掌握功率的計算：(1)能夠用公式P= W/t解答有關(guān)的問題。(2)能夠用公式P = Fv解答有關(guān)的問題。二、重點、難點分析1 ?功率的概念、功率的物理意義是本節(jié)的重點內(nèi)容，如果學(xué)生能懂得做功快慢表示的是能量轉(zhuǎn)化的快慢，自然能感悟出功率實際上是描述能量轉(zhuǎn)化快慢的物

16、理量。2 ?瞬時功率的概念學(xué)生較難理解，這是難點。學(xué)生往往認為，在某瞬時物體沒有位移就沒有做功問題，更談不上功率了。如果學(xué)生沒有認識到功率是描述能量轉(zhuǎn)化快慢的物理量，這個難點就不易突破，因此，在前面講清楚功率的物理意義很有必要，它是理解瞬時功率概念和物理意義的基礎(chǔ)。三、主要教學(xué)過程一） 引入課題首先以提問方式復(fù)習(xí)上一節(jié)所學(xué)習(xí)的主要內(nèi)容，重點是功的概念和功的物理意義。然后提出力對物體做功的實際問題中，有做功快慢之分，物理學(xué)中又是如何來描述的？這節(jié)課我們就來研究這個問題。（ 二 ） 教學(xué)過程設(shè)計1 功率初中同學(xué)們學(xué)習(xí)過功率的有關(guān)知識， 都知道功率是用來描述力做功快慢的物理量。 我們一起討論一些問題

17、。力Fl對甲物體做功為W,所用時間為ti ;力F2對乙物體做功為W,所用時間為t2 ,在下列條件下，哪個力做功快？A . Wi = W2, t i> t 2；B . Wi = W2, ti V t2;CW1 >W2 ， t 1 =t 2；DWiVW2，ti = t2。上述條件下，哪個力做功快的問題學(xué)生都能作出判斷， 其實都是根據(jù)w/t 這一比值進行分析判斷的。讓學(xué)生把這個意思說出來，然后總結(jié)并板書如下：功率是描述做功快慢的物理量。功和完成這些功所用的時間之比，叫做功率。如果用W麥示功，t表示完成這些功所曲的口寸間，P表示功率，那么P二巴說仆5t 明確告訴學(xué)生上式即 為功率的定義式，

18、然后說明P的單位，W用J、t用s作單位，P的單位為J/s ,稱為瓦特，符號為W最后分析并說明功率是標量。接下來著重說明，功率的大小與單位時間內(nèi)力所做的功為等值。至此，再將功的定義式與速度v 的定義式作類比，使學(xué)生理解，雖然研究的是不同性 質(zhì)的問題，但是研究方法是相同的 （ 同時也為后面講瞬時功率做了些準備） 。然后提出問題 , 與學(xué)生一起討論功率的物理意義。上一節(jié)我們講了功的概念、 功的公式之后，經(jīng)過分析和討論， 對功的物理意義已有所 了解。誰能復(fù)述一下？在學(xué)生說出做功過程是能量轉(zhuǎn)化過程之后， 立即啟發(fā)：那么做功快慢恰能表明能量轉(zhuǎn)化的快慢嗎？因此，應(yīng)該將功率理解為是描述做功過程中能量轉(zhuǎn)化快慢的

19、物理量，并將這一認識進行板書。2 . 平均功率與瞬時功率舉例一個質(zhì)量是1.0kg的物體，從地面上方20m高處開始做自由落體運動，第1s時 間內(nèi)下落的位移是多少？(與學(xué)生一塊算出是5m g取10m/s 2)這1s內(nèi)重力對物體做多少 功？(與學(xué)生一起算出 W=50J)第2s時間內(nèi)物體下落的位移是多少？(15m)這1s內(nèi)重力對物體做多少功？(W2 = 150J)前1s和后1s重力對物體做功的功率各是多大？(P1 = 50W,P2 = 150W)這2s時間內(nèi)重力對物體做功的功率是多大？(P = 100W)指出即使是同一個力對物體做功， 在不同時間內(nèi)做功的功率也可能是有變化的。 因而，用 P = W/t

20、 求得的功率只能反映t 時間內(nèi)做功的快慢，只具有平均的意義。板書如下：(1) 平均功率p 二色 為平均功率的定義式。t(2) 瞬時功率為了比較細致地表示出每時每刻的做功快慢， 引入了瞬時功率的概念，即瞬時功率是表示某個瞬時做功快慢的物理量。提出瞬時功率如何計算的問題后，作如下推導(dǎo)：段較短時間內(nèi)的平均功率可以寫成如下公式(P = AW/ At),而4W = F* Asf As/At=vp,故有字 =三仝二F J 仍 為平均功率。f BL 譏A s上式中，當(dāng) 公廠。 時，石即為瞬時速度， 因而有 下式：P=F?此為瞬時功率計算公式討論： 如果作用于物體上的力 F 為恒力，且物體以速度v 勻速運動，

21、則力對物體做功的功率保持不變。此情況下，任意一段時間內(nèi)的平均功率與任一瞬時的瞬時功率都是相同的。 很多動力機器通常有一個額定功率，且通常使其在額定功率狀態(tài)工作（ 如汽車 ） ，根據(jù)p = Fv可知：當(dāng)路面阻力較小時，牽引力 F 也小， v 可以大，即汽車可以跑得快些；當(dāng)路面阻力較大，或爬坡時，需要比較大的牽引力， v 必須小。這就是爬坡時汽車換低速擋的道理。 如果動力機器原來在遠小于額定功率的條件下工作， 例如汽車剛剛起動后的一段時間內(nèi)，速度逐漸增大過程中，牽引力仍可增大，即 F 和 v 可以同時增大，但是這一情況應(yīng)以二者乘積等于額定功率為限度，即當(dāng)Fv=P額。以后，這種情況不可能實現(xiàn)。1s末

22、和2s末的瞬時功率根據(jù)上述結(jié)果啟發(fā)學(xué)生思考瞬時功率的物理意義最后指出，此題中是重力對物體做應(yīng)用公式P = Fv計算m = 1kg的物體做自由落體運動中下落由vi= 10m/s按公式求得 P = 100J ;由V2 = 20m/s按公式求得 P2 = 200J。功，使重力勢能逐漸向動能轉(zhuǎn)化。隨著時間的延續(xù)，重力勢能向動能轉(zhuǎn)化加快。3 ?例題講解例1 ?如圖1所示，位于水平面上的物體A的質(zhì)量m = 5kg,在F = 10N的水平拉力作用下從靜止開始向右運動，位移為s = 36m時撤去拉力F。求：在下述兩種條件下，力F對物體做功的平均功率各是多大?（取 g = 10m/s36m _怪1(1)設(shè)水平面

23、光滑；(2)設(shè)物體與水平面間的動摩擦因數(shù)P =0.15解答過程可分為三個階段：讓學(xué)生計算力F在36m位移中所做的功，強調(diào)功只由F和s這兩個要素決定，與其它因素?zé)o關(guān)，因而兩種情況下力F做的功相同，均為 W = 360J由同學(xué)計算這兩次做功所用P = 60W,的時間用牛頓第二定律求出a產(chǎn)2曲代a2=o.5m/s3?用尸滬分別求出ti= 6s, t 2= 12s。用功率的定義式即平均功率的計算公式求得P2 = 30W如果有的同學(xué)用公式vt2=2 as分別求出每次的末速度，再用公式v-vt/2A出每次的平均逮度二和占最后曲R =和E二瓦求得最 后結(jié)杲也可趴并指出這是解決問題的另一思路。X dr圖2例2.如圖2所示，位于水平面上的物體 A,在斜向上的恒定拉力作用下，正以 v= 2m/