高中物理人教版第七章機(jī)械能守恒定律功【省一等獎(jiǎng)】

教學(xué)設(shè)計(jì)：《功》人教版必修物理2第七章第2節(jié)學(xué)校：揭東二中作者：郭燦彬《功》教學(xué)設(shè)計(jì)教材的分析本節(jié)內(nèi)容從學(xué)生常見(jiàn)的起重機(jī)搬運(yùn)貨物、機(jī)車牽引列車前行、手握握力器的事例入手，便于學(xué)生認(rèn)識(shí)的逐步加深。教材本著創(chuàng)設(shè)情景，設(shè)疑激趣的原則，引導(dǎo)學(xué)生先分析力與位移同向的例子，然后探究力與位移有夾角時(shí)功的求解。在實(shí)際問(wèn)題中，一個(gè)運(yùn)動(dòng)的物體往往不只受一個(gè)力的作用。教學(xué)中，讓學(xué)生多舉例子，體會(huì)在物體產(chǎn)生一個(gè)位移的過(guò)程中，這些力有的是動(dòng)力，有的可能是阻力，還有的力對(duì)物體的位移沒(méi)有直接的影響，從而引出正、負(fù)功的概念，教師要逐步引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)歸納力做正、負(fù)功的條件，不要急于求成。學(xué)情分析學(xué)生在初中已經(jīng)接觸過(guò)功，但這節(jié)內(nèi)容并不是初中內(nèi)容的簡(jiǎn)單重復(fù)，而是內(nèi)容的深化和拓展，尤其讓學(xué)生注意區(qū)分日常生活中我們所說(shuō)的做“工”與力對(duì)物體的做功的區(qū)別。在進(jìn)行力與位移有夾角時(shí)功的求解時(shí)，需要學(xué)生運(yùn)動(dòng)數(shù)學(xué)知識(shí)進(jìn)行分析。對(duì)正、負(fù)功的理解則需要學(xué)生回顧力的作用效果。教學(xué)環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)（一）、提出問(wèn)題，回顧功的概念；（二）、思考做功的兩個(gè)因素；（三）、如何計(jì)算力做功的多少；（四）、、分析正功與負(fù)功的物理意義；（五）、如何計(jì)算多個(gè)力做功；（六）、總結(jié)教學(xué)目標(biāo)（一）、知識(shí)與技能理解功的概念，能利用功德一般公式計(jì)算功德計(jì)算。理解總功，能計(jì)算合力對(duì)物體所做的總功。理解功是能量轉(zhuǎn)化的量度，并能舉例說(shuō)明。（二）、過(guò)程與方法1、能從現(xiàn)實(shí)生活中發(fā)現(xiàn)與功有關(guān)的問(wèn)題。2、體會(huì)科學(xué)研究方法對(duì)人類認(rèn)識(shí)自然的重要作用。3、能運(yùn)用功的概念解決一些與生產(chǎn)和生活相關(guān)的實(shí)際問(wèn)題。（三）、情感態(tài)度與價(jià)值觀有參與科技活動(dòng)的熱情，有將功德知識(shí)應(yīng)用于生活與生產(chǎn)實(shí)際的意識(shí)，勇于探究與日常生活的物理學(xué)問(wèn)題。教學(xué)重、難點(diǎn)（一）、重點(diǎn)：理解功的概念及正、負(fù)功的意義。（二）、難點(diǎn)：利用功的定義解決有關(guān)問(wèn)題。課時(shí)設(shè)計(jì)：1課時(shí)教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖情景導(dǎo)入問(wèn)題1：這些現(xiàn)象有一個(gè)共同的特征，你能看出來(lái)嗎？=1\*GB3①課件展示（圖片1）=2\*GB3②簡(jiǎn)單介紹：貨物被起重機(jī)舉高，重力勢(shì)能增加了；列車在機(jī)車的牽引力之下，速度增大，動(dòng)能增加了；握力器在壓力的作用，彈性勢(shì)能增加了。=3\*GB3③提出問(wèn)題。觀察并思考激發(fā)學(xué)生對(duì)物理情景的探究熱情推進(jìn)新課一、功問(wèn)題1：做功的兩個(gè)因素？=1\*GB3①教師引導(dǎo)=2\*GB3②拓展教學(xué)：可以精確描述為一是作用在物體上的力；二是物體在力的方向上移動(dòng)的位移。=3\*GB3③提出概念：如果一個(gè)物體受到力的作用，并且在力的方向上發(fā)生了位移，物理學(xué)中就說(shuō)這個(gè)力對(duì)物體做了功。=1\*GB3①學(xué)生回顧知識(shí)=2\*GB3②學(xué)生回答：一是作用在物體上的力；二是物體在力的方向上移動(dòng)的距離。通過(guò)知識(shí)回顧，復(fù)習(xí)做功的兩個(gè)要素，引發(fā)學(xué)生溫故知新的興趣。問(wèn)題2：思考過(guò)程一和過(guò)程二中手對(duì)黑板擦的支持力與黑板擦的重力是否做功？并說(shuō)明原因。=1\*GB3①教師演示：過(guò)程一，平托黑板擦向上移動(dòng)一段距離；過(guò)程二，平托黑板擦水平移動(dòng)一段距離。=2\*GB3②提出問(wèn)題，逐層引導(dǎo)=3\*GB3③教師強(qiáng)調(diào)：分析一個(gè)力是否對(duì)物體做功，關(guān)鍵是要看受力物體在這個(gè)力的方向上是否有位移。=1\*GB3①學(xué)生觀察、思考、討論=2\*GB3②學(xué)生代表回答：在上升過(guò)程中，位移方向在豎直方向，與支持力和重力共線，故二力做功了；在水平移動(dòng)過(guò)程中位移水平，在重力和支持力方向無(wú)位移，故此過(guò)程二力均未做功。通過(guò)簡(jiǎn)單的課堂演示，讓學(xué)生現(xiàn)場(chǎng)分析做功情況，加深做功要素的理解。問(wèn)題3：如果力的方向與物體的運(yùn)動(dòng)方向一致，應(yīng)該怎樣計(jì)算這個(gè)力的功？問(wèn)題4：若力的方向與物體的運(yùn)動(dòng)方向成某一角度，該怎樣計(jì)算功呢？=1\*GB3①課件展示情景一：物體m在水平力F的作用下水平向右的位移為L(zhǎng)，如圖所示，求力F對(duì)物體做的功。=2\*GB3②教師引導(dǎo)=3\*GB3③課件展示情景二：物體m在與水平方向成α角的力F的作用下，沿水平方向向前行駛的距離為L(zhǎng)，如圖所示，求力F對(duì)物體所做的功。④教師鼓勵(lì)學(xué)生大膽猜想，盡量讓學(xué)生的發(fā)散思維，不做點(diǎn)評(píng)。⑤教師提示學(xué)生思考：雖然F與位移方向不一致，但可以根據(jù)力F的作用效果把F沿兩個(gè)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。⑥教師利用實(shí)物投影儀展示學(xué)生的推導(dǎo)結(jié)果，點(diǎn)評(píng)、總結(jié)，得出功的定義式，及其文字?jǐn)⑹觯?qiáng)調(diào)公式中各量的物理意義。=1\*GB3①學(xué)生根據(jù)教師功的概念獨(dú)立推導(dǎo)：W=FL=2\*GB3②學(xué)生進(jìn)行發(fā)散型猜想、思考、推導(dǎo)=3\*GB3③學(xué)生根據(jù)教師的提示畫(huà)出物體的受力分析圖，并在相互垂直的方向上正交分解，并求解F1、F2的功，得到W=FLcosα通過(guò)讓學(xué)生動(dòng)手親自推導(dǎo)公式，讓學(xué)生加深對(duì)公式的理解，為公式的靈活應(yīng)用打好基礎(chǔ)。培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散思維能力和歸納整理能力。二、正功與負(fù)功問(wèn)題1：力對(duì)物體做正功或負(fù)功時(shí)有什么物理意義呢？能不能結(jié)合生活實(shí)際，舉例說(shuō)明？=1\*GB3①教師提示：功的計(jì)算W=FLcosα包含cosα這一要素，隨著α的變化，cosα的值也變化。=2\*GB3②教師指導(dǎo)學(xué)生利用數(shù)學(xué)知識(shí)討論隨α的變化，cosα的取值如何變化，從而得到功W的意義如何。=3\*GB3③教師指導(dǎo)學(xué)生思考所討論的問(wèn)題，并畫(huà)出各種情況下力做功的示意圖，并通過(guò)示意圖總結(jié)：1、當(dāng)α=π/2時(shí)，cosα=0，W=0。力F和位移L的方向垂直時(shí)，力F不做功；2、當(dāng)α＜π/2時(shí)，cosα＞0，W＞0。這表示力F對(duì)物體做正功；當(dāng)π/2＜α≤π時(shí)，cosα＜0，W＜0。這表示力F對(duì)物體做負(fù)功。④教師利用實(shí)物投影儀展示學(xué)生的推導(dǎo)結(jié)果，點(diǎn)評(píng)、總結(jié)。⑤指導(dǎo)學(xué)生閱讀課本內(nèi)容，提出問(wèn)題。⑥教師提示：一個(gè)運(yùn)動(dòng)的物體往往不只受一個(gè)力的作用，在物體產(chǎn)生一個(gè)位移的過(guò)程中，這些力中有的力是動(dòng)力，有的力則可能是阻力，還有的力對(duì)物體的位移沒(méi)有直接的影響。=1\*GB3①學(xué)生討論總結(jié)：力F與物體位移L的夾角α的取值范圍為90°＜α≤180°。那么，在這個(gè)范圍內(nèi)，cosα可能大于0，可能等于0，還有可能小于0，從而得到功W可能大于0、等于0、小于0。=2\*GB3②學(xué)生閱讀，在引導(dǎo)下通過(guò)正功、負(fù)功的概念比較理解正、負(fù)功的意義。=3\*GB3③學(xué)生討論正功和負(fù)功的意義，得出認(rèn)識(shí)：正功的意義是，力對(duì)物體做功提供能量，即受力物體獲得了能量；負(fù)功的意義是，物體克服外力做功，向外輸出能量，表示物體能量減少。利用數(shù)學(xué)知識(shí)分析物理問(wèn)題是物理學(xué)習(xí)常用的手段，培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題的能力和歸納總結(jié)的能力。問(wèn)題2：當(dāng)一個(gè)物體受到幾個(gè)力的共同作用而發(fā)生一段位移時(shí)，如何求這幾個(gè)力的總功？這幾個(gè)力分別對(duì)物體做功的代數(shù)和等于這幾個(gè)力的合力對(duì)這個(gè)物體所做的功嗎？=1\*GB3①由兩名同學(xué)到黑板對(duì)例題進(jìn)行求解。要求同學(xué)一先求出各個(gè)力所做的功，再求做功的代數(shù)和；同學(xué)二先求出各個(gè)力的合力，再求合力所做的總功。=2\*GB3②師生一起點(diǎn)評(píng)兩種解答過(guò)程，并對(duì)解題規(guī)律進(jìn)行總結(jié)。=1\*GB3①學(xué)生代表兩人到黑板解答=2\*GB3②學(xué)生對(duì)解題規(guī)律總結(jié)如下：當(dāng)物體在幾個(gè)力的共同作用下發(fā)生一段位移時(shí)，這幾個(gè)力對(duì)物體所做的功可以用下述方法求解：（1）求出各個(gè)力所做的功，則總功等于各個(gè)力所做功的代數(shù)和；（2）求出各個(gè)力的合力，則總功等于合力所做的功。培養(yǎng)競(jìng)爭(zhēng)意識(shí)，活躍課堂氣氛，規(guī)范解題過(guò)程，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，及時(shí)解決問(wèn)題。三、課堂小結(jié)=1\*GB3①讓學(xué)生概括總結(jié)本節(jié)的內(nèi)容。請(qǐng)一個(gè)同學(xué)到黑板上總結(jié)，其他同學(xué)在筆記本上總結(jié)，然后請(qǐng)同學(xué)評(píng)價(jià)黑板上的小結(jié)內(nèi)容。=1\*GB3①認(rèn)真總結(jié)概括本節(jié)內(nèi)容，并把自己這節(jié)課的體會(huì)寫下來(lái)、比較黑板上的小結(jié)和自己的小結(jié)，看誰(shuí)的更好，好在什么地方。總結(jié)課堂內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生概括總結(jié)能力，從而構(gòu)建他們自己的知識(shí)框架。四、課堂練習(xí)：對(duì)“功”的理解水流從高處落下，對(duì)水輪機(jī)做3×108J的功，對(duì)這句話的正確理解是（）A．水流在對(duì)水輪機(jī)做功前，具有3×108J的能量B．水流在對(duì)水輪機(jī)做功時(shí)，具有3×108J的能量C．水流在對(duì)水輪機(jī)做功后，具有3×108J的能量D．水流在對(duì)水輪機(jī)做功的過(guò)程中，能量減少3×108J根據(jù)“功是能量轉(zhuǎn)化的量度”可知，水流在對(duì)水輪機(jī)做功的過(guò)程中，有能量參與轉(zhuǎn)化，水流對(duì)水輪機(jī)做了3×108J的功，則有3×108J的機(jī)械能減少了。故答案應(yīng)選D。讓學(xué)生鞏固本節(jié)課學(xué)習(xí)的知識(shí)點(diǎn)，在習(xí)題中突出重點(diǎn)、突破難點(diǎn)。布置作業(yè)：教材60頁(yè)第3題小結(jié)板書(shū)（課件）功本質(zhì)本質(zhì)因素公式單位一、功的概念一、功的概念cosα=0，力cosα=0，力F不做功cosα＞0，力F對(duì)物體做正功cosα＜0，力F對(duì)物體做負(fù)功二、功的正