2024-2025學(xué)年高中物理第四章機(jī)械能和能源2功率教案1教科版必修2

PAGE6-功教材分析功這個(gè)概念雖然在初中物理中就已經(jīng)涉及到，但是那只是一些概念上的簡(jiǎn)潔相識(shí)，中學(xué)物理中，我們揭示功更重要的身份。因此在教學(xué)設(shè)計(jì)中老師可以緊緊圍繞“功是能量轉(zhuǎn)化的量度”這條主線綻開(kāi)。這樣不僅可以使學(xué)生明白“為什么要引入功”，同時(shí)也為后面學(xué)習(xí)重力勢(shì)能、探究彈性勢(shì)能的表達(dá)式、動(dòng)能定律等學(xué)問(wèn)打好基礎(chǔ)?？梢赃@樣說(shuō)，“功是能量轉(zhuǎn)化的量度”是貫穿于整個(gè)第四章的主線，在教學(xué)設(shè)計(jì)、探究過(guò)程中應(yīng)始終立足于這條主線上。學(xué)情分析對(duì)于功這個(gè)概念，學(xué)生通過(guò)初中的學(xué)習(xí)已經(jīng)有了初步的相識(shí)，知道求功的兩個(gè)要素以及求功的簡(jiǎn)潔公式w=FS在學(xué)習(xí)實(shí)力方面學(xué)生已經(jīng)能主動(dòng)學(xué)著去探究一些學(xué)問(wèn)，在老師的引導(dǎo)下能很好的通過(guò)探討探究等方式得到學(xué)問(wèn)三維教學(xué)目標(biāo)（一）學(xué)問(wèn)與技能1．理解功的概念，知道力和物體在力的方向上通過(guò)的位移是做功兩個(gè)不行缺少的因素。2．知道功的計(jì)算公式W=Flcosα，會(huì)用這個(gè)公式進(jìn)行計(jì)算。

3．理解正功和負(fù)功的概念，知道在什么狀況下力對(duì)物體做正功或負(fù)功。

4．知道什么是幾個(gè)力對(duì)物體所做的總功，知道幾個(gè)力對(duì)物體所做的總功等于這幾個(gè)力的合力對(duì)物體所做的總功。（二）過(guò)程與方法1、從“為什么要引入功”得出“功是能量轉(zhuǎn)化的量度”。2、通過(guò)演示和事例，并同時(shí)通過(guò)啟發(fā)式探究，使學(xué)生明白“功”的來(lái)歷并駕馭做功的兩個(gè)因素。3、在推導(dǎo)功的公式過(guò)程中，通過(guò)猜想、從特別到一般，再?gòu)囊话愕教貏e的理論論證等方法培育學(xué)生科學(xué)論證實(shí)力和推理實(shí)力，并滲透等效思想，有意識(shí)地培育學(xué)生的科學(xué)思維和科學(xué)方法。（三）情感看法與價(jià)值觀通過(guò)引導(dǎo)學(xué)生對(duì)教材所列學(xué)問(wèn)的探究使學(xué)生不僅駕馭所學(xué)的學(xué)問(wèn)，而且駕馭探究物理學(xué)科學(xué)問(wèn)的方法，并與學(xué)習(xí)其它學(xué)科學(xué)問(wèn)和生活技能的方法融會(huì)貫穿，達(dá)到不僅教書(shū)、而且育人的目的。重點(diǎn)、難點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn)功的計(jì)算方法及正功負(fù)功的物理意義。

教學(xué)難點(diǎn)正功和負(fù)功的物理意義

教學(xué)方法及設(shè)計(jì)意圖教學(xué)方法 老師啟發(fā)、引導(dǎo)，學(xué)生自主閱讀、思索，探討、溝通學(xué)習(xí)成果。教學(xué)過(guò)程（教學(xué)環(huán)節(jié)、老師活動(dòng)、學(xué)生活動(dòng)）設(shè)計(jì)意圖及目標(biāo)達(dá)成預(yù)料一．引入新課：不同形式的能量之間可以相互轉(zhuǎn)化。能量變更的過(guò)程必定伴隨著做功的過(guò)程，可見(jiàn)，功與能是緊密聯(lián)系的兩個(gè)物理量。因此，在本章追尋守恒定律的過(guò)程中，首先學(xué)習(xí)功。二．觀看視頻，說(shuō)明功是能量轉(zhuǎn)化的量度，又如書(shū)本P52圖7.2-1甲：貨物在起重機(jī)的作用下重力勢(shì)能增加了；乙：列車在機(jī)車牽引下動(dòng)能增加了；丙：握力器在手的壓力下彈性勢(shì)能增加了。上述事例也說(shuō)明能量發(fā)生變更，肯定有力對(duì)物體做了功，反過(guò)來(lái)，力對(duì)物體做了多少的功，就意味著有多少的能量發(fā)生了轉(zhuǎn)化。可見(jiàn)，功是能量轉(zhuǎn)化的量度。三．通過(guò)啟發(fā)式探究，使學(xué)生明白“功”的來(lái)歷并駕馭做功的兩個(gè)因素。請(qǐng)學(xué)生思索：這個(gè)“功”和工作的“工”是否相同？（學(xué)生探討）互動(dòng)演示：請(qǐng)甲和乙兩名同學(xué)各舉著一本書(shū)。老師“吩咐”：“甲同學(xué)你把書(shū)拋到空中”，乙同學(xué)“你今日的‘工作’就是舉著這本書(shū)站一個(gè)小時(shí)”，老師活動(dòng)提問(wèn)學(xué)生：“這個(gè)同學(xué)有沒(méi)有在工作？”，“有沒(méi)有使這張課桌的能量發(fā)生變更？”（學(xué)生思索探討）圍繞“功是能量轉(zhuǎn)化的量度”使學(xué)生明白乙這種狀況是勞而無(wú)“功”，對(duì)書(shū)的運(yùn)動(dòng)能量并無(wú)影響。因此從有沒(méi)有對(duì)物體的能量變更產(chǎn)生影響使學(xué)生明白“功”的來(lái)歷。請(qǐng)同學(xué)們做學(xué)案習(xí)題總結(jié)做功的條件做功是和兩個(gè)因素相聯(lián)系的，一個(gè)是力，還有一個(gè)是在力方向上發(fā)生的位移大小。而這也就是做功的兩個(gè)必不行缺少的兩個(gè)因素。四．通過(guò)從特別到一般，再?gòu)囊话愕教貏e，借鑒等效思想，引導(dǎo)學(xué)生探究出求功的一般表達(dá)式W=Flcosα特別情景1：物體在水平恒力F的作用下前進(jìn)L位移，力F做功多少？力F的方向跟位移方向垂直，力F做功多少？一般的狀況力F的方向與運(yùn)動(dòng)方向并不一樣，也不是與運(yùn)動(dòng)方向發(fā)生的位移相垂直，力F方向與運(yùn)動(dòng)方向成某一角度時(shí)，力F對(duì)物體有沒(méi)有做功呢？若做了功，所做的功又是多少呢？這是本課的重點(diǎn)。首先指出初中求功的方法只是一種特別的狀況。生產(chǎn)生活中常常會(huì)遇到力和位移方向不相同的狀況，此時(shí)應(yīng)怎么求功（貫穿特別到一般的思想）?提出探討題,讓學(xué)生推導(dǎo)功的一般表達(dá)式:(1)、老師啟發(fā)：運(yùn)用矢量分解，把一般情境問(wèn)題轉(zhuǎn)化為二個(gè)簡(jiǎn)潔的特別問(wèn)題，同時(shí)滲透等效思想。(2)利用志向化模型讓學(xué)生探討斜拉時(shí)如何求功？多數(shù)學(xué)生都會(huì)知道正交分解F為F1，F(xiàn)2，并且知道這樣分解的目的（讓學(xué)生在黑板上畫(huà)圖并得出功的公式）。進(jìn)一步告知學(xué)生，這種探討問(wèn)題的方法是利用已學(xué)過(guò)的舊學(xué)問(wèn)（F，L同向或垂直時(shí)功的計(jì)算法則)來(lái)解決學(xué)過(guò)的學(xué)問(wèn)（F，L成一夾角α），這種方法在很多地方都會(huì)用到（如平拋運(yùn)動(dòng)）。（3）進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)生分解位移，推導(dǎo)功的公式。這一點(diǎn)學(xué)生相對(duì)較困難，從矢量引導(dǎo)啟發(fā)，讓學(xué)生比較簡(jiǎn)潔去接受。為了省時(shí)將L正交分解的圖投影，同時(shí)推出功的公式。（4）用兩種方法得到公式，讓學(xué)生探討加深對(duì)公式W=Fscosα的理解。一是知道公式的意義是表示功等于力乘以位移再乘以力與位移夾角α的余弦；二是知道式中各量的意義，如α是什么角、F是恒力、L是位移不是路程、W是標(biāo)量等。五．從一般到特別，深化對(duì)公式的相識(shí)、依據(jù)一般包含特別的原理引入正功和負(fù)功。（1）利用功的公式引入正、負(fù)功。先從角0度和180度時(shí)，分別為W=FS和W=-FS，引入功存在正功和負(fù)功，進(jìn)一步讓學(xué)生探討角α多大時(shí)做正功，多大時(shí)做負(fù)功？（角α為銳角時(shí)力做正功，角α為鈍角時(shí)力做負(fù)功）。（2）通過(guò)課本中的圖片探討正、負(fù)功的含義。（3）最終指出阻力對(duì)物體做負(fù)功也可以說(shuō)成是物體克服阻力做正功。老師活動(dòng)：指導(dǎo)學(xué)生閱讀課文。提出問(wèn)題，力對(duì)物體做正功或負(fù)功時(shí)有什么物理意義呢？結(jié)合生活實(shí)際，舉例說(shuō)明。學(xué)生活動(dòng)：閱讀課文，理解正功和負(fù)功的含義?；卮鹄蠋煹膯?wèn)題。老師活動(dòng)：傾聽(tīng)學(xué)生回答，點(diǎn)評(píng)、總結(jié)。①功的正負(fù)表示是動(dòng)力對(duì)物體做功還是阻力對(duì)物體做功功的正負(fù)由力和位移之間的夾角確定，所以功的正負(fù)決不表示方向，而只能說(shuō)明做功的力對(duì)物體來(lái)說(shuō)是動(dòng)力還是阻力。當(dāng)力對(duì)物體做正功時(shí)，該力就對(duì)物體的運(yùn)動(dòng)起推動(dòng)作用；當(dāng)力對(duì)物體做負(fù)功時(shí)，該力就對(duì)物體運(yùn)動(dòng)起阻礙作用。②功的正負(fù)是借以區(qū)分誰(shuí)對(duì)誰(shuí)做功的標(biāo)記功是標(biāo)量，只有量值，沒(méi)有方向。功的正、負(fù)并不表示功的方向，而且也不是數(shù)量上的正與負(fù)。我們既不能說(shuō)“正功與負(fù)功的方向相反”，也不能說(shuō)“正功大于負(fù)功”，它們僅表示相反的做功效果。正功和負(fù)功是同一物理過(guò)程從不同角度的反映。同一個(gè)做功過(guò)程，既可以從做正功的一方來(lái)表述也可以從做負(fù)功的一方來(lái)表述。3、幾個(gè)力做功的計(jì)算老師活動(dòng)：剛才我們學(xué)習(xí)了一個(gè)力對(duì)物體所做功的求解方法，而物體所受到的力往往不只一個(gè)，那么，如何求解這幾個(gè)力對(duì)物體所做的功呢?投影例題：一位質(zhì)量m=60kg的物體放在粗糙水平面上，在與水平面成α=37°角斜向上的拉力F=100N，運(yùn)動(dòng)了100m，已知阻力f=50N，求（1）各個(gè)力所做的功以及外力所做的總功？（2）物體所受外力的合力以及合力的功？學(xué)生活動(dòng)：仔細(xì)審題，解決問(wèn)題。老師活動(dòng)：投影學(xué)生解題過(guò)程，點(diǎn)評(píng)總結(jié)。解析：物體受到拉力F1、滑動(dòng)摩擦力F2、重力G、支持力F3的作用。重力和支持力不做功，因?yàn)樗鼈兒臀灰频膴A角為90°；F1所做的功為：W1=Fscosα，滑動(dòng)摩擦力F2所做的功為：W2=F2scos180°=-F2s。各個(gè)力對(duì)物體所做功的代數(shù)和為：W=（F1cosα-F2）s依據(jù)正交分解法求得物體所受的合力F=F1cosα-F2合力方向向右，與位移同向；合力所做的功為：W=Fscos０°=（F1cosα-F2）s總結(jié)：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。學(xué)生活動(dòng)：做學(xué)案上例3，仔細(xì)審題，解決問(wèn)題。老師活動(dòng)：投影學(xué)生解題過(guò)程，點(diǎn)評(píng)總結(jié)。六．課堂小結(jié)一、功的定義：物體受到力的作用，并在力方向上發(fā)生一段位移，就說(shuō)力對(duì)物體做了功.即W=FL二、做功的兩個(gè)必要因素：力和在力的方向上的位移三、功的計(jì)算：W=Flcosα及其適用條件四、正功和負(fù)功的意義五、求總功的方法：

a、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。

b、求出各力的合力，則總功等于合力所做的功。七．作業(yè)，完成學(xué)案上習(xí)題強(qiáng)調(diào)鞏固功的重要身份：“功是能量轉(zhuǎn)化的量度”通過(guò)本環(huán)節(jié)引入功區(qū)分“功”和“工作”的區(qū)分，加深對(duì)這個(gè)物理概念的理解培育學(xué)生分析問(wèn)題的實(shí)力。板書(shū)設(shè)計(jì)7.2功一．做功的兩個(gè)要素1．作用在物體上的力。2．物體在力的方向上通過(guò)的位移

二．功的計(jì)算方法W=FScosα三．正功和