教学设计学习⽬标:
(1)初步认识做功与能量变化的关系。(2)理解功的概念,知道做功的两个要素。
(3)明确功是标量,知道做功表达式的适⽤范围,会⽤公式进⾏计算。(4)理解正功、负功的概念,会根据公式计算多个⼒的总功。(5)初步理解化变⼒为恒⼒、处理变⼒做功的思想⽅法。重点:功的概念和功的计算公式。
难点:知道功是标量,正确理解正功负功的实质,能正确判断正功、负功。课前预习
1、功的定义:⼀个物体受到__________的作⽤,如果在______的⽅向上发⽣⼀段__________,这个⼒就对物体做了_____________ .
2、做功不可缺少的两个因素:①② _________________3、功的公式:W=_____________ 其中cosα表⽰_________4、功的单位:_________________,符号是________________ .5、功是_________(⽮、标)量。但有正负。学习过程
⽬标⼀:做功的两个不可缺少的因素【实验探究1】:做功的因素探究过程:⽬标⼆:功的⼤⼩
⽤F表⽰⼒的⼤⼩,⽤L表⽰位移的⼤⼩,⽤W表⽰功的⼤⼩a、若⼒的⽅向和物体运动的⽅向⼀致时:功的⼤⼩ W=b、若⼒的⽅向与运动⽅向垂直:功的⼤⼩ W=
c、若⼒F的⽅向与运动⽅向成某⼀⾓度时,功的⼤⼩ W=
例1、如图所⽰,物体在⼒作⽤下在⽔平⾯上发⽣⼀段位移L,设在这三种情况下⼒F和位移L的⼤⼩都相同:F=10N,L=2m,⾓θ的⼤⼩如图所⽰。
问题:(1)找出⼒F和位移L的夹⾓ (2)试分别写出这三种情况下⼒F对物体做的功⽬标三:正功和负功根据W=F l cosα可知:【实验探究2】--------探究正功和负功的物理意义
(1)实验操作:,将⼩车放在⽔平桌⾯上由静⽌释放,对⼩车施加牵引⼒。
实验结论:⼩车在⽔平桌⾯上运动过程中,牵引⼒对⼩车做(A、正功;B、负功),牵引⼒(A、促进;B、阻碍)⼩车的运动,表明牵引⼒是(A、动⼒;B、阻⼒),使⼩车的动能(A、增加; B、减少)。
通过实验得出正功的物理意义是:αcosαW物理意义α=90°=0α<90°>0
90°<α≤180°<0正功的意义
从⼒学⾓度看:表明⼒是从能量的⾓度看:使物体的动能
(2)实验操作: 将⼩车从斜⾯上由静⽌释放。 实验结论:⼩车在⽔平槽运动过程中,摩擦⼒对⼩车做 (A 、正功;B 、负功),
摩擦⼒ (A 、促进;B 、阻碍)了⼩车的运动,表明摩擦⼒是 (A 、动⼒;B 、阻⼒),使⼩车的动能 (A 、增加;B 、减少)。
思考: ⼒F 1对物体做了20J 的功,⼒F 2对物体做了—100J 的功,哪个⼒对物体做的功多?⽬标四、多个⼒对物体所做的总功
例2:⼀个质量 m =150kg 的雪橇,受到与⽔平⽅向成θ=37°⾓斜向上⽅的拉⼒F =500N ,在⽔平地⾯上移动的距离L=5m 。雪橇与地⾯间的滑动摩擦⼒=100F N 阻。求:(1)各⼒分别对雪橇所做的功.(2)各个⼒对物体做功的代数和
(3)物体所受的合⼒;(4)合⼒对雪橇做的总功.⼩结:求⼒对物体所做的总功有两种⽅法:⽅法1:⽅法2:习题巩固
负功的意义 从⼒学⾓度看: 表明⼒是从能量的⾓度看:使物体的动能1、关于功的概念,以下说法正确的是( )A.⼒是⽮量,位移是⽮量,所以功也是⽮量;B.功有正、负之分,所以功也有⽅向性;
C.若某⼀个⼒对物体不做功,说明该物体⼀定没有位移;
D.⼀个⼒对物体做的功等于这个⼒的⼤⼩、物体位移⼤⼩及⼒和位移间夹⾓的余弦三者的乘积。
2、运动员⽤60N的⼒把质量为0.5kg的⾜球踢出,⾜球沿草地运动了40m后停⽌,关于运动员对球做功的情况,下列说法正确的是( )
A.运动员对球做功2400J B.运动员对⾜球没有做功
C.运动员对球做了功,但是⽆法确定⼤⼩D.以上说法都不对
3关于功的论述,下列说法中正确的是:A、⼤的⼒做功多。B、+5J的功⽐- 5J的功多
C、物体加速运动时的功⽐减速运动时的功多。D、+10J的功⽐+5J的功多。
4、两个互相垂直的⼒F1和F2作⽤在同⼀物体上,使物体运动,物体通过⼀段位移时,⼒F1对物体做功4J,⼒F2对物体做功3J,则⼒F1和F2的合⼒对物体做功为( ) A、7J B、2J C、5J D、3.5J
5、以初速度v0竖直向上抛出⼀个质量为m的⼩球,上升最⼤⾼度是h.如果空⽓阻⼒Ff 的⼤⼩恒定,则从抛出到落回出发点的整个过程中,空⽓阻⼒对⼩球做的功为( ) A.0 B.-Ff h C.-2mgh D.-2 Ff h
6、⽔平路⾯上有⼀个重500 N的⼩车,在100 N的⽔平拉⼒作⽤下,匀速向前移动了5 m,则在这⼀过程中()A.车受到的阻⼒为600 NB.车受到的阻⼒为500 NC.拉⼒对车做功是500 JD.重⼒对车做功为2500 J学情分析
本节内容所⾯对学⽣为⾼⼀学⽣,他们处于从形象思维向抽象思维过渡的时期,思维活跃、求知欲强,有较好的形象思维和逆向思维,但普遍辨识⼒不⾼、归纳总结和设计实验⽅案能⼒不⾜。这些学⽣在初中时已经学习了功的概念和做功的两个必要因素,上⼀节课已经对能量有了⼀定认识,知道动能和势能能够相互转换。但是他们接触物理的时间不长,对物理意义的理解及分析能⼒薄弱,他们的抽象逻辑思维还需要直接经验的⽀持。
综上所述,学⽣学习知识更需要直观表象的引导。因此,我们在教学设计中必须注意:以学⽣⾝边现象引⼊知识,理论联系实际,加强直观教学,逐步让学⽣理解和应⽤科学知识。效果分析
新课程提倡⾃主、合作、探究的学习⽅式,课堂教学是学⽣学习科学⽂化知识的主阵地,也是对学⽣进⾏思想品德教育的主渠道。教师应着⼒构建⾃主的课堂,让学⽣在⽣动、活泼的状态中⾼效率地学习。如何才能提⾼课堂教学的有效性,我在本节课中的教学中主要运⽤了以下⼏种⽅法。
1.温故知新,激发学⽣的学习兴趣。“兴趣是最好的⽼师,有兴趣不是负担”,这句话饱含深刻的道理。对知识有浓厚兴趣时,就会产⽣不断前进,渴求新知,欲求明⽩的强烈渴望,就会全⾝⼼的投⼊到所感兴趣的学习中。本节内容在初中阶段有所涉猎,对⼒与位移共线同向进⾏了分析,所以在教学过程中,引导学⽣学会温故,进⾏独⽴思考,重视科学探究或分析推理的过程。导⼊环节让学⽣回忆和复习初中已学过的功的概念,让学⽣举例说明什么做功过程,做功的过程需要满⾜什么条件。
2.⿎励学⽣主动参与,积极交往。要使课堂教学真正成为⾼校课堂的主渠道,必须着⼒唤醒学⽣的主体意识,让学⽣主动地参与教学活动。在课堂教学中应坚持学⽣活动的⾃主性,使学⽣主体处于活跃兴奋状态,使学习成为学⽣⾃⼰的活动,让学⽣在教学实践过程中学会选择、学会参与。例如在推导物体受⼒的⽅向与位移⽅向成某⼀⾓度的功的计算公式时,在学⽣提出的思路进⾏分析后,再引导学⽣思考另⼀种⽅法(两种⽅法,将⼒分解到位移⽅向或将位移分解到⼒的⽅向),拓展学⽣思维。3.巧设⽬标,提⾼学⽣对知识的吸收率。为让学⽣更深⼊了解正功负功的物理意义,出⼀个⼩问题:如何证明功是标量?让学⽣更明⽩正功负功的物理意义,同时也对功是标量这⼀概念加深认识。在学习完功的计算公式后,提出:如何研究变⼒做功?让学⽣课后思考,同时也为后续内容的学习埋下伏笔。
4.物理学科讲究学以致⽤,针对本节课的教学内容安排⼀些适当难度的课上习题,布置⼀些开放性的课后作业,让学⽣课后查阅资料解释⽣活周围做功伴随能量转化的现象,这
样既激发了学⽣的学习热情,⼜可以培养学⽣学习物理的研究式学习习惯。
本节课基本完成教学任务,但与⾃⼰曾设想的效果还是有⼀定的差距。⾸先,在课堂形式上显得⽐较单⼀,和学⽣的互动不是很多,给学困⽣的⿎励较少。其次,在知识的讲解上
也存在⼀些问题,⽐如在新旧知识的衔接上不够灵活。再次,⼩组合作学习时间太少,教师指导还不到位,只照顾到个别⼩组。因此,汇报交流时,个别⼩组不太积极。
总之,课堂教学是教师与学⽣的双边活动。要提⾼中学数学课堂教学质量,必须以学⽣为本,精⼼设计,给学⽣⼀些机会,让他⾃⼰去体会;给学⽣⼀点困难,让他⾃⼰去解决;
给学⽣⼀个问题,让他⾃⼰找答案;给学⽣⼀种条件,让他⾃⼰去锻炼;给学⽣⼀⽚空间,让他⾃⼰去开拓。注重学⽣优秀思维品质的培养,变被动为主动,变学会为会学,这样就⼀定能达到传授知识,培养能⼒的⽬的,收到事半功倍的效果。教材分析
《功》选⾃⼈教版⾼中物理必修2第七章《机械能守恒定律》中的第⼆节,这⼀节在⼒学中占有很重要的位置,它的地位具有双重性。其⼀,它属于初⾼中知识的结合点,我们应该以初中知识为起点,以教材内容为线索,展开科学⽅法教育与思维能⼒培养;其⼆,它属于能量和⼒的结合点:阐明了能量和⼒的关系,是进⼀步学习能量及解决⼒学问题的理论基础。
功和能的概念是物理学中重要的基本概念,且贯穿在全部物理学中。⽽“功”是本章知识链中⾮常重要的⼀环,做功过程反映了能量的变化过程。《普通⾼中课程标准》中要求学⽣“能举例说明功是能量变化的量度,理解功”。教科书以⼈类对能量转换的认识与功紧密联系这⼀关联引出功的起源,通过举⽣活中常见的例⼦来提出“如果物体在⼒的作⽤下能量发⽣了变化,那么这个⼒⼀定对物体做了功”这⼀观点,并通过回顾初中知识来介绍做功的两个不可缺少的因素和功的计算公式,采⽤由特殊到⼀般的探究思路,分析⼒和位移同⽅向,逐步深⼊到⼒与位移成⼀⾓度时做功的探究,并通过⼒的平⾏四边形定则推导功的表达式,然后进⾏辨析讨论,通过对实例的分析应⽤达到巩固和深化。教科书在处理课程⽬标时,是让学⽣经过对功能关系的多次探究体验,沿着初中物理的思路,仍然强调功和能量变化的联系。
从⼴度上说,通过对⽐新旧教材中“功”这⼀节中的概念的数量,可以发现,新教材⽐旧教材多了⼀个功能关系的知识点;从深度上看,旧教材求合⼒做功的例题中⼀分⼒为与⽔平⽅向成370夹⾓,⽽新教材中,该例题中分⼒的⽅向改为竖直⽅向,显然难度降低了。相对来说,新教材的⼴度更⼴,⽽深度降低了。
新教材内容更贴近学⽣⽣活、贴近时代,体现应⽤性和先进性。⼴泛联系⽣活、联系社会,并充⼊具有现代内容的新知识、新技能。树⽴以学⽣以展为本的观念,体现整体性和选择性。2-2-14 评测练习
1.有⼀重为2N 的⽯块静⽌在⽔平地⾯上,⼀个⼩孩⽤10N 的⽔平⼒踢⽯块,使⽯块滑⾏了1m距离,则⼩孩对⽯块作的功( )A.等于12JB.等于10JC.等于2J
D.条件不⾜,⽆法确定
2.如图2-2-14所⽰, ⽤同样的⼒F 拉同⼀物体, 在甲(光滑⽔平⾯)、⼄(粗糙⽔平⾯)、丙(光滑斜⾯)、丁(粗糙斜⾯)上通过同样的距离,则拉⼒F 的做功情况是( )A .甲中做功最少B .丁中做功最多C .做功⼀样多D .⽆法⽐较
3.质量分别为m 1和m 2的两个物体放在同⼀粗糙⽔平⾯上,在相同的⼒F 作⽤下均前进了S ⽶,则下列说法中正确的是( )A .⼒F 对质量⼤的物体做的功多B .⼒F 对末速度⼤的物体做的功多
C .⼒F 对加速度⼤的物体做的功多D .⼒F 对两物体做的功相等
4.将⼀个质量为M 的物体竖直上抛,运动到最⾼点后⼜落回原抛出点,在此运动过程中存在空⽓阻⼒,则整个运动过程中 ( )A .重⼒做功为零,空⽓阻⼒做功为零B .重⼒做功不为零,空⽓阻⼒做功为零C .重⼒做功不为零,空⽓阻⼒做功不为零D .重⼒做功为零,空⽓阻⼒做功不为零
5.如图2-2-15,被绳吊着的球静⽌靠在光滑斜⾯上,现将斜⾯体向左稍推动的过程中( )A .绳的拉⼒对球不做功B .斜⾯⽀持⼒对球做正功C .球的重⼒做负功D .以上说法都不对
6.如图2-2-16所⽰,均匀长直⽊板长L =40cm ,放在⽔平桌⾯上,它的右端与桌边相齐,⽊板质量m =2kg ,与桌⾯间的摩擦因数µ=0.2,今⽤⽔平推⼒F 将其推下桌⼦,则⽔平推⼒⾄少做功为( )(g 取10m/s 2)A .0.8JB .1.6J
C .8J 2-2-16 2-2-152-2-202-2-19D .4J
7.⼀质量为m 的⽊块在⽔平恒⼒F 的作⽤下,从静⽌开始在光滑⽔平⾯上运动,在经过时间t 的过程中拉⼒所做的功为( )
22.Ft A m 22.F t B m 2.2F t C m 22.2F t D m
8.⽤钢索吊起质量为m 的物体,当物体以加速度a 匀加速升⾼h 时,钢索对物体拉⼒做的功为(不计空⽓阻⼒) ( )A .mghB .mgh+mahC .m(g —a)hD .mah
9.如图2-2-17所⽰,在匀加速向左运动的车厢中,⼀⼈⽤⼒向前推车厢,若⼈与车厢始终保持相对静⽌,则下列结论正确的是( )A .⼈对车厢做正功B .⼈对车厢做负功
C .⼈对车厢不做功D .⽆法确定
10.如图2-2-18,物体A 、B 与地⾯间动摩擦因数相同,它们的质量也相同,在恒⼒F 作⽤下,⼀起沿⽔平地⾯运动⼀段距离,则( )A .F 对A 所做的功与A 对B 所做的功相同
B .A 对B 作⽤⼒所做的功与B 对A 作⽤⼒所做的功相同C .摩擦⼒对A 做的功与摩擦⼒对B 做的功相同D .物体分别所受合外⼒对A 做的功与对B 做的功相同
11.升降机底板上有⼀个倾斜⾓为α的斜劈,劈上放质量为m 的⽊块(如图2-2-19所⽰),当升降机带着它们⼀起向上匀速升起h ⾼时( )A .劈对物块的⽀持⼒做正功mgh cos 2αB .劈对物块的摩擦⼒做正功mgh sin 2αC .重⼒对物块做正功mghD .合外⼒对物块做正功
12.在⽔平⾯上,⼀物体在⽔平⼒F 作⽤下运动,其⽔平⼒随时间t 变化的图像及物体运动的V -t 图像如图2-2-20。由两个图像可知,10s 内( )A .⽔平⼒F 做的功为40JB .克服摩擦⼒做的功为40JC .摩擦⼒做的功为-40J 2-2-182-2-22 2-2-272-2-25 θMmF
2-2-26 D .合⼒功为0
13.如图2-2-21所⽰,质量为m 的物块始终固定在倾⾓为α的斜⾯上,下⾯说法中正确的是( )
A .若斜⾯向左匀速移动距离s ,斜⾯对物块没有做功B .若斜⾯向上匀速移动距离s ,斜⾯对物块做功mgsC .若斜⾯向左以加速度a 移动距离s ,斜⾯对物块做功mas
D .若斜⾯向下以加速度a 移动距离s ,斜⾯对物块做功m (g +a )s
14.如图2-2-22,绳的⼀端固定于墙的O处,另⼀端通过滑轮沿与⽔平⽅向成θ⾓施⼀恒⼒F ,使⽊块⽔平向右移动了S 距离,则在此过程中,此恒⼒对⽊块所做的功为( )A .FS cos θB .FS (1+cos θ)
C .2FS
D .2FS cos θ 15.如图2-2-25所⽰,滑轮和绳的质量不计,⽤竖直向上的恒⼒F 提升原来静⽌的质量为m=10㎏的物体,使物体以加速度a=2m/s 2的加速度匀加速上升,求头3秒内F 做的功是多少?
16.如图2-2-26所⽰,质量为m 的物体P 放在光滑的倾⾓为的直⾓斜⾯上,⽤⼒F 向左推斜⾯,使物体P 与斜⾯保持相对静⽌,求当斜⾯前进的⽔平位移为s 的过程中,斜⾯对物体P 所做的功.
17.如图2-2-27所⽰,绷紧的传送带始终保持着⼤⼩为 v =4m/s 的速度⽔平匀速运动。⼀质量m=1kg 的⼩物块⽆初速地放到⽪带A 处,物块与⽪带间的动摩擦因数µ=0.2,A 、B 之间距离s=6m 。求物块从A 运动到B 的过程中摩擦⼒对物块做了多少功?(g=10m/s 2)α 2-2-21课后反思
功是机械能的第⼀节,是机械能这⼀章⾮常重要的⼀节,因为功能关系是这⼀章的主题,学好了功的知识才能进⼀步学好功能关系。学⽣初中已经学过功的两要素,以及功的计算公式,只不过初中只局限于⼒和运动⽅向⼀致的情况。这节课就是要让学⽣在初中学过的功的基础上让学⽣更全⾯地学习功的计算⽅法和正负功的含义。⼀、我认为在这节课⾥,可以为以后上这节课提供经验的有:
1、重难点的分析:这节课的重点是功的计算公式以及应⽤,难点是正功负功的物理意义以及功的标量性。后⾯的重点如动能定理的学习⼗分依赖学⽣对功的计算掌握情况,这节课⾥要让学⽣理解功的⼀般公式w=flcosα中各个字母的意义以及在使⽤时关键找到⼒和位移的夹⾓。功的正负学⽣很容易理解为代表了⽅向,这是受到了前⾯速度加速度这两个⽮量在直线运动中⽤正负号表⽰⽅向的⼀个负迁移。必须让学⽣认识到正功负功分别代表了对运动是促进作⽤和阻碍作⽤,或者说是动⼒的功和阻⼒的功。这⼀分析说明功的正负不代表⽅向,那功到底有没有⽅向呢?我把它从公式w=flcosα中每个元素都代表着⼤⼩来认定功也只有⼤⼩,这样能让学⽣更容易记住。再就是总功的两种分析⽅式,其⼀:先求合⼒,再求合⼒做的功;其⼆:求出每个⼒做的功,再代数求和。其中第⼆种⽅式代数求和学⽣往往忘记正功负功的意义。
2、新课的引⼊:功的概念⽐较抽象,我是⽤⼏个社会⽣产中存在的例⼦,让学⽣分析⾥⾯的能量的变化和⼒做功的情况,从⽽让学⽣体会能量的变化总伴随着做功,从功能关系的⾓度再次复习了功是能量转化的量度。并且从例⼦的分析中让学⽣回忆起功的两要素:⼒和⼒的⽅向上发⽣的位移。
3、通过练习来引出问题。新的公式学习之后,课中的练习⼀,是让学⽣⽐较⼒与位移成锐⾓和成钝⾓两中情况下,功的计算的问题,通过计算发现成钝⾓时功是负的。这个例⼦反映出功有正负。通过这两个问题⾃然⽽然学⽣会思考功为什么有正负,初中为什么功没有负的?这能引出功的正负是由α⾓来控制的。学⽣进⽽会想功的正负代表了什么,这就引出了这节课的难点,功的正负的意义。课中练习⼆是通过各个⼒做功的总和和求合⼒的功⼆者的⽐较,来引出总功与合⼒的功相等这⼀难点的。
⼆、我认为这节课⾥,可以为以后我上课吸取的教训有:
1、重难点上的时间分配应更充分些。上完课我感觉⾃⼰在⼀些细节上花的时间多了些,处理功的正负的问题上举的例⼦不够充分,学⽣反映也⽐较平淡。
2、功是标量这个难点,书上是直接给出的,没有任何说明。我⾃⼰上完课感觉我的处理过于简单化,或许学⽣⼼⾥还是有疑虑的,不相信的,我是打算在以后的教学中逐步让学⽣理解。
3、时间上把握⽋缺了些。最后⼀个收官的练习时间太紧张,这是前⾯时间控制得不够好的原因。以后要利⽤机会关注时间的使⽤量与课程进度。课标分析
“功”是本章知识链中⾮常重要的⼀环。课程标准中要求学⽣“能举例说明功是能量变化的量度”,教科书在处理这⼀课程⽬标时,不是简单地提出这⼀结论,⽽是让学⽣在全章的学习中,经过对功和能量变化关系的多次探究实验,逐步加深理解。就本章的知识结构来说,功是为进⼀步提出“能”这个更为⼴泛、更为重要的概念服务的。做功过程反映了能量的变化过程。因此,只有准确认识功这节内容在教科书中的地位,才能很好地把握教学要求和深⼴度。
知识与技能:
(1)初步认识做功与能量变化的关系。(2)理解功的概念,知道做功的两个要素。
(3)明确功是标量,知道做功表达式的适⽤范围,会⽤公式进⾏计算。(4)理解正功、负功的概念,会根据公式计算多个⼒的总功。(5)初步理解化变⼒为恒⼒、处理变⼒做功的思想⽅法。过程与⽅法:
(1)通过观察⽇常⽣活中的各种做功情况,通过⽐较和分析,理解外⼒做功的两不可缺少的因素。(2)通过讨论与交流,展现学⽣思维过程,掌握⽐较、分析、归纳等逻辑思维⽅法。情感态度与价值观:
(1)经历观察、分析和⽐较等学习活动,培养学⽣尊重事实、实事求是的科学态度;培养科学探究的精神、形成科学探究习惯;感受到⾝边处处有物理。
(2)经历讨论与交流,培养学⽣团结协作的学习态度。重点:功的概念和功的计算公式。
难点:知道功是标量,正确理解正功负功的实质,能正确判断正功、负功。
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