教学设计探究功与物体速度变化的关系
浙江省义乌中学王超良
一、设计思想
1、围绕实验设计、实验操作与实验数据处理三个环节引导学生展开探究过程。通过小组讨论、课件演示、动手实验和实验数据处理等一系列活动激发学生主动参与的积极性和和学习的热情。教师根据知识发生、发展与变化的过程通过穿针引线的方式积极引导学生进行探索性学习，努力激发学生学习的兴趣，培养学生探究发现和合作学习的能力。
2、采用“问题—讨论—实验—归纳”的探究性教学模式，使学生在获得知识的同时，学会科学研究的方法，经历伴随着探究活动的深入而产生的情感体验。
二、教材分析
在前面几节内容中，已经成功地建立了重力势能的概念，清楚了重力的功与重力势能改变量间的关系，也探究了弹性势能的表达式。那么，力对物体所做的功与物体的动能间又有什么关系呢？应该从什么途径出发进行研究呢？显然，既可以从已有知识出发通过逻辑推导的方法进行研究，也可以通过实验的方式进行探究。引入“探究功与物体速度变化的关系”的目的就在于给学生增加探究与体验的机会，提高理论联系实际的水平，并有效地促使学生在探究中开阔思路，在分析问题和处理问题的过程中提高探究问题的水平。因此，本节内容从实验的方向进行探究。对教师来说，这是一节较难驾驭的内容，无论从教学设计，还是实验准备来说，都有相当的难度。教师要积极创造条件，让学生亲身经历实验探究的过程。
本节内容的设计中，采用橡皮筋拉小车，使小车获得动能的过程中，探究橡皮筋做的功与小车速度变化的关系。由于橡皮筋的弹力随其长度改变量间的关系是非线性的，因而橡皮筋对小车的功无法用现成的公式进行计算。本实验的精妙之处就在于巧妙地回避了功的计算。因为如果一条橡皮筋对小车做功为W时，两条橡皮筋对小车做的功就是2W，三条橡皮筋对小车做功为3W，依次类推，各次实验中橡皮筋对小车的功都可以用W的倍数来表达，再利用打点计时器来测定各次实验中小车的速度，根据一系列橡皮筋的功和与之对应的小车速度的测量值即可找出功与物体速度变化间的关系。
从本章知识的整个体系来说，本节教材只是为下一节“动能和动能定理”的理论推导奠定一个认识基础，在教学中应灵活把握。通过“探究功与物体速度变化的关系”的实验，也可以有效地促使学生在学习动能定理后能比较深刻地认识到动能定理不仅对恒力做功的条件下成立，在变力做功的情况下也是成立的。
三、学情分析
学生在本章的前几节内容中，已经初步树立了功是能量变化的量度的观念。那么，力对物体所做的功与物体动能的改变量间存在着什么关系呢？这是学生急待解决的问题。引入“探究功与物体速度变化的关系”这节内容正所谓急学生所急，但如果运用恒力做功的方式来探究功与物体速度变化间的关系，可能会使学生产生审美疲劳，因为我们在“探究加速度与力、质量的关系”时已经用过这套实验装置。现在，选择利用橡皮筋的拉力做功来探究功与物体速度变化间的关系，不仅考虑到这样处理容易使学生产生新鲜感，进而产生探究的兴趣，也因为变力做功对实际问题来说更具有普遍性。这样的设计思路，把不便于用公式进行计算的橡皮筋对小车的弹力的功通过思维的变换，用改变橡皮筋条数，保持小车在相同距离的条件下，弹力做功的大小与橡皮筋的条数成正比来取代，这是一种极其巧妙地思路，也是一种很好地进行科学探究的思维方法。同时，也非常符合中学生的认知特点，对开阔学生的视野，提高科学素养等方面都会产生积极的影响。
四、教学目标
（1）知识与能力：能够领会探究功与物体速度变化的关系实验的设计思路。明确用一根橡皮筋所做的功为单位简化问题的思想方法，知道利用小车做匀速运动阶段测量速度比较合理。
（2）过程与方法：能独立进行实验操作，会采集实验数据。能够对实验数据进行分析与处理中寻找W与v的关系。
（3）情感态度与价值观：让学生经历自主探究、合作学习的情感体验。
五、重点难点
本节教学内容的重点是实验方案的设计与筛选，难点是通过对实验数据的分析得出功与物体速度变化的关系。
六、教学策略与手段
教师在本节课的授课中难以驾驭的是如何引导学生进行积极地思考，使学生既能发挥创造性思维，也能够围绕本节的重点把探究活动深入下去。因此，本教学设计中，采用学生分组实验的方法。在教师适当的引导下，通过学生自主探究和合作学习的方式展开教学过程，努力使学生在经历探究的过程中，增强问题研究的意识，提高分析问题和解决问题的能力。
七、课前准备
1、学生分组实验器材的准备（准备12组实验）
小车（前端带小钩，选择有轮缘的轮子，以尽可能保证小车作直线运动）；100g—200g的砝码；用铝合金轨道做成的斜轨道、并在斜轨道一端的两侧适当位置对称地固定两个用于固定橡皮筋的铁夹子；电火花计时器及纸带； 6根等长的橡皮筋。
2、教师辅助教学资料
三段视频资料（如奥运会射箭比赛，足球运动员射门的情景，龙卷风、雪崩、热带风暴等）； PPT课件；用打点计时器研究自由落体运动与探究加速度与力、质量的关系的实验装置各一套。
3、有关器材的选择
（1）橡皮筋的选择
从本实验的设计思路看，橡皮筋的选择是关键。本实验要求用相同
规格的橡皮筋，但市场上常见的橡皮筋（圈）粗细不一，一致性差，不
同橡皮筋（圈）之间的弹力差异也比较大。而且由于橡皮橡皮筋比较粗，
弹力偏大，当实验中橡皮筋的数目增至4根以上时，弹力过大，纸带上
打出的点数过少，以致找不出小车作匀速运动时所打出的点。因此，市
场上常见的橡皮筋（圈）并不适合用在本实验中。现在，市场上可找到的如图1所示的横断面为圆形、单根半径约为0.7mm的橡皮筋比较适合于本实验。选择橡皮筋时，应该让学生参与进来，这是提高学生分析解决实际问题能力的好机会。
（2）实验装臵的安装
如图2所示，先固定好电火花计时器，将6根等长的、长度约为
62cm的同规格的橡皮筋固定于斜轨道一端两侧并呈对称分布的铁夹
子A、A/上。小车放在B处时挂上一根橡皮筋（使橡皮筋处于自然长
度），并使AB间的长度大于BC间的长度。
实验中，橡皮筋的长度、AB、BC间的距离要视橡皮筋的具体情况
做适当的调整，使小车从B位置到C位置的长度BC保证在橡皮筋的弹
性限度内。
（3）实验操作情况控制
小车质量约200g，当实验中加到多条橡皮筋时，由于小车的运动速度过大，纸带上打出的点数就可能太少，从而难以选择合适的点来计算小车的速度。为此，可在小车上加100g—200g的砝码。这样，实验时可以依次加到6根橡皮筋，打出6条纸带，在用图象法进行数据处理时，包括开始点（速度为零的点，即坐标原点），就有7个点，在描绘曲线时也比较容易判断曲线的函数特征。
八、教学过程
（一）课题的引入
师：我们已经成功地建立了重力势能的概念，知道了重力的功与重力势能间的关系，也探究了弹性势能的表达式，知道了弹力的功与弹性势能间的关系。那么，力对物体所做的功与物体的动能间又存在着什么关系呢？
生：（进行议论）
师：请同学们先仔细看看下面的录像（创设情景，激发学生探究的欲望和热情）。
播放视频1：自然界中能引起强烈震撼的体现动能能量的多媒体视频音像小片段（如龙卷风、雪崩、热带风暴等，这些资料可上网查找下载，也可由电视节目中录像得到）。
播放视频2：足球世界杯赛中，足球运动员射门的情景。
播放视频3：奥运会射箭比赛中，拉开的弓把箭射出的情景。
提出问题：足球射门中，运动员射箭时，足球与箭的都获得了动能。据测算，足球射门时，其速度最大可达到100m/s左右，这些动能是从哪里来的？
说明：先让学生回答后，教师进行适当地点拨指导。
师：外力的功会引起物体动能的变化。功与物体动能的变化量间又存在着什么关系呢？
生：……
师：我们知道，物体的动能与它的速度是密切相关的，而物体速度的变化又与它所受力的功有关。那么，功与物体速度的变化间又存在着怎样的关系呢？
生：……
师：探究功与物体速度变化的关系时可以采用什么方法？
说明：教师引导学生认识到要探究功与物体速度变化的关系，既可以从理论的层面进行逻辑推导的方法进行研究，也可以通过实验的方法进行探究。今天，我们通过实验的方法来探究功与物体速度变化的关系。
（二）实验方案的设计与选择
师：我们应该采用什么实验方案进行探究呢？请同学们先设计一个合适的实验方案。
说明：（稍顷）让学生交流所设计的实验方案（指定几名学生在黑板上画出，其余学生在草稿纸上画，教师选择在巡回指导中注意到若干典型的设计方案在投影仪上打出）。
师：同学们提出了许多实验方案，我们应选用什么方案比较好呢？请同学们认真考虑一下，利用实验探究功与物体速度变化的关系时需要测量哪些物理量？
生：测量力对物体认真所做的功及力对做了这个功后物体运动的速度。
师：在实验探究中应如何对物体做功？又应该怎么表示每次做功的大小呢？
生：……
分组讨论：（引导学生在讨论中明确）既可以考虑用
恒力做功，也可以用变力做功。若用恒力做功，譬如，用
如图3所示的砝码盘牵引着小车做实验，可以通过改变砝码盘的质量的方法来改变功的大小，用W=FS表示功的大小，并引导学生思考怎样在实验中具体地测出功。当然，也可以选择在斜面上或竖直方向上运动的情况进行探究。
引导学生思考：能否设计一个实验来探究变力的功与物体速度变化的关系呢？
说明：引导学生回忆射箭运动员射箭时的情景，若用小车代替箭、用橡皮筋代替弦，把车放在轨道上，我们是否能够设计一个实验来研究功与物体速度变化的关系呢？学生分析讨论后得出可以考虑用教材中图5.6-1所示的方法进行实验（教师出示图2所示的实验器材，它由教材中图5.6-1所示所用的实验改进而成，因为直接采用教材中的实验装置很难进行实际操作），通过每次增加一根橡皮筋的方法来改变功的大小。
师：那么，物体运动的速度应怎么测量呢？
分组讨论：（教师引导学生讨论）学生很容易想到用打点计时器，也可以考虑用气垫导轨配套的光电门测量速度，或用红外线传感器直接测量物体的速度。
师：我们应该选用什么方法测量物体运动的速度比较好呢？
分组讨论：（教师引导学生通过讨论选定采用的方案）采用各种方法时各有什么优缺点？根据现有的实验条件，选择什么方案好呢？
说明：在用各种不同的方法测量小车的速度时，教师应引导学生明确：首先要通过各种途径了解实验的原理。让学生认识到，实验的目的不仅仅是为了动手实验，更是为了通过不断地动脑和不断地解决问题的过程中提高分析问题和解决问题的能力。实验的价值也体现在这里。
师：在设计实验方案时，要根据实验目的与现有的实验条件进行选择，当利弊共存时，要辩证地选择合适的方案，而不是一味地追求所谓的精确。
师：（在学生通过充分地思考与讨论形成较为清晰的思路的基础上，与学生约定）今天，我们就利用教材中的实验方案进行实验探究。那么，我们在实验探究前首先要明确哪些内容呢？
生：（教师引导学生分四人小组进行讨论）……
师生互动：（教师组织学生进行交流）学生通过讨论后认为进行实验前首先要解决的问题有：（1）实验中需要首先解决哪几个关键的问题？（2）实验装置应怎么组装？（3）实验的程序？（4）怎样进行实验数据的采集、分析与处理？
说明：教师引导学生展开进一步地思考与讨论，并通过班集体的交流中明确对策的同时，教师适时地在黑板上写出点睛式的板书：
（1）橡皮筋的选择：要选择粗细差不多，弹性也比较一致的橡皮筋为好。
（2）功的确定：橡皮筋的弹力的功不便于用公式计算，然而改变橡皮筋的条数，保持小车相同的运动距离，则弹力做功的大小与橡皮筋的条数成正比。因为如果一
条橡皮筋对小车做功为W 时，则两条橡皮筋对小车做的功就是2W ，三条橡皮筋对小车做功为3W ，依次类推，各次实验中橡皮筋对小车的功可以用W 的倍数来表达。
（3）橡皮筋的弹力的功是不是就是我们所探究的问题中的哪个功呢？不是，因为实验中除了橡皮筋的弹力做功，还有摩擦力做功，摩擦力若忽略不计，将影响实验的精度。
（4）如何消除摩擦力的影响呢？使轨道倾斜一个合适的角度，让重力沿斜面向下的分力来平衡摩擦力。可以轻轻推一下小车，并利用打点计时器打出的纸带上的点的分布情况来判断小车是否作匀速运动。
（5）如何测定小车的速度？实验
获得的是如图4所示的纸带，为探究
橡皮筋弹力做功与小车速度的关系，
需要测量的是弹力做功结束时小车的
速度，即小车做匀速运动的速度。所以，应该在纸带上测量的物理量是图中A 1、A 3间的距离S ，小车速度的表达式为T s v 2/=，其中T 是打点计时器的振动周期。
（6）利用v W -图象进行实验数据的处理比较直观方便。
（7）实验器材的选择：①小车（前端带小钩，轮子做成有轮缘的火车轮子那样，以尽可能保证运动中的直线性）；②100g —200g 的砝码；③用铝合金轨道做成的斜轨道、并在斜轨道的一端的两侧适当位臵对称地固定两个用于固定橡皮筋的铁夹子；④电火花打点计时器及纸带；⑤6根等长的橡皮筋。
（8）实验步骤：①用天平测出小车的质量（加砝码），大约300g 。②安装好实验器材。③平衡摩擦力。④依次用一根、两根、三根、……、六根橡皮筋，拉小车，接通电源，放开小车，打点计时器在纸带上打下一系列的点，取下纸带，在纸带上标上“次别号码”。⑤ 在预先设计好的表格中，记下各次实验中小车作匀速度运动时的速度和橡皮筋对小车所作的功。⑥利用v W -图象分析小车运动的动能与其速度的关系。
（三）实验操作与相关数据的采集
师：请同学们分四人小组组装好有关器材，进行实验。
说明：在学生开始进行实验操作前，先提醒学生对拉小车与纸带、挂橡皮筋、对打好的纸带进行实验数据采集、实据数据的分析处理等工作进行适当的分工。让学生分组通过合作学习的方式进行大约15分钟的实验，教师进行巡回指导，特别是对哪些动手能力比较弱，实验技能也相对比较差的小组要进行耐心地指导，必要时可以加入到学生的行列中，以小组中一员的姿态出现在学习的实验探究过程中。 教师在巡回指导中，要眼观六路，耳听四方，要认真收集学生在实验中反映出
来的比较好的思路和做法，也要注意收集学生在实验中反映出来的一些模糊认识、甚至是错误的东西，以便在对实验情况进行讲评的环节中，有的放矢，充分体现教师的主导作用，从而更好地达到分组实验的目的。
（四）实验数据的分析与处理
师：（待学生们基本做好实验后，教师要抓住学生在实验操作、数据处理和得出v W -图象过程中的不足之处甚至错误之处进行分析与点评）我们一起来看看实验情况。
（1）应该用平滑的线连接v W -坐标轴上的点，得到平滑的曲线。
（2）因为在v W -坐标系中描绘
出W 、v 的各对应点后，既要观察各
点的位置关系，又要考虑这些点间应
有的函数关系。而由于存在着实验误
差，这些点的位置既可能表现为直线
分布，也可能呈曲线分布。如果实验
得到的各点在v W -坐标系中大致呈
线性分布，又如何解释？如何处理？
说明：为了使得v W -坐标平面上各对应点分布成非线性。可以考虑采用以下几条措施：一是，在小车上加砝码，通过增加小车质量的方法，使小车速度不致过快。二是在画v W -曲线时加大W 坐标轴的单位长度。三是从原点O 开始描绘图线。
（3）在v W -图象中得到W 、v 是一条曲线，说明什么问题？是否可以说明W 、v 间呈双曲线分布关系？为什么？请同学们认真想想，是否可以运用其它办法来分析W 、v 间的函数关系？
说明：在讨论过程中，要适时地
引导学生思考是否可以通过描绘2v W -图线来看看W 、v 间的函数关系。 （4）在要求学生v W -坐标平面通过描图的方式寻找W 、v 间的函数关系的基础上，有条件的学校， 用
Excel 软件进行数据处理。在“添加趋
势线”选项中可以实现线性，2次、3次、……、n 次等多种曲线性质的选择，使v W -坐标平面上作出的各W 、v 离散点间拟合出来的曲线的性质更加直观明确，如图5、图6所示。
（5）实验结论：（引导学生得出结论）功与物体速度的平方成正比。
（五）教学流程与作业设计
1、教学流程
2、作业设计
（1）初速度不为零时，功与物体速度变化的关系又是怎样的呢？
（2）功与物体的质量间存在什么关系？请你设计一个实验进行探究之。
（3）你能运用已有的知识通过理论推导的方法，得出功与物体速度变化的关系式吗？
九、教学反思
人教版普通高中课程标准实验教科书物理必修②中引入“探究功与物体速度变化的关系”内容的目的在于给学生增加探究体验的机会，提高学生理论联系实际的水平。但对教师来说，这是一节非常难以驾驭的内容，无论是教学设计，还是实验准备，都有相当的难度。尽管探究的目的非常明确，无非是为了得出功与物体速度变化的关系，明确探究实验的设计思路以及实验数据的采集与处理。但为什么要设计一个这样的实验？通过探究活动，学生在思维的发散与聚合的层次上、在分析考虑问题的能力上、在对已有知识进行分析与综合的水平上，将经历一些怎样的情感体验？会有一些什么收获？能够达到什么层次？所有的这些，都是教师在教学设计中应该认真考虑并进行积极突破的问题，也是非常棘手的问题。这节课，教师深感难以驾驭的就是如何引导学生进行积极的思考，使学生既能发挥好创造性思维，也能够围绕本节的重点把探究过程深入下去，并让学生在亲身经历实验探究的过程中获得情感的体验，产生能力层次的递进。这样的教学，才与新课改所倡导的探究发现、合作学习的理念相和谐，也跟高中生的心理特点和认知水平相吻合。但要真正达到探究的目的，关键还在于要确保实验的成功。这就需要教师积极开动脑筋，在刻意进行实验开发的基础上，积极引导学生围绕探究的目标，抓住探究过程中所要测定的物理量为中心，通过对实验方案的设计与选择、实验仪器的组装、实验数据的采集与分析的过程中，努力把学生的注意力吸引到分析解决问题上来，通过连续不断地向学生抛出一些逐层递进的问题，让学生在经历思考与讨论的过程中，在实验操作中获得真切的体验与感受。
本教学设计采用“问题—讨论—实验—归纳”的探究性教学模式，引导学生围绕本节课的重点内容通过“提出课题→实验设计→分组实验→数据处理→得出结论”的方式逐渐逼近问题的核心，最终求得了问题解决的方法，符合新课改倡导的“重视对学生进行自主、探究和合作学习能力培养”的理念，对活跃课堂气氛，激发学生的问题意识，提高学生分析问题和解决问题的能力来说都是很有意义的，也使师生的双边活动得以有效的开展，学生在学习中的主体地位得到了充分地发挥，学生的个性和能力也得以张扬，也使学生的创新意识和创新思维能力得到了训练和培养。但是，由于受到课堂教学时间的限制，在组织学生进行探究活动的过程中，学生的自主活动还不能得到充分的保障，围绕课题研究而进行的发散性思维也无法更好地展开，从而使课堂活动的开放性程度受到了一定的制约。
注：本教学设计的教材内容为人民教育出版社2004年第1版普通高中课程标准实验教科书《物理》必修②第五章第6节“探究功与物体速度变化的关系”。
高中物理必修2教案 第一章抛体运动 第一节什么是抛体运动 【教学目标】 知识与技能 1．知道曲线运动的方向，理解曲线运动的性质 2．知道曲线运动的条件，会确定轨迹弯曲方向与受力方向的关系 过程与方法 1.体验曲线运动与直线运动的区别 2.体验曲线运动是变速运动及它的速度方向的变化 情感态度与价值观 能领会曲线运动的奇妙与和谐，培养对科学的好奇心和求知欲 【教学重点】 1.什么是曲线运动 2.物体做曲线运动方向的判定 3.物体做曲线运动的条件 【教学难点】 物体做曲线运动的条件 【教学课时】 1课时 【探究学习】 1、曲线运动：__________________________________________________________ 2、曲线运动速度的方向： 质点在某一点的速度，沿曲线在这一点的方向。 3、曲线运动的条件： （1）时，物体做曲线运动。（2）运动速度方向与加速度的方向共线时，运动轨迹是___________ （3）运动速度方向与加速度的方向不共线，且合力为定值，运动为_________运动。（4）运动速度方向与加速度的方向不共线，且合力不为定值，运动为___________运动。 4、曲线运动的性质： （1）曲线运动中运动的方向时刻_______ （变、不变），质点在某一时刻（某一点）的速度方向是沿__________________________________________ ，并指向运动轨迹凹下的一侧。 （2）曲线运动一定是________ 运动，一定具有_________ 。
【课堂实录】 【引入新课】 生活中有很多运动情况，我们学习过各种直线运动，包括匀速直线运动，匀变速直线运动等，我们知道这几种运动的共同特点是物体运动方向不变。下面我们就来欣赏几组图片中的物体有什么特点（展示图片） 再看两个演示 第一， 自由释放一只较小的粉笔头 第二， 平行抛出一只相同大小的粉笔头 两只粉笔头的运动情况有什么不同？ 学生交流讨论。 结论：前者是直线运动，后者是曲线运动 在实际生活普遍发生的是曲线运动，那么什么是曲线运动？本节课我们就来学习这个问题。 新课讲解 一、曲线运动 1. 定义：运动的轨迹是曲线的运动叫做曲线运动。 2. 举出曲线运动在生活中的实例。 问题：曲线运动中速度的方向是时刻改变的，怎样确定做曲线运动的物体在任意时刻速度的方向呢？ 引出下一问题。 二、曲线运动速度的方向 看图片：撑开带有水滴的雨伞绕柄旋转。 问题：水滴沿什么方向飞出？ 学生思考 结论：雨滴沿飞出时在那点的切线方向飞出。 如果球直线上的某处A 点的瞬时速度，可在离A 点不远处取一B 点，求AB 点的平均速度来近似表示A 点的瞬时速度，时间取得越短，这种近似越精确，如时间趋近于零，那么AB 见的平均速度即为A 点的瞬时速度。 结论：质点在某一点的速度方向，沿曲线在这一点的切线方向。
物理必修2教案 第一章第一节什么是抛体运动 一、【教学目标】 知识与技能 1．知道曲线运动的方向，理解曲线运动的性质 2．知道曲线运动的条件，会确定轨迹弯曲方向与受力方向的关系 过程与方法 1.体验曲线运动与直线运动的区别 2.体验曲线运动是变速运动及它的速度方向的变化 情感态度与价值观 能领会曲线运动的奇妙与和谐，培养对科学的好奇心和求知欲 二、【教学重点】 1.什么是曲线运动 2.物体做曲线运动方向的判定 3.物体做曲线运动的条件 三、【教学难点】 物体做曲线运动的条件 四、【教学课时】 1课时 五、【探究学习】 1、曲线运动：__________________________________________________________ 2、曲线运动速度的方向： 质点在某一点的速度，沿曲线在这一点的方向。 3、曲线运动的条件： （1）时，物体做曲线运动。（2）运动速度方向与加速度的方向共线时，运动轨迹是___________ （3）运动速度方向与加速度的方向不共线，且合力为定值，运动为_________运动。（4）运动速度方向与加速度的方向不共线，且合力不为定值，运动为___________运动。 4、曲线运动的性质： （1）曲线运动中运动的方向时刻_______ （变、不变），质点在某一时刻（某一点）的速度方向是沿__________________________________________ ，并指向运动轨迹凹下的一侧。 （2）曲线运动一定是________ 运动，一定具有_________ 。 【课堂实录】
【引入新课】 生活中有很多运动情况，我们学习过各种直线运动，包括匀速直线运动，匀变速直线运动等，我们知道这几种运动的共同特点是物体运动方向不变。下面我们就来欣赏几组图片中的物体有什么特点（展示图片） 再看两个演示 第一， 自由释放一只较小的粉笔头 第二， 平行抛出一只相同大小的粉笔头 两只粉笔头的运动情况有什么不同？ 学生交流讨论。 结论：前者是直线运动，后者是曲线运动 在实际生活普遍发生的是曲线运动，那么什么是曲线运动？本节课我们就来学习这个问题。 新课讲解 一、曲线运动 1. 定义：运动的轨迹是曲线的运动叫做曲线运动。 2. 举出曲线运动在生活中的实例。 问题：曲线运动中速度的方向是时刻改变的，怎样确定做曲线运动的物体在任意时刻速度的方向呢？ 引出下一问题。 二、曲线运动速度的方向 看图片：撑开带有水滴的雨伞绕柄旋转。 问题：水滴沿什么方向飞出？ 学生思考 结论：雨滴沿飞出时在那点的切线方向飞出。 如果球直线上的某处A 点的瞬时速度，可在离A 点不远处取一B 点，求AB 点的平均速度来近似表示A 点的瞬时速度，时间取得越短，这种近似越精确，如时间趋近于零，那么AB 见的平均速度即为A 点的瞬时速度。 结论：质点在某一点的速度方向，沿曲线在这一点的切线方向。 三、物体做曲线运动的条件
功（二） 1．A 、B 两物体质量分别为m 和2m ，A 静止于光滑水平面上，B 静止于粗糙水平面上，用相同水平力分别推A 和B ，使它们前进相同位移。在此过程中，下面说法正确的是 （ ） A ．对A 的推力做功多一些 B ．对B 的推力做功多一些 C ．两次推力做功的功率一样大 D ．对B 的推力做功的平均功率较小 2．质量为m 的汽车，启动后沿平直路面行驶，如果发动机的功率恒为P ，且行驶过程中受到的摩擦阻力大小一定，汽车能够达到的最大速度为 v ，那么当汽车的车速为4 v 时，汽车的瞬时加速度的大小为 （ ） A ．P mv B ．2P mv C ．3P mv D ．4P mv 3．一人用力踢质量为0.5kg 的皮球，使球由静止开始以20m/s 的速度飞出，假定人踢球瞬间对球平均作用力是100N ，球在水平方向运动20m 后停止，则人对球所做的功为 （ ） A ．25J B ．50J C ．100J D ．20xxJ 4．如图所示，A 、B 两球的质量相等，A 球用不可伸长的轻绳系于O 点，B 球用轻弹簧系于'O 点，O 与' O 点在同一水平面上。分别将A 、B 球拉到与悬点等高处，轻绳与轻弹簧均处于水平，弹簧处于自然状态。将两球分别由静止释放，当两球到达各自悬点正下方时，两球仍处于同一水平面上，则两球各自到达悬点正下方时 （ ） A ．两球动能相等 B ．A 球动能较大 C ．B 球动能较大 D ．A 球减少的重力势能较多 5．一质量为m 的物体被人用手由静止竖直向上以加速度a 匀加速提升h ，关于此过程下列说法中不正确的是 （ ） A ．提升过程中手对物体做功()m a g h + B ．提升过程中合力对物体做功mah C ．提升过程中物体的动能增加()m a g h + D ．提升过程中物体克服重力做功mgh 6．如图所示，一质量为m 的物体，始终固定在倾角为θ 的斜面上，下面说法中不正确的是
人教版高中物理必修二《曲线运动》教学 设计 人教版高中物理必修二《曲线运动》教学设计 一、教学目标 1.知识与技能 （1）知道曲线运动是一种变速运动，它在某点的瞬时速度方向在曲线这一点的切线上； （2）理解物体做曲线运动的条件是所受合外力与初速度不在同一直线上． 2.方法与过程 （1）类比直线运动认识曲线运动、瞬时速度方向的判断和曲线运动的条件； （2）通过实验观察培养学生的实验能力和分析归纳的能力． 3.情感态度与价值观 激发学生学习兴趣，培养学生探究物理问题的习惯． 二、教学重难点 1.曲线运动中瞬时速度方向的判断 2.理解物体做曲线运动的条件 三、教学过程 1.新课导入，引入曲线运动
教师：在必修一里我们学习了直线运动，我们知道物体做直线运动时他的运动轨迹是直线，需要满足的条件是物体所受的合力与速度的方向在同一条直线上。但在现实生活中，很多物体做的并非是直线运动，比如玩过山车的游客的运动、火车在其轨道上的运动、风中摇曳着的枝条的运动、人造地球围绕地球的运动（图片）。 问题1：在这几幅图片中，物体的运动轨迹有什么特点？ （运动的轨迹是一条曲线） 教师：我们把像这样运动轨迹是曲线的运动叫做曲线运动。 设计意图：通过复习直线运动引入生活中更为常见的曲线运动，并借助实例归纳出曲线运动的概念，帮助学生认识曲线运动。 2.曲线运动的方向 问题2：我们知道物体在做直线运动时，物体的速度方向始终是保持不变的，那么在做曲线运动时，物体的速度的方向又有什么特点呢？ （方向时刻在改变） 问题3：那么，我们该如何确定物体做曲线运动时每时每刻所对应速度的方向呢？ 教师：我们猜想一下，钢珠从弯曲的玻璃管中滚落出，
第七章机械能守恒定律第2节功教学设计 【教学目标】 知识与能力 1.知道功的概念，理解做功的两个必要因素。 2.掌握功的公式，明确公式中各个字母所代表的物理量，知道功的单位。 3.知道功是标量，理解正功和负功的含义，能正确判断正功和负功。 过程与方法 1.通过演示和事例，并同时通过启发式探究，使学生明白“功”的来历并掌握做功的两个因素。 2.在推导过程中，通过猜想、从特殊到一般，再从一般到特殊的理论论证等方法培养学生科学论证能力和推理能力。 情感态度与价值观 1.通过分析日常现象，培养学生探究周围事物的习惯，培养学生学习物理的兴趣。 2.培育学生发表见解的意识和与他人交流的愿望。 【教学重点】 在理解力对物体做功的两个要素的基础上掌握功的概念及功的计算公式。 【教学难点】 1.正功和负功的含义及如何判定各个力做功的正负。 2.合外力做功的计算 【教学过程】 教师活动学生活动 导 入 新 课 1. 各物体在力的作用下能量都发生了改变，思考为什么物体的能量会发生变化？能量的变化又如何量度？ 2．提问：在初中的学习当中什么叫做力做功？ 力与物体在力的方向上通过的距离的乘积。1．观察图片，产生强烈的学习愿望。明确今天的学习内容。 2．让学生回忆和复习初中已学过的功的概念。 3．回忆初中学过的功的定义。
2．如果力的方向与物体的运动方向不一致，而是成某一角度，又该怎样计算功呢？ 问题二：物体m在与水平方向成α角的力F的作用下，沿水平方向向前行驶的距离为l，如图乙所示，求力F 对物体所做的功。 3．展示学生的推导结果，点评、总结，得出功的定义式。 4．讲解：力F对物体所做的功等于力的大小、位移的大小、力和位移夹角的余弦这三者的乘积。 即：W=FL cosα或者应该写成W=︱F︱︱L︱cosα W表示力对物体所做的功，F表示物体所受到的力的大小，L物体所发生的位移的大小，α是力F方向和位移方向之间的夹角。在SI制中，功的单位为焦。1J=1N·m，1J等于1N的力使物体在力的方向上发生1m的位移时所用的功。在用功的公式计算时，各量要求统一采用国际单位制。 功的公式还可理解成在位移方向的分力与位移的乘积，或力与位移在力的方向的分量的乘积。 5．对功的一般公式W＝FLcosα是如何理解的？ 问题二中若水平地面是光滑的或是粗糙的，各力做功分别是多少？若物体匀速或加速运动，力F做功是多少？ ①公式中F为恒力，可以是某一个力也可以是几个力的合力，但要求这个合力也是恒力； ②计算时要明确哪个力对物体做功； ③要计算功只要找恒力F、l和α就可以了，做功与运动形式无关； ④l为力F作用时物体所发生的位移，不一定是力的方向上的位移；α是F与l的夹角； ⑤功是标量。据做功的两个不可缺少的因素可知：分力F1对物体所做的功等于F1s。而分力F2的方向跟位移的方向垂直，物体在F2的方向上没有发生位移，所以分力F2所做的功等于零。所以，力F所做的功W=W1＋W2=W1=F1s=Fs cosα。 除此方法以外，还可将位移分解。 2．在教师的指导下进一步体会：①公式中F为恒力，可以是某一个力也可以是几个力的合力，但要求这个合力也是恒力； ②计算时要明确哪个力对物体做功； ③要计算功只要找恒力F、l 和α就可以了，做功与运动形式无关； ④l为力F作用时物体所发生的位移，不一定是力的方向上的位移；α是F与l的夹角； ⑤功是标量、过程量、是力在空间上的积累。
《抛体运动》教学设计教学 课题 《平抛运动》［必修 2 人教版第五章第二节］ 学习任务分析 本节研究平抛运动采用的是运动的合成与分解的研究方法，因此，在教学中应让学生主动尝试、直观感受应用这种方法来解决平抛物体运动规律。这一学习过程的经历，能激发学生探究未知问题的乐趣，领悟怎样将复杂的问题化为简单的问题，将未知问题化为已知问题。让学生真正理解运动合成与分解这种方法的意义，理解为什么平抛运动可以分解成水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动。日常生活中平抛运动的现象也较多，通过与生产、生活的联系，可以使学生更深入了解这两种运动的规律。 平抛物体的运动是曲线运动一章的重点，是一种最基本、最重要的曲线运动，是运动的合成和分解知识的第一次应用，是理解和掌握其它曲线运动的基础。平抛物体的运动是一种典型的匀变速曲线运动,它体现了处理复杂的曲线运动的基本方法——先分解成几个简单的直线运动——再进行合成,从而理解运动的独立性原理和叠加原理，并且会利用这种方法解决问题。本节的内容较简单，得出结论也并不难，但是用运动的合成和分解分析问题的方法，是运动学中常用的一种重要的研究 问题的方法，是本节课的一个重点。 重点难点分析 本节的重点是掌握平抛运动的研究方法和运动规律，难点是使学生理解平抛运动是由水平方向的匀速运动和竖直方向的自由落体运动合成的，并归纳出其运动规律。为突破这一难点，通过设计从观察现象--理论探究--实验探究（录像慢放）的过程，使学生直观感受到了平抛运动是由水平方向的匀速运动和竖直方向的自由落体运动合成的，并直接画出位移、速度矢量关系图，从而自然地归纳出其运动规律。 学情分析 本节课是学生学习研究物体运动规律的一个转折点，以前学生接触的都是直线运动，而本节内容是比较典型的曲线运动，对于直线运动的规律学生非常熟悉，而对曲线运动的处理方法及运动规律是陌生的。所以本节教学通过理论探究、实验探究（录像慢放）等手段探索出平抛运动的规律，让学生从中体会运用合成和分解研究曲线运动的基本思路，提高对运动合成与分解方法的运用能力。 教学目标知识 与技能 （1）知道抛体运动的定义、特点、分类。 （2）理解平抛运动可分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由 落体运动。 （3）掌握平抛运动的规律，知道处理平抛运动的思路，会处理简单的问题。 （4）了解斜抛运动的性质及处理思路。
《功》教学设计 【教学目标】 基本要求：1. 能用语言准确描述功的概念，知道功的两个要素。 2. 会推导功的计算公式W=FLcosα，会用这个公式计算恒力功。 3. 理解正功和负功的概念，知道正功或负功的物理意义。 4. 掌握求几个力对物体所做的总功的方法。 发展要求: 通过实验探究过程培养学生的观察和推理能力，使学生学会思考与分析、演绎推理和归纳总结，提高学生的推理计算以及分析问题和解决问题能力。 【教学重点】 理解功的概念以及会利用功的公式进行计算 【教学难点】 1．物体在力的方向上的位移与物体运动的位移容易混淆。 2．要使学生对负功的意义有所认识，也较困难。 【教学课时】1课时 【探究学习】 （一）引入新课 初中我们学过功的概念：“如果一个力作用在物体上，物体在这个力的方向上移动了距离，就说这个力对物体做了功”。根据讲台上提供的器材:握力器、手拉箱，哪位同学愿意上台展示一下对他们做功？
握力器的展示可以多次，让学生感觉到累：对器材做了功，消耗了能量。 功是能量转化的量度。能量的变化总是伴随着做功过程发生的，我们来一起观看视频。 起重机在起吊货物时，拉力对货物做了功，货物的重力势能增加；卫星在强大推力作用下速度迅速增大，卫星的动能增加等等例子，都说明了能量转化都伴随着做功的过程。但是，我们要如何来定量的描述能量的转化过程呢？那就是做功。 本节课我们来继续学习有关功的知识，在初中基础上进行扩展和深化。 首先看导学案之自主导学，并让学生学习小组回答答案，引出这节课主要探究和解决的三个问题： 1、若力的方向与物体的运动方向成某一角度,该怎样计算功呢? 2、正功和负功 3、物体实际受力不止一个，如何求解做的总功? （二）进行新课 通过师生互动，与学生一起归纳初中学习的做功的二个必要因素。 一、决定功的两个必要因素： 力．以及在力的方向上发生的位移 ．．．．．．．．．．。 所以，提着水不动或者在平地上匀速行走， 都不会对物体做功。从高中的角度看，有了力，还必须要在力的方向 上发生位移，力才做功。
专题二 第1讲 功 功率和动能定理 考向一 功和功率的计算 (选择题) 1.恒力做功的公式 W ＝Fl cos α(通过F 与l 间的夹角α判断F 是否做功及做功的正、负)。 2．功率 (1)平均功率：P ＝W t ＝F v cos α。 (2)瞬时功率：P ＝Fv cos α(α为F 与v 的夹角)。 [例1] (2014·全国新课标Ⅱ)一物体静止在粗糙水平地面上。现用一大小为F 1的水平拉力拉动物体，经过一段时间后其速度变为v 。若将水平拉力的大小改为F 2，物体从静止开始经过同样的时间后速度变为2v 。对于上述两个过程，用WF 1、WF 2分别表示拉力F 1、F 2所做的功，W f 1、W f 2分别表示前后两次克服摩擦力所做的功，则( ) A ．WF 2>4WF 1, W f 2>2W f 1 B ．WF 2>4WF 1, W f 2＝2W f 1 C ．WF 2<4WF 1, W f 2＝2W f 1 D ．WF 2<4WF 1, W f 2<2W f 1 [思路探究] (1)两次物体的加速度、位移存在什么关系？ 提示：因为前后两次t 相等，由a ＝v t ，x ＝v 2 t 知，a 1∶a 2＝1∶2，x 1∶x 2＝1∶2。 (2)两次合力做功存在什么关系？ 提示：由动能定理知W 合1∶W 合2＝1∶4。 [解析] 由x ＝v t 知，前后两次的位移之比x 1∶x 2＝1∶2，由W f ＝fx 知W f 1∶W f 2＝1∶ 2；由动能定理知，WF 1－W f 1＝12mv 2，WF 2－W f 2＝1 2 m ·(2v )2，所以WF 2－W f 2＝4(WF 1－W f 1)， 又因为W f 2＝2W f 1，所以4WF 1－WF 2>0，即WF 2<4WF 1，C 正确。 [答案] C [感悟升华] 计算功和功率时应注意的问题 1．(2014·模拟)如图所示，自动卸货车始终静止在水平地面上，在液压机的作用下，车厢与水平面间的θ角逐渐增大且货物相对车厢静止的过程中，下列说确的是( )
第一章 第一节质点参考系和坐标系 三维目标 知识与技能 １．认识建立质点模型的意义和方法能根据具体情况将物体简化为质点，知道它是一种科学的抽象，知道科学抽象是一种普遍的研究方法。 ２．理解参考系的选取在物理中的作用，会根据实际情况选定参考系。 ３．认识一维直线坐标系，掌握坐标系的简单应用。 过程与方法 １．体会物理模型在探索自然规律中的作用，初步掌握科学抽象理想化模型的方法。２．通过参考系的学习，知道从不同角度研究问题的方法。 ３．体会用坐标方法描述物体位置的优越性。 情感态度与价值观 １．认识运动是宇宙中的普遍现象，运动和静止的相对性，培养学生热爱自然、勇于探索的精神。 ２．渗透抓住主要因素，忽略次要因素的哲学思想。 ３．渗透具体问题具体分析的辩证唯物主义思想。 教学重点 １．理解质点概念以及初步建立质点要点所采用的抽象思维方法。 ２．在研究具体问题时，如何选取参考系。 ３．如何用数学上的坐标轴与实际的物理情景结合起来建立坐标系。 教学难点 在什么情况下可以把物体看作质点。 课时安排 １课时 教学过程 导入 我们知道宇宙中的一切物体都在不停地运动着，机械运动是最基本、最普遍的运动形式，那么什么是机械运动呢？请列举几个运动物体的例子。 机械运动简称运动，指物体与物体间或物体的一部分和另一部分间相对位置随时间发生改变的过程。 新课教学 一、物体和质点 问题：选择以上一个较复杂的运动（例如鸟的飞行），我们如何描述它？ 引导学生分析： １．描述起来有什么困难？ ２．我们能不能把它当作一个点来处理？
３．在什么条件下可以把物体当作质点来处理？ 小结 １．只有质量，没有形状和大小的点叫做质点。 ２．质点是一种科学抽象，一一种理想化的模型，这种忽略次要因素、突出主要因素（质量）的处理方法是一种非常重要的科学研究方法。 ３．一个物体能否看成质点，取决于它的形状和大小在所研究问题中是否可以忽略不计，而跟自身体积的大小、质量的多少和运动速度的大小无关。 ４．一个物体能否被看成质点，取决于所研究的问题的性质，同一个物体在不同的问题中，有的能被看作质点，有的却不能被看成质点。 学生讨论：１。是不是只有很小的物体才能看作质点？ ２．地球的自转和转动的车轮能否被看作质点？ ３．物理中的“质点”和几何中的点有什么相同和不同之处？ 二、参考系 导入 坐在教室里的同学看到其他同学都是静止的，却不知道他们都在绕着太阳在高速运动着，这里面蕴含了什么问题呢？ 学生活动 让学生观察图1.1-3和1.1-4，阅读图右文字，回答以下问题 １．得出什么结论？ ２．就图1.1-4能否提出一些问题？（例如为什么跳伞者总是在飞机的正下方）目的是为了培养学生的观察能力和提取有用知识的能力。 小结 １．参考系是参照物的科学名称，是假定不动的物体。 ２．运动和静止都是相对的。 ３．参考系的选择是任意的，一般选择地面或相对地面静止的物体。 学生讨论：１。小小竹排江中游，巍巍青山两岸走 ２．月亮在莲花般的云朵里穿行 ３．坐地日行八万里，巡天遥看一千河 在上述三例中，各个物体的运动分别是以什么物体为参考系的。 三、坐标系 创设实例：从一中到冶浦桥的公交车或刘翔的110m栏。 提出问题：怎样定量（准确）地描述车或刘翔所在的位置。 教师提示：你的描述必须能反映物体（或人）的运动特点（直线）、运动方向、各点之间的距离等因素。 学生讨论 教师总结 １．为了定量描述物体的位置随时间的变化规律，我们可以在参考系上建立适当的坐标系，这个坐标系应该包含原点、正方向和单位长度。 ２．对于质点的直线运动，一般选取质点的运动轨迹为坐标轴，质点运动的方向为坐标轴的正方向，选取计时起点为坐标轴的原点。单位长度的选定要根据具体情况。 ３．位置的表示方法，例：x=5m。 学生讨论：如果物体在平面上运动（例如滑冰运动员），我们应如何建立坐标系？ 小结
高中物理必修二教案1 第一节曲线运动 -CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN
第五章曲线运动 一、课标要求： 1.会用运动合成与分解的方法分析抛体运动。 2.会描述匀速圆周运动。知道向心加速度。 3.能用牛顿第二定律分析匀速圆周运动的向心力。分析生活中的离心现象。 4.关注抛体运动和圆周运动的规律与日常生活的联系。 二、重点难点： 1.教学重点： 在以前研究直线运动时，建立了一套研究物体运动规律的方法，将这一套研究方法推广到研究曲线运动，是认知发展的必然。 2.教学难点： 讨论物体做曲线运动的条件；形成正确的逻辑思维，使学生在自己的知识基础上，通过实验和逻辑分析，一步一步“侦破”曲线运动的奥秘；构建向心加速度的合理知识结构。 三、教法建议： 理解概念：重视指导学生理解圆周运动，线速度，角速度，向心加速度的基本概念。 掌握线索：展示实例，说明曲线运动的方向，以实例说明在平面直角坐标系中如何研究物体的运动，运动的合成与分解。 理论联系实际：分析生活中的圆周运动，通过牛顿第二运动定律推导向心力，并用实验验证向心力的表达式。 四、课时安排： 整章可分三个部分，新授共8课时： 第一部分1．曲线运动 1课时 2
第二部分2．质点在平面内的运动1课时 3．抛体运动的规律 1课时 4．实验研究平抛运动 1课时 第三部分5．圆周运动 1课时 6．向心加速度 1课时 7．向心力 1课时 8．生活中的圆周运动 1课时单元总结1课时，单元测试2课时，讲评1课时。 3
第一节曲线运动 教学目标： 1、知识与技能 （l）知道曲线运动中速度的方向，理解曲线运动是一种变速运动； （2）知道物体做曲线运动的条件是所受的合外力与它的速度方向不在一条直线上。 2、过程与方法 （1）体验曲线运动与直线运动的区别； （2）体验曲线运动是变速运动及它的速度方向的变化。 3、情感、态度与价值观 （1）能领略曲线运动的奇妙与和谐，发展对科学的好奇心与求知欲； （2）有参与科技活动的热情，将物理知识应用于生活和生产实践中。 教学重点、难点： 1.重点：什么是曲线运动；物体做曲线运动的方向的确定；物体做曲线运动的条件。 2.难点：物体微曲线运动的条件。 教学方法： 探究、讲授、讨论、练习 教具准备： 投影仪、投影片、斜面、小钢球、小木球、条形磁铁。 教学过程： 第一课时 一、导入新课 4
高中物理学习材料 （马鸣风萧萧**整理制作） 功 授课内容： 例题1、一个质量为150kg的物体，受到与水平方向成α=37°角的斜向右上方的拉力F=500N的作用，在水平地面上移动的距离为x=5m，物体与地面间的滑动摩擦力f=100N，求拉力F和滑动摩擦力f做的功？ 例题2、一个质量m=2kg的物体，受到与水平方向成37°角斜向上的力 F1=10N作用；在水平地面上移动距离l=2m，物体与地面间的摩擦力 F2=4.2N，求合力对物体所做的总功. 例题3、在光滑的水平面和粗糙的水平面上各放一质量不同的木块，在相同的拉力作用下，通过相同的位移，拉力对木块做的功( ) A.在光滑的水平面上较多 B.在粗糙的水平面上较多 C.一样多 D.由小车运动所需的时间决定
例题4、放在粗糙水平地面上的物体，在10N的水平拉力作用下，以6 m/s 的速度匀速移动4s，则拉力共做了功，摩擦阻力对物体做了的功.物体克服摩擦阻力对物体做了的功. 例题5、质量为m的物体沿倾角为θ的斜面匀速滑下，在通过位移L的过程中( ) A.重力对物体做功mgL B.重力对物体做功mgL sinθ C.支持力对物体做功mgL cosθ D.摩擦力对物体做正功，数值为mgL sinθ 例题6、用水平恒力F将小球由最低点拉到B处，拉力F做功W多大？ 例题7：子弹水平射入木块，在射穿前的某时刻，子弹进入木块深度为d，木块位移为s，设子弹与木块相互作用力大小为f，则此过程中木块对子弹做功Wf子= ；子弹对木块做功Wf木= ；一对f对系统做功W f系= 。 例题8：水平拉着物块绕着半径为R的圆形操场一圈，物块与地面动摩擦因数为μ，质量为m，则此过程中，物块克服摩擦力做功为.
功——教学过程设计 教具：带有牵引细线的滑块(或小车)。 （一）引入新课 功这个词我们并不陌生，初中物理中学习过功的一些初步知识，今天我们又来学习功的有关知识，绝不是简单地重复，而是要使我们对功的认识再提高一步。 （二）教学过程设计 1、功的概念 先请同学回顾一下初中学过的与功的概念密切相关的如下两个问题：什么叫做功？谁对谁做功？然后做如下总结并板书： (1)如果一个物体受到力的作用，并且在力的方向上发生了位移，物理学中就说这个力对物体做了功。 然后演示用水平拉力使滑块沿拉力方向在讲桌上滑动一段距离，并将示意图画到黑板上，如图1所示，与同学一起讨论如下问题：在上述过程中，拉力F对滑块是否做了功？滑块所受的重力mg对滑块是否做了功？桌面对滑块的支持力N是否对滑块做了功？强调指出，分析一个力是否对物体做功，关键是要看受力物体在这个力的方向上是否有位移。至此有如下总结并板书： (2)在物理学中，力和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。 2、功的公式 就图1提出：力F使滑块发生位移s这个过程中，F对滑块做了多少功如何计算？由同学回答出如下计算公式：W=Fs。就此再进一步提问：如果细绳斜向上拉滑块，如图2所示，这种情况下滑块沿F方向的位移是多少？与同学一起分析并得出这一位移为s cos α。至此按功的前一公式即可得到如下计算公式： W=Fscosα 再根据公式W=Fs做启发式提问：按此公式考虑，只要F与s在同一直线上，乘起来就可以求得力对物体所做的功。在图2中，我们是将位移分解到F的方向上，如果我们将力F分解到物体位移s的方向上，看看能得到什么结果？至此在图2中将F分解到s的方向上得到这个分力为Fcosα，再与s相乘，结果仍然是 W=Fscosα。就此指出，计算一个力对物体所做的功的大小，与力F的大小、物体位移s的大小及F和s二者方向之间的夹角α有关，且此计算公式有普遍意义(对计算机械功而言)。至此有如下板书： W=Fscosα 力对物体所做的功，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积。 接下来给出F=100N、s=5m、α=37°，与同学一起计算功W，得出W=400N·m。就此说明1N·m这个功的大小被规定为功的单位，为方便起见，取名为焦耳，符号为J，即1J=1N·m。最后明确板书为： 在国际单位制中，功的单位是焦耳(J)
人教版高中物理必修2教案 第五章曲线运动 5.1 曲线运动 三维教学目标 1、知识与技能 （l）知道曲线运动中速度的方向，理解曲线运动是一种变速运动； （2）知道物体做曲线运动的条件是所受的合外力与它的速度方向不在一条直线上。 2、过程与方法 （1）体验曲线运动与直线运动的区别； （2）体验曲线运动是变速运动及它的建度方向的变化。 3、情感、态度与价值观 （1）能领略曲线运动的奇妙与和谐，发展对科学的好奇心与求知欲； （2）有参与科技活动的热情，将物理知识应用于生活和生产实践中。 教学重点：什么是曲线运动；物体做曲线运动的方向的确定；物体做曲线运动的条件。 教学难点：物体微曲线运动的条件。 教学方法：探究、讲授、讨论、练习 教具准备：投影仪、投影片、斜面、小钢球、小木球、条形磁铁。 教学过程： 第一节曲线运动 （一）新课导入 前面我们学习过了各种直线运动，包括匀速直线运动、匀变速直线运动、自由落体运动等。下面来看这个小实验，判断该物体的运动状态。 实验：（1）演示自由落体运动，该运动的特征是什么？（轨迹是直线） （2）演示平抛运动，该运动的特征是什么？（轨迹是曲线） 这里我们看到一种我们前面没有学过的运动形式，它与我们前面学过的运动形式有本质的区别。前面我们学过的运动的轨迹都是直线，而我们现在看到的这种运动的轨迹是曲线，我们把这种运动称为曲线运动。 概念：轨迹是曲线的运动叫曲线运动。其实曲线运动是比直线运动普遍的运动情形，现在请大家举出一些生活中的曲线运动的例子？（微观世界里如电子绕原子核旋转；宏观世界里如天体运行；生活中如投标抢、掷铁饼、跳高、既远等均为曲线运动） （二）新课教学 1、曲线运动速度的方向 在前面学习直线运动的时候我们已经知道了任何确定的直线运动都有确定的速度方向，这个方向与物体的运动方向相同，现在我们又学习了曲线运动，大家想一想我们该如何确定曲线运动的速度方向?在解决这个问题之前我们先来看几张图片(如图6．1—l、6．1—2)。
司南版物理(必修)2第一章功和功率 第一节机械功 一、教学内容分析 1. 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”。该内容要求学生理解功的概念；在具体的物理情景中能判断出物体所受的各个力是否做功以及做功的正负；知道正功、负功的含义；应用功的一般公式，会计算恒力、合力的功。 本节课是在学生已有的认知结构“功的公式W=Fs”的基础上进行扩展，从力作用效果的角度导出功的一般公式W=Fs cosα，突出了力有空间积累的效果。功是物理学中的重要概念，功是能量转化的量度，与现代生活、生产等有着密切的联系。因此，在教学中应注重培养学生的推理能力和科学严谨的态度、注重获取知识的过程和方法，让学生了解物理思想，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，让学生的潜能在心情愉快、精神放松的状态下能够得到有效的释放和开发。 2. 教学目标 ⑴知识与技能：理解功的概念。知道功是标量，认识正功、负功的含义，在具体的物理情景中能判断物体所受的各力是否做功以及做功的正负。能利用功的一般公式计算恒力的功，掌握计算总功的两种方法。 ⑵过程与方法：通过功的概念及其公式导出的过程，体会并学习物理学的研究方法，能从现实生活中发现与“功”有关的问题，能运用功解决一些与生产和生活相关的实际问题。 ⑶情感态度与价值观：有将功的知识应用于生活和生产实际的意识，勇于探索与日常生活有关的“功”问题，认识物理模型和数学工具在物理学发展过程中的作用。 3. 教学重点、难点 ⑴重点：功的一般公式及其推导过程；判定物体所受的各个力是否做功以及做功的正负；总功的计算。 ⑵难点：弄清物体在力的方向上的位移与物体的位移是不同的；认识负功的物理意义；总功的计算。 二、案例设计 (一)导入新课 让全班学生动手操作：将各自的课桌右移约2cm.
7.2 功 教学三维目标 1、知识与技能 （1）理解功的概念，知道力和物体在力的方向发生位移是做功的两个不可缺少的因素； （2）理解正功和负功的概念，知道在什么情况下力做正功或负功； （3）知道在国际单位制中，功的单位是焦耳(J)，知道功是标量； （4）掌握合力做功的意义和总功的含义； （5）掌握公式W=Fs cosα的应用条件，并能进行有关计算。 2、过程与方法：理解正负功的含义，并会解释生活实例。 3、情感、态度与价值观：功与生活联系非常密切，通过探究功来探究生活实例。 教学重难点： （1）重点使学生掌握功的计算公式，理解力对物体做功的两个要素； （2）难点是物体在力的方向上的位移与物体运动方向的位移容易混淆，需要讲透、讲白； （3）使学生认识负功的意义较困难，也是难点之一。 教学方法：教师启发、引导，学生自主阅读、思考，讨论、交流学习成果。 教学工具：计算机、投影仪、CAI课件、录像片 教学过程： 第二节功 （一）引入新课 初中我们学过做功的两个因素是什么?（一是作用在物体上的力，二是物体在力的方向上移动的距离。） 扩展：高中我们已学习了位移，所以做功的两个要素我们可以认为是：①作用在物体上的力；②物体在力的方向上移动的位移。 导入：一个物体受到力的作用，且在力的方向上移动了一段位移，这时，我们就说这个力对物体做了功。在初中学习功的概念时，强调物体运动方向和力的方向的一致性，如果力的方向与物体的运动方向不一致呢？相反呢？力对物体做不做功？若做了功，又做了多少功？怎样计算这些功呢？本节课我们来继续学习有关功的知识，在初中的基础上进行扩展。 （二）教学过程设计 1、推导功的表达式 （1）如果力的方向与物体的运动方向一致，该怎样计算功呢？ 物体m在水平力F的作用下水平向前行驶的位移为s，如图1所示，求力F对物体所做的功。 1 在问题一中，力和位移方向一致，这时功等于力跟物体在力的方向上移动的距离的乘积。 W = F s （2）如果力的方向与物体的运动方向成某一角度，该怎样计算功呢？物体m 在与水平方向成α角的
2020年高中物理必修二全套精品教案 （超强） 曲线运动 教学设计思路： 本节为本章的起始内容，是以后学习抛体运动、圆周运动的基础，是学好以后知识的基本保证．本节课学生首先通过举例、观察图片，分析物体运动特点，猜想曲线运动的方向，然后通过实验验证猜想，教师根据学生的实际情况，渗透物理思想的教育，从理论上分析出曲线运动的方向． 关于物体做直线运动和曲线运动的条件，首先让学生猜想，然后通过实验进行验证，依据牛顿运动定律中力和运动的关系，得出物体做曲线运动的条件．教师引导学生深入探讨物体做曲线运动的一般规律，为以后的教学做好铺垫． 学习任务分析： 《普通高中新课程物理学科教学指导意见和模块学习要求》对“曲线运动”一节的要求是：知道曲线运动速度的方向，知道物体做曲线运动的条件，能够举例说明生活中遇到的曲线运动．1．教学重点：曲线运动的速度方向、物体做曲线运动的条件．
2．教学难点：物体做曲线运动的条件，曲线运动的普遍规律．学习者分析： 学生初次接触曲线运动的知识，对未知领域充满好奇． 教学目标： 一、知识与技能 1．知道什么是曲线运动，知道物体做曲线运动时的瞬时速度方向；知道曲线运动是变速运动． 2．理解物体做曲线运动的条件，并能分析一些曲线运动的简单实例． 3．知道物体做曲线运动的一般规律． 二、过程与方法 1．通过大量实例，使学生体会并归纳曲线运动的共同点：物体运动的轨迹是曲线． 2．在实验探究过程中组织学生总结出曲线运动的速度方向． 3．通过实验探究，分析并总结归纳物体做曲线运动的条件． 三、情感、态度与价值观 1．体会当所取变量范围足够小时，变和不变的统一性、曲和直的统一性，渗透辩证唯物主义世界观教育． 2．通过探究的过程，让学生体会得出结论的科学方法：归纳法．3．在探究过程中，注意渗透科学态度教育． 教学准备： 1．视频资料 （1）常见的曲线运动（飞机飞行表演；F1赛车转弯；赛摩托车
功 【教学目标】1、正确认识功的概念. 2、牢固掌握功的计算公式. 3、熟练运用功的公式进行计算，并能解释有关的实际问题.【教学重点难点】熟练运用功的公式进行计算 【教学方法】讨论、启发式教学 【教学过程】 一、引入新课 师：同学们！还记得初中学过的功的概念吗？ 生：物体在力的方向上通过了一段距离，我们就说力对物体做了功。 师：在初中学习功的概念时，我们强调物体运动方向和力作用方向的一致性。如果力的方向与物体运动方向不一致呢？比如相反呢？力对物体究竟有没有做功？若做了功，又做多少功呢？我们怎样来计算这些功？今天，我们进一步来学习功。 二、新课教学 1、功的初步概念 〔讲述〕那么，高中对功是怎样定义的呢？ 作用在物体上的力，如果使物体在力的方向发生了一段位移，我们就说这个力对物体做了功。 (教师板书定义，同时举例)人拉车向前运动，如 图1，说明拉力对车做了功。(强调车在拉力作用下， 发生了哪一段位移，并指明位移的方向。) 强调力和物体在力的方向上发生一段位移，是 做功的两个不可缺少的因素。 师：手提水桶水平地行走，提力对水桶有没有做功？ 生：没有。 师：为什么？ 生：缺少了做功的一个条件，提力方向(竖直方向)上水桶没有发生位移。
师：重力对水桶有没有做功？ 生：没有。 师：为什么？ 生：缺少了做功的一个条件，重力方向上水桶没有发生 位移。 (教师可视情况再举一些事例) 师：想一想，高中物理中功的概念与初中有什么不同？ 生：高中讲“位移”，初中讲“距离”。 师：还有什么不同？ 生：高中讲“发生”一段位移，初中讲“通过”的距离。 师：“位移”与“距离”有什么区别？“发生”跟“通过”有什么差异？ (学生疑惑，回答不全面) 〔讲述〕位移是矢量，距离是标量。 发生的一段位移并不要求物体非要沿着发生位移的路径通过，如人提水桶上坡，提力对水桶做功。见图2，人提水桶上坡的运动可分解为水平方向，竖直方向两个分运动。提力对作水平方向上分运动的水桶不做功，对作竖直方向上分运动的水桶不做功。用“发生一段位移”取代“通过的距离”不是简单的更换词组，它使我们所学的功的概念更深刻、更严密、更科学、更具普遍意义。其实，功这个概念是19世纪人们在广泛使用各种机械时总结出来的。随着实践的发展和科学的进步，功的概念也渐趋严密、科学、完善。我们学习功的概念也应由浅入深，由局部到一般。在今天和往后的学习中，我们是能体会到这一点的。(适时地对学生进行科学史观和认知规律的教育) 2、功的计算公式 〔讲述〕功和大小是由力的大小和物体在力方向上发生位移的大小来确定的，力越大，位移越大，功就越大。 那么，怎样计算功的大小呢？ 第一种情况，当力和位移方向一致时，也就 是力和物体运动方向一致。(教师板画图3) (请学生上黑板来写) 生：W=FS 师：对。功等于力的大小和位移大小的乘积。这里的F表示恒力的大小，S表示位移的
§6.6经典力学的局限性 课题 6.6经典力学的局限性 备课时间上课时间总课时数 课程目标知识与 技能 知道牛顿运动定律的适用范围。了解经典力学在科学研究和生产技术 中的广泛应用。知道质量与速度的关系，知道高速运动中必须考虑速 度随时间的变化。 过程与 方法 通过阅读课文体会一切科学都有自己的局限性，新的理论会不断完善 和补充旧的理论，人类对科学的认识是无止境的。 情感态度 与价值观 通过对牛顿力学适用范围的讨论，使学生知道物理中的结论和规律一 般都有其适用范围，认识知识的变化性和无穷性，培养献身于科学的 时代精神。 教学重点牛顿运动定律的适用范围 教学难点高速运动的物体，速度和质量之间的关系 教学过程二次备课引入新课：自从17世纪以来，以牛顿定律为基础的经典力学不断发展，取得 了巨大的成就，经典力学在科学研究和生产技术中有了广泛的应用，从而证明 了牛顿运动定律的正确性。 但是，经典力学也不是万能的，向其它科学一样，它也有一定的适用范围，有 自己的局限性。那么经典力学在什么范围内适用呢？有怎样的局限性呢？这节 课我们就来了解这方面的知识。 进行新课：请同学们阅读课文，阅读时考虑下列问题 1、经典力学取得了哪些辉煌的成就？举例说明。 2、经典力学在哪些领域不能 适用？能说出为什么吗？举例说明。3、经典力学的适用范围是什么？自己概 括一下。4、相对论和量子力学的出现是否否定了牛顿的经典力学？应该怎样 认识？5、怎样理解英国剧作家萧伯纳的话“科学总是从正确走向错误”？ 学生阅读教材，并思考上面的问题。分组讨论，代表发言。 ［学生A］经典力学在微观领域和高速运动领域不再适用；在不同参考系中不 能适用；在强引力的情况下，经典的引力理论也是不适用的。 ［学生B］因为微观粒子（如电子、质子、中子）在运动时不仅具有粒子性， 而且还具有波动性，经典力学不能说明这种现象，所以它不再适用，同时在高 速运动领域，由于物体运动速度太快，要导致质量发生变化，而经典力学认为 质量是不变的，所以经典力学在高速运动领域内也不再适用. ［学生C］从上面分析知：牛顿运动定律的适用范围是：宏观物体，低速运动。 教师总结：经典力学在微观领域、高速运动的情况下不再适用.那么对这些领 域的问题又应如何研究呢？下面给大家简单介绍一些近代物理知识。 从经典力学到相对论的发展 以牛顿运动定律为基础的经典力学中，空间间隔（长度）s、时间t和质量m 这三个物理量都与物体的运动速度无关.一根尺子静止时这样长，当它运动时 还是这样长；一分钟不论处于静止状态还是处于运动状态，其快慢保持不变； 一个物体静止时的质量和运动时的质量一样.这就是经典力学的绝对时空观. 到了19世纪末，面对高速运动的微观粒子发生的现象，经典力学遇到了困难.