高中校本课程_【中职】物理《功》教学设计学情分析教材分析课后反思
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《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。
《功》教学设计《功》学情分析本班学生思维活跃,听课认真,对物理现象有浓厚兴趣,但思维深度不够,思维准确性欠佳,抽象思维还不成熟。
教学中通过多媒体课件具体的动态实例,激发学生积极思考,使抽象的东西具体化,有利于学生的理解与认识,也提高了学生的分析概括能力。
《功》学生学习效果测评一、学生课堂表现测评二、结果分析简化教学模式,教师做到精讲,学生才能多练,才能提高课堂学习效率。
要启发学生,留给学生一些思考的空间,教给学生学习的方法,正所谓“授人以鱼,三餐之需;授人以渔,终生之用”。
教师应转变教学观念,充分发挥学生的主体性,在切实提高课堂教学质量的同时培养学生的探究和思维能力。
《功》教材分析《功》在初中物理中占有很重要的作用,是初中物理《课程标准》的三大主题之一,本节内容不仅是本章内容的基础,也是以后学习能量的重要铺垫。
教学重难点重点:理解功的概念,功的两个必要的因素,并用公式简单计算解决策略:通过创设情境,复习旧知来循序渐进引入本节内容,同时设计导学案引导学生自学,通过自学来理解功的概念以及功的两个必要因素,由学入教,由学定教。
难点:能准确判断判断力对物体是否做功解决策略:利用课本“想想议议”栏目中的实例,区分力是否对物体做功,认识力做功的两个必要因素,另外再利用以前所学的惯性知识来总结另一个力不做功的情况,本环节设计小组讨论,利用小组讨论来拓宽思维。
课时设置:一课时第三节《功》评测练习例题1:质量为50kg的雪橇上装载了350kg的货物,一匹马拉着它沿水平道路将货物匀速运到3000m外的货场。
如果雪橇行进中受到的摩擦力是800N,求马运货时做的功。
例题2: 在平地上,用50N的水平推力推动重100N的箱子,前进了10米,推箱子的小朋友做了多少功?如果把这个箱子匀速举高1.5m,他做了多少功?课堂检测:1、下列属于功的单位的是( )A.焦耳B.牛顿C.牛•米D.焦耳/秒2、某人用50N的力把一物体竖直向上移动了2米,该人做功()A. 40JB. 60JC. 100JD. 140J3、下列关于功的概念的理解正确的是( )A.只要有力作用在物体上,力就对物体作了功B.物体只要移动距离,就做了功.C.有力作用在物体上,物体又移动了距离这个力就一定做了功.D.有力作用在物体上,物体在力的方向上移动了距离,则这个力就对物体做了功.4、一个同学用50N的水平方向的力将一只重为5N的足球沿水平方向踢了出去,足球在地上滚了40米才停下来.在球滚动的过程中,脚对球做的功是( )A. 0JB. 200JC. 2000JD.条件不足,无法计算5、下列情况下,人没有对物体做功的是( )A、工人把一堆砖从地面抬到三楼B、工人把板车从甲地拉到乙地C、某人提着水桶在水平地面上走D、学生推着自行车进校门6、一个人先后用同样大小的力沿水平方向拉木箱,使木箱分别在光滑和粗糙两种不同的水平地面上前进相同的距离。
⾼中物理_功教学设计学情分析教材分析课后反思教学设计学习⽬标:(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)。
《功》教案教学目标1. 知识与技能(1)理解什么叫做功以及做功所必需的两个要素。
(2)掌握功在力和位移同向以及一般情况下的计算公式,以及功的符号表达式和功的单位。
并能进行有关计算(3)掌握正负功的物理意义,在日常生活中学会判断力做功的正负。
(4)掌握合力做功的意义2. 过程与方法(1)通过经历讨论探究的过程掌握讨论探究的方法。
(2)通过掌握功的计算以及产成条件,尝试运用功来解决日常生活中的问题。
3.情感态度价值观(1)通过列举功在现实广泛的应用,使学生联系生活实际,激发好奇心,产生求知欲。
(2)通过对功的学习,增强自己将物理知识应用于生产生活实际的意识,勇于探究与日常生活有关的物理问题。
4、教学重点和难点(1)教学重点学生在理解力对物体做功的两个要素的基础上掌握功的概念和功的计算和正负功的物理意义。
(2)教学难点功的正负的物理意义。
课时安排:1课时教学过程:功复习回顾:功这个概念同学们并不陌生,我们在初中就已经学习过它的初步知识.让同学们思考做功的两个因素: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.教师引导:高中知识的学习对知识的定义与理解更加深入,我们已经学习位移,对功的要素应如何更加精确地描述?扩展教学:可以精确描述为:①作用在物体上的力;①物体在力的方向上移动的位移.即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问题探究问题1:如果力的方向与物体的运动方向一致,应该怎样计算这个力的功.课件展示情景一:物体m 在水平力F 的作用下水平向右的位移为l,如下图所示,求力F 对物体做的功.教师指导学生思考问题,根据功的概念独立推导.尤其强调力和位移方向一致,这时功等于力跟物体在力的方向上移动的位移的乘积.即W=Fl.问题2: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?课件展示情景二: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,如图所示,求力F 对物体所做的功.教师提示学生思考,虽然F 与位移方向不一致,但可以根据力F 的作用效果把F 沿两个方向分解.即跟位移方向不一致的分力F 1,跟位移方向垂直的分力F 2.学生根据教师的提示画出物体的受力分析图,并在相互垂直的方向上正交分解,并求解F 1、F 2的功.则分力F 1所做的功等于F 1l,分力F 2的方向跟位移的方向垂直,物体在F 2的方向上没有发生位移,所以F 2所做的功等于零.因此,力F 对物体所做的功W 等于F 1l,而F 1=Fcosα,所以,W=Flcosα教师利用实物投影仪展示学生的推导结果,点评、总结,得出功的定义式,及其文字叙述,并强调公式中各量的物理意义.通过让学生动手亲自推导公式,让学生加深对公式的理解,为公式的灵活应用打好基础.要点辨析:教师与学生共同通过具体实例的计算,对公式的使用注意事项总归纳:1.公式中F 应为恒力,即大小、方向不变.2.做功与物体运动形式(匀速或变速)无关,也就是说,当F 、l 及其夹角α确定后,功W 就有确定值.3.计算功时,一定要明确是哪个力对物体做的功.4.公式中的单位:F——牛(N);l——米(m);W——焦(J).二、正功和负功公式理解:功的计算式W=Flcosα包含cosα这一要素,通过数学知识的学习我们知道:随着α的变化,cosα的值也变化.指导学生利用数学知识讨论随α的变化,cosα的取值如何变化,从而得到功W 的意义如何.学生讨论总结:力F 与物体位移l 的夹角α的取值范围为0°≤α≤180°.那么,在这个范围之内,cosα可能大于0,可能等于0,还有可能小于0,从而得到功W 也可能大于0、等于0、小于0.教师指导学生思考所讨论的问题,并画出各种情况下力做功的示意图.并通过示意图总结:1.当α=0°时 cos α= 1 ,w=Fl2.当α=2时,cosα=0,W=0.力F 和位移l 的方向垂直时,力F 不做功;3.当α<2π时,cosα>0,W>0.这表示力F 对物体做正功; 4.当2π<α≤π时,cosα<0,W<0.这表示力F 对物体做负功. 思维拓展功是标量,只有数值,没有方向.功的正、负并不表示功的方向,而且也不是数量上的正与负.我们既不能说“正功与负功的方向相反”,也不能说“正功大于负功”,它们仅表示相反的做功效果.正功和负功是同一物理过程从不同角度的反映.在上述对功的意义认识的基础上,讨论正功和负功的意义,得出如下认识:正功的意义是:力对物体做功向物体提供能量,即受力物体获得了能量.负功的意义是:物体克服外力做功,向外输出能量(以消耗自身的能量为代价),即负功表示物体失去了能量.课堂训练1、一学生用100N 的力将质量为0.5kg 的球迅速踢出,球在水平路面上滚出20m 远,则该学生对球做的功是:( )A 、2000JB 、1000JC 、16JD 、无法确定要点:公式中F 为恒力,且始终作用在物体上2、关于功的论述,下列说法正确的是:A 、大的力一定比小的力做的功多B 、+5J 的功比-5J 的功多C 、+10J 功比+5J 的功多要点:功的正负不表示功的大小3、两质量相等的物体A 、B 分别放在粗糙水平面上和光滑的水平面上,在同样的拉力F 作用下,产生相同的位移S ,则拉力:A 、对A 做的功多B 、对B 做功多C 、一样多D 、以上都有可能要点:力对物体做的功只与F 、 l 、 α三者有关,与物体的运动状态等因素无关例题4、一个质量m =150kg 的雪橇,受到与水平方向成37°角的斜向上方的拉力F=500N ,在水平地面上移动的距离为5m ,物体与地面间的滑动摩擦力f =100N ,求(1)各个力对物体所做的功(2)各个力对物体做功的代数和(3)物体所受的合力(4)合力对物体做的功B粗糙 光滑(1):拉力F 1对物体所做的功为:W 1=F 1lcos37°=500×5×0.8 J=2000 J摩擦力f 对物体所做的功为:W 2=f lcos180°=-100×5 J=-500 J(2)外力对物体所做的总功W 等于W 1和W 2的代数和所以:W=W 1+W 2=1500 J.(3)物体受到的合力为:F 合=F 1cos37°-f =500×54N -100 N=300 N (4)合力对物体做的功W=F 合l=300×5 J=1500 J.师生一起点评两种解答过程,并对解题规律总结如下:几个力对一个物体做功的代数和,等于这几个力的合力对物体所做的功当物体在几个力的共同作用下发生一段位移时,求这几个力的总功的方法:一是根据功的公式W=Flcosα,其中F 为物体所受的合外力;二是先求各力对物体所做的功W 1、W 2、…W n ,再求各力所做功的代数和,即W=W 1+W 2+…+W n ,注意代入功的正、负号.三.摩擦力功的理解 【问题导思】 1. 滑动摩擦力一定做负功吗? 2. 静摩擦力一定不做功吗?3.相互作用的一对静摩擦力的总功和一对滑动摩擦力的总功分别如何?我们知道运动的物体可以受滑动摩擦力或静摩擦力,静止的物体也可以受滑动摩擦力或静摩擦力.总结 : (1)当静止的物体受到滑动摩擦力或静摩擦力时,摩擦力对该物体不做功.(2)当运动的物体受到滑动摩擦力或静摩擦力时,摩擦力可能是阻力,也可能是动力.当摩擦力为动力时,摩擦力做正功;当摩擦力为阻力时,摩擦力做负功.(3)求摩擦力做的功时,对于静摩擦力,由于物体之间相对静止,两物体位移相同.因此一对静摩擦力做功的代数和为零.对于滑动摩擦力,由于物体之间有相对滑动,故两个物体的对地位移并不相同,因此两个相互作用的滑动摩擦力做功的总和不为零.4、作用力和反作用力做功一定是大小相等,正负相反吗?作用力和反作用力做功,其大小不一定相等,正负也不一定相反课堂练习关于摩擦力对物体做功,以下说法中正确的是( )A 、滑动摩擦力总是做负功B 、滑动摩擦力可能做负功,也可能做正功S N S N SSMv m vC、静摩擦力对物体一定做负功D、静摩擦力对物体总是做正功课堂小结一、做功的两个必要因素1、作用在物体上的力2、物体在力的方向上发生一段位移二、功的一般计算公式W=FL cosα三、功是标量,国际单位制中单位为J四、功的正负的物理意义:力对物体做正功,该力成为物体运动的动力力对物体做负功,该力成为为物体运动的阻力五、总功的求法1、先求每一个力所做的功,在求它们的代数和;2、先求合力,再求合力所做的功。
7.2 功【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W=Fl cos a的适用范围,会用功的公式进行计算。
4.理解正功、负功的概念,会用公式计算多个力的总功。
【重点难点】1.功的计算公式2.功是标量的认识【学习导航】一、功1.阅读教材第一自然段,观察图片,感知起重机对货物做功改变其重力势能、牵引力做功改变机车动能、手对握力器做功改变其弹性势能,初步总结功和能之间的关系。
2.功的概念:3. 力对物体做功的两个要素是什么?4.功的表达式(1)力的方向与位移的方向一致,F对物体做功为多少?W=(2)力与位移的夹角成任意角度时,F对物体做功为多少?W=思考与讨论:如右图,小球被压缩的弹簧弹出发生位移l的过程中,功的表达式还能否直接应用?l5.功的单位:6.通过下面的练习判断功是标量还是矢量练习:在光滑水平面上,物体受两个沿水平方向、互相垂直的大小分别为F1=3N和F2=4N 的恒力,从静止开始运动5m的过程中,求(1)每个力做的功(2)合力做的功(3)若W1与W2为矢量,求解W1与W2的矢量和?与(2)中合力的功对比,你对功是标量还是矢量如何认识?二、正功和负功1.讨论α取不同值时力做功情况(1)如下图,当α=π/2时,重力和支持力对物体做功情况分别如何?(2)当α<π/2时,如人用力拉车前进时,由功的表达式判断拉力对车做功情况为,从力与运动角度分析,力F是促进还是阻碍车的运动?(3)当π/2 <α≤ π时,如人用力向后拉车使其减速时,由功的表达式判断拉力对车做功情况为,从力与运动角度分析,力F是促进还是阻碍车的运动?总结:请根据上面的讨论,从力与运动的角度总结归纳正功与负功的物理意义?2.求总功思考:当一个物体在几个力的共同作用下发生一段位移时,如何求这几个力对物体所做的总功?【典型例题】一个质量m=150kg的雪橇,受到与水平方向成37°角的斜向上方的拉力F=500N,在水平地面上移动的距离为5m,物体与地面间的滑动摩擦力F阻=100N(sin 37°=0.6,cos 37°=0.8)。
《功》的教学设计教学目标1.通过预习课本,结合初中所学知识,能够说出做功的两个不可缺少的因素;2.通过自主推导和小组讨论,得出功的计算公式,并能说出各个符号的物理意义,而且能够利用功的公式进行有关计算;3.通过合作探究,说出正负功的含义,明白功是标量;4.通过对例题的分析,得出多个力对物体所做的总功等于这几个力的合力对物体做的功。
重点难点教学重点:功的公式的推导及正负功的判断教学难点:正负功的含义教学资源多媒体辅助教学设备教学流程“功和能”视频引课,强调功在整个物理学及本章中的地位和作用,学习目标展示根据情景,结合旧知:达成目标1:能够说出做功的两个不可缺少的因素自主学习,合作探究:达成目标2:得出功的计算公式,能够利用功的公式进行有关计算;精讲点拨,多元互动:达成目标3:说出正负功的含义,明白功是标量借题发挥,合作探究:达成目标4:总结求总功的方法。
课堂小结,回扣目标达标检测,当堂反馈。
教学活动(一)导入新课,明确目标(约3分钟)【视频“功和能”】,强调功是能量转化的量度【多媒体图片】功在整个物理学及本章中的地位和作用课件出示本节课的学习目标。
(二)情景分析,理论归纳目标1、功的两个不可缺少的因素(约2分钟)观看图片,对比举重运动员举重过程和挺举过程,能够说出功的两个不可缺少的因素(三)自主学习,合作探究目标2、功的计算公式(约15分钟)通过从特殊到一般,再从一般到特殊,借鉴等效思想,引导学生探究出求功的一般表达式1、特殊情景:①人用水平力F推着物体前进了L。
学生活动积极观看站在整个物理学的角度审视功的重要性从总体上知道本节课的学习任务和要求。
阅读教材,并结合初中所学内容,了解关于功的概念及两个不可缺少的因素。
阅读教材,自主求解特殊情况下功的大小,为后面推导出功的公式做好准备。
设计意图激发兴趣,调动学生学习的积极性,让学习活动方向明确,有的放矢。
学生处于主体地位,积极主动去探究知识,培养他们自主学习能力。
高中物理课堂功教学教案年月日习有关功的知识,在初中的基础上进行扩展。
(二)进行新课1、推导功的表达式教师活动:如果力的方向与物体的运动方向一致,该怎样计算功呢?投影问题一:物体m在水平力F的作用下水平向前行驶的位移为s,如图甲所示,求力F对物体所做的功。
教师活动: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?投影问题二: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s,如图乙所示,求力F对物体所做的功。
教师活动:展示学生的推导结果,点评、总结,得出功的定义式。
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=Fs cosα思考老师提出的问题,根据功的概念独立推导。
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=FS思考老师提出的问题,根据功的概念独立推导。
在问题二中,由于物体所受力的方向与运动方向成一夹角α,可根据力F的作用效果把F沿两个方向分解:即跟位移方向一致的分力F1,跟位移方向垂直的分力F2,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、设计实验方案能力不足,空间想象力差。
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。
本节课,学生要达到的目标有1.能用实例说明功是能量变化的量度2.理解机械功的概念,知道做功的两个因素,会用公式W=FSCos α进行分析和计算,知道式中各字母的含义。
功一、教学目标1.知道做机械功的两个不可缺少的因素,知道做功和“工作”的区别;2.掌握计算机械功的公式W=Fs cos α;知道在国际单位制中,功的单位是焦耳(J);知道功是标量。
知道当力与位移方向的夹角大于90°时,力对物体做负功,或说物体克服这个力做了功。
二、重点、难点分析1.重点是使学生在理解力对物体做功的两个要素的基础上掌握机械功的计算公式。
2.物体在力的方向上的位移与物体运动的位移容易混淆,这是难点。
3.要使学生对负功的意义有所认识,也较困难,也是难点。
三、教具课件四、主要教学过程(一)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。
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。
至此可作出如下总结并板书:(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=Fs cos α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)。
至此作出如下板书:W=Fs cos α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。
在国际单位制中,功的单位是焦耳(J) 1J=1N·m3.正功、负功(1)首先对功的计算公式W=Fs cos α的可能值与学生共同讨论。
从cos α的可能值入手讨论,指出功W可能为正值、负值或零,再进一步说明,力F与s间夹角α的取值范围,最后总结并作如下板书:当0°≤α<90°时,cos α为正值,W为正值,称为力对物体做正功,或称为力对物体做功。
当α=90°时, cos α=0,W=0,力对物体做零功,即力对物体不做功。
当90°<α≤180°时,cos α为负值,W为负值,称为力对物体做负功,或说物体克服这个力做功。
(2)与学生一起先讨论功的物理意义,然后再说明正功、负功的物理意义。
①提出功是描述什么的物理量这个问题与学生讨论。
结合图1,使学生注意到力作用滑块并持续使滑块在力的方向上运动,发生了一段位移,引导学生认识功特征是力在空间位移上逐渐累积的作用过程。
然后就此提出:这个累积作用过程到底累积什么?举如下两个事例启发学生思考:a.一辆手推车上装有很多货物,搬运工推车要用很大的力。
向前推一段距离就要休息一会儿,然后有了力气再推车走。
b.如果要你将重物从一楼向六楼上搬,搬运过程中会有什么感觉?首先使学生意识到上述两个过程都是人用力对物体做功的过程,都要消耗体能。
就此指出做功过程是能量转化过程,做功越多,能量转化得越多,因而功是能量转化的量度。
能量是标量,相应功也是标量。
板书如下:功是描述力在空间位移上累积作用的物理量。
功是能量转化的量度,功是标量。
②在上述对功的意义认识的基础上,讨论正功和负功的意义,得出如下认识并板书:正功的意义是:力对物体做功向物体提供能量,即受力物体获得了能量。
负功的意义是:物体克服外力做功,向外输出能量(以消耗自身的能量为代价),即负功表示物体失去了能量。
【例题讲解】例题1.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2.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.学情分析本节内容所面对学生为职业学校一年级的学生,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有关“功”基础知识,并能用这些知识解决简单问题.但其对功的认识和理解仅仅局限于,力与位移同向、共线的情况。
具备了力学的相关知识,学习了矢量的分解,尤其通过力和位移的学习,为学习功这一节奠定了基础。
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。
效果分析本节课,学生要达到的目标有:1、学生要能认识功是能量转化的量度2、理解功的概念,知道做功的两个要素3、会用公式W=FSCos α进行分析和计算,知道式中各字母的含义。
4、明确功是标量,会用功的公式进行计算5、理解正功、负功的概念,会根据公式计算多个力的总功。
从本节课学生的掌握情况看,大部分同学能够融入课堂,积极参加讨论,发表自己的观点。
通过内容的学习,学生初步认识了做功和能量变化的关系,理解了功的概念,知道做功的两个要素,知道功是标量,能用功的公式W=Flcosα进行计算。
通过对cosα的理解,得出正负功的概念,并理解了正负功的概念,会用两种方法计算总功。
教材分析本教材的内容贴近学生生活、贴近时代,体现应用性和先进性。
树立以学生以展为本的观念,体现整体性和选择性。
关注学生“全人”的发展。
利于学生学习方式的转变,体现探究性的自主性。
“功”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,它属于初中和中职知识的结合点,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,为进一步提出“能”这个更为广泛、更为重要的概念服务。
做功过程反映了能量的变化过程。
从内容上,教材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。
本节课的教学重点是做功的两个要素、功的计算公式、正负功的物理意义。
教学难点是功的计算、负功的理解。
评测练习一、选择题1.用200牛顿的力沿水平方向分别拉质量为200千克和50千克的小车,使它们都前进10米,则( )(A)拉大车做功多 (B)拉小车做功多(C)拉大车、小车做功一样多 (D)条件不全,无法判断2.一起重机将1000牛顿的重物竖直匀速提高10米之后又水平移动5米,起重机拉力对重物所做的功为( )(A)10000焦耳 (B)15000焦耳 (C)5000焦耳3. 2010年土耳其举重世界锦标赛的比赛中,运动员从地面举起杠铃,举过头顶并坚持3 s,不动则算成功.下列说法中错误的是( ) A.举起杠铃的过程中,运动员的支持力对杠铃做了功B.举着杠铃3 s不动,运动员的支持力对杠铃也做了功C.举起杠铃的过程中,杠铃的重力对杠铃也做了功D.举着杠铃3 s不动,杠铃的重力对杠铃不做功4、下列说法中错误的是( )A.功是矢量,正、负表示方向B.功是标量,正、负表示外力对物体做功,还是物体克服外力做功C.力对物体做正功还是做负功取决于力和位移的方向关系D.力对物体做的功总是在某过程中完成的,所以功是一个过程量5. 在光滑水平面上和粗糙水平面上推车,如果所用的推力相等、位移也相等,则推力对小车做的功是( )A.在粗糙水平面上的较大B.在光滑水平面上的较大C.两种情况下推力做的功相等D.做功的大小决定于两车通过该位移的时间6、关于作用力与反作用力做功的关系,下列说法中正确的是( ) A.当作用力做正功时,反作用力一定做负功B.当作用力不做功时,反作用力也不做功C.作用力与反作用力所做的功一定是大小相等、正负相反的D.作用力做正功时,反作用力也可能做正功二、计算题一个质量m=2 kg的物体,受到与水平方向成37°角斜向上方的力F1=10 N作用,在水平地面上移动的距离L=2 m,物体与地面间的滑动摩系数为μ=0.2,求外力对物体所做的总功. (g取10m/s2,cos37°=0.8,sin37°=0.6)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。
这节课有个背景,那就是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,所以学会多种对功的计算方法包括一些特殊力的功的计算是很重要的。
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,这是收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影响。
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。
2、新课的引入:功的概念比较抽象,在历史中,功的概念的建立是用了很长时间的,并不像课本里那么直接地就产生了。
所以我是用几个自然现象中存在的例子,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。