人教版高中物理必修二《功》的教学设计新部编版

精品教学教案设计 | Excellent teaching plan

育人犹如春风化雨，授业不惜蜡炬成灰

教师学科教案

[ 20 – 20 学年度 第 __学期 ]

任教学科： ____________

任教年级： ____________

任教老师： ____________

xx 市实验学校

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高中物理必修二 《功》的教学设计

高中物理必修二第

课题 七章第 2 节 《功》 课型 新授课

教学目标 1.知识与技能 (1) 理解功的概念和做功的两个必要因素；

(2) 会利用功的公式进行有关计算。

2.过程与方法 (1) 理解正、负功的含义，能解释相关现象；

(2) 能灵活运用公式 W=Fscosa。

3.情感、态度与价值

观 通过学习功的概念及其公式导出的过程，让学生 体会并学习物理学的研究方法，认识物理模型和 数学工具在物理学发展过程中的作用。

教学 重难点 教学重点 理解功的概念，推导功的计算公式以及对正、负功含 义的理解。

教学难点 利用功的计算公式解决有关问题。

教学工具 粉笔、题纸、教科书

教学方法 主题任务驱动式教学法。

教师活动 学生活动

创

设

情

境

引

入

新

课 1．同学们：首先让我们欣赏一个趣闻： 2006 年 6月 29 日， 紫金山天文台观察到一颗相当于 400m 环形运动场大小的 陨石进入地球轨道，随后进入地球大气层，最终落在了一 个不起眼的小山村，陨石把干硬的地面砸了一个大坑，这 就是现场拍下的照片。 “砸了一个大坑”这个现象，涉及了 物理学中一个重要概念，这就是今天我们要学习的内容— —功。

( 板书： 功)

在初中，我们已经初步学过功的概念和计算，请同学 们边回忆、边完成两道填空：

( 1)如果一个 ________ 作用在物体上，物体在这个力的方向

上通过了 ______________ ，就说这个力对物体做了功。

( 2)做功的两个必要因素是：① ___________________________ ，

② _______________________________ .

那么，高中对做功又是怎样定义的呢？本节课，我们分四 个主题进行探究。 1．听趣闻，产生强烈的 学习愿望 , 明确学习目 的。

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 两个必要因素。

4．完成填空。 精品教学教案设计 | Excellent teaching plan

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对

比

分

析 一：怎样才算做了功？

引导扩展：高中我们已经学过位移的知识，因此，现 在我们可以把做功的两个必要因素认为是：①作用在物体 上的力；②物体在力的方向上发生一段位移。

例 1：下列关于力对物体做功的说法正确的是( )

A．手举铅球站着不动的运动员对铅球做了功；

B．足球运动员对正在空中飞行的足球做了功； 1 ．在老师的引导下思 考、回答问题。

2．讨论得出不同点：① 高中讲“位移”，初中 讲“距离”。②高中讲 “发生”一段位移，初 精品教学教案设计 | Excellent teaching plan

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建

立

概

念 C．在水平路上推着自行车前进时人对自行车做了功； D．行车吊着工件水平匀速运动时，吊绳的拉力对工件做了 功。

那么，高中物理中功的概念与初中有什么不同？ 比较知道，主要是用“位移”代替了“距离”，用“发 生”代替了“通过”。

那么，高中对功的计算是否跟初中也有不同呢？这就 是我们要探究的主题二。

二：如何计算功的多少？

1．如果力的方向跟物体的运动方向一致，该如何计算功的 多少呢？

展示问题一：物体 m在水平力 F 的作用下水平向前移动的 位移为 s，如图所示，求力 F 对物体所做的功。

总

结

规

律 2．如果力的方向跟物体的运动方向不一致，而是成某一夹 角，又该如何计算功的多少呢？

展示问题二：物体 m在与水平方向成 α角的力 F 的作用下， 沿水平方向向前移动的位移为 s，如图所示， 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。

W＝ Fscos α

即：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。 单位： F（ N）、 s

（ m）、 W（J）。

请看一个问题：

例 2 ：在如图所示四种情况下，物体都是在大小相同的力 F

作用下，沿水平方向移动相同的位移 s，且θ>α，则力 F

对物体做的功（ ）

1） μ=0 （2） μ≠0 （3） μ=0 （ 4） μ≠0

A. W 1>W2; B. W1=W4; C. W1>W4; D. W2>W3 在（ 4）中，摩擦力做的功怎么求？是正值还是负值？ 可见，功有正、负之分，正功和负功又有何区别呢？ 中讲“通过”的距离。

3．通过分析、讨论、归

纳，认识做功的两个必 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。

1 ．思考老师提出的问 题，根据功的概念独立 推导功的计算公式。

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，如图所示：

据做功的两个要素可 知：分力 F1 对物体所做 功 F1s，分力 F2 的方向跟 位移方向垂直，对物体 不做功。所以，力 F 所 做的功为：

W= W1＋ W2＝ W1

=F1s=Fscos α。 2．体会：①功是标量、 过程量；② F

一般为恒 力，可以是一个力也可 以是几个力的合力，但

要求这个合力也是恒 力，若是变力，公式就 不能直接应用； ③S 为力 F 作用时物体所发生的 位移，不一定是力的方 精品教学教案设计 | Excellent teaching plan

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这就是我们要探究的主题三。

三：正功和负功有何区别？

1. 从数学的角度讲，力 F 和位移 s 之间的夹角α的取值范 围是

0°≤≤α180°，在这个范围之内， cosα可能大于 0，可能 等于 0，也可能小于 0，因而，功 W 也就可能大于 0、等于 0、或小于 0，这就出现了正功和负功。从物理的角度讲， 正功和负功有什么不同呢？

请看教材：（三种方向的力分别作用在物体上的图片） 向上的位移；④要计算

功只要找 F、 S 和α就可

以了，不必考虑物体是 做怎样的运动。 1．认真阅读教材，思考 老师提出的问题。

①当 α =π /时2 ， cosα

=0， W=0。力 F 和位移 s

的方 向垂直时， 力 F 不做功， 表示该力对物体的运动

快慢没有影响；

分析讨论，深化理解 2．教材上图 7.2 — 4，小球在水平面上运动， 重力和支持力 对小球是否做功？

3．教材上图 7.2 — 5，人用绳子拉小车前进时，图中绳子拉 力的方向跟速度成怎样的角度？拉力对车做什么功？ 4. 教材上图 7.2 —

6，人逆着小车运动的方向用力拉小车， 拉力与小车速度方向成怎样的角度？拉力对小车做什么 功？

正功的意义是：力促进物体运动，是动力； 负功的意义是：力阻碍物体运动，是阻力。力对物体 做了负功，也可以说成是物体克服这个力做了功。

总之，功的正负表示了力对物体运动状态的作用效 果。

例如：在前面的陨石“砸了一个大坑”的现象中，陨 石“砸”地面的力对地面做了正功，地面对陨石的作用力 对陨石做了负功，也可以说成是陨石克服地面阻力做了正 功，正是地面对陨石的这个阻力，阻碍陨石的运动，才使 得陨石很快停止运动。

以后，我们还要从能量转化的角度来讨论正功和负功 的意义。

上面所求的都是单个的力对物体做的功，如果有多个 力对物体做功，这多个力做的总功又该怎样求呢？下面我 们来探究主题四。

四：如何计算合力的功？ ②当 α< π/2时，cosα> 0，

W> 0。这表示力 F 对物 体做正功，它将对物体 的运动起推动作用；

③当 π/2< α≤π时， cosα

< 0，W< 0。这表示力 F 对物体做负功，它将对 物体的运动起阻碍作

用；

发

散

思

维

尝试1．展示问题三（拓展问题）：如图所示，一个物体在拉力 F1 的作用下， 水平向右移动位移为 s，求各个力对物体做的 功各是多少？各个力对物体所做功的代数和是多少？物体 所受的合外力是多少？合外力所做的功是多少？ 1．思考问题，部分学生

说明解决问题的思路；

2．比较各力做功的代数

和与合外力所做的功， 得出相应的结论：合外

力的功等于各分力的功