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![沪教版(上海)物理高一第二学期(试用版)-第五章 A 《功》 教案 [001]](https://img.taocdn.com/s1/m/9b1e9bac31b765ce050814e1.png)
《功》的教学设计一、教材的地位和作用“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，就本章的知识结构上来说（图3），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。
本节教材的安排以初中学习的功的知识为基础，进一步拓展深化。
在概念上强调功的要素、功与工作的区别；在计算上要求能计算力和位移成任意角时功的大小，理解功的正负，还要求知道功的图示。
对图线的要求比原来高，这符合时代的需要和课改的潮流。
二、学情分析1. 知识基础学生在初中阶段已经学习了功的初步概念，对做功的两个必要因素已有所了解，同时还懂得了力的方向跟物体运动方向相同时，功的计算式W=F·s，但对于力的方向与运动方向不在同一直线上时，力所做的功还不会计算。
对功的认识还比较肤浅，还没能与实际生活中的例子联系在一起。
因此，教学中可以充分利用生活中的实例来帮助学生对功有更深入的理解。
2. 能力基础高一学生正是思维活跃，求知欲强，已具备了一定的分析、解决问题等能力，自主学习意识不断增强，对事物的探究有热情。
有了一定的形象思维和逆向思维，但普遍辨识力不高、归纳总结能力不足。
特别是我们零陵中学的学生对物理的计算往往是代入公式，而不会对具体的情景做具体的分析，了解物理量间的关系。
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。
特别是进入高中矢量的引入更让他们无所适从。
3.本节课我校学生的需要解决的思维症结1.两个矢量运算的最后结果变成一个标量，如何理解判断矢量的方向和他们间的夹角是能正确计算功的必备条件。
第五章机械能 A功教学设计一、教材内容分析本节内容是沪科版高一物理下册，第五章机械能中A部分中的内容，涉及本节的内容有“理解功的概念”。
该内容要求学生知道功的概念；会分析物体位移的方向与力的方向不在一条直线上时力所做的功；能正确运用功的公式，计算各力做功的大小；在具体的物理情景中判断物体所受各力是否做功以及做功的正负；掌握合力做功的两种计算方法。
功承接和发展了初中讲过的功的公式，是在学生已知的特殊情况下（与在同一直线上）的功的公式基础上的扩展，扩展为功的一般公式时（力与位移互成夹角），突出了力做功的效果。
功是力学中的基本概念，在用能量途径研究物体的运动时，功的概念是不可缺少的，此外这部分知识与现代生活、生产等有着密切的联系，也是本章的学习的一个基础。
二、教学设计思想教学设计中，首先让学生回忆初中时对功的定义，并给出完整的定义，通过讨论分析二者的区别。
第二环节，通过讨论分析各种生活中的力与物体运动情况的实例得出力做功的条件。
第三环节，通过对例题的讨论和计算得出力做功的公式。
最后一环是小节和作业布置，帮助学生巩固当堂的学习的知识，并把课堂延伸到生活。
教学过程中，通过问题的提出和质疑、、小组讨论、同学交流评估等，力求教学方式多样化，结合多媒体教学使学习形式更富吸引力，课堂具有更多的生成性。
从书本到生活、从个别学习到合作学习、从理论到实践，既加深对知识的理解又加强了同学间的交流和合作；激发了学生的学习物理的兴趣，在解决问题的探究过程中获得成功的愉悦。
使学生乐于学习、主动探究。
感悟物理在生活中的应用，感悟科学的进步对生活、对社会的作用。
三、教学目标●知识与技能1.初步认识做功与能量变化的关系。
2.知道做功的两个必要因素。
3.理解功的定义、计算公式和单位，会用功的公式进行简单计算，并理解正负功的物理意义。
4.会计算总功，知道总功的两种计算方法。
●过程与方法1.通过思考和讨论，判断在什么情况下力对物体做了功，在什么情况下没有做功？2.学会从生活现象中归纳简单的物理规律。
第七章 2《功》学案✧学习目标:1.初步认识做功和能量变化的关系。
2.理解功的概念和做功的两个要素。
3.明确功是标量，知道W＝Flcosa的适用范围，会用功的公式进行计算。
4.理解正功、负功的意义✧学习重点:1. 功的概念和功的计算公式。
2. 正、负功的意义。
✧学习难点:功的概念、正、负功的意义。
✧学习过程：一、通过小活动分析能量的转化与守恒，引出动能概念。
1. 如果物体能够对外做功，就说物体具有能量。
能量之间可以发生相互转化，但是_______保持不变。
功是能量转化的量度。
2．动能的概念：物体由于运动而具有的能量叫做动能动能的大小与哪些因素有关：和。
给出表达式：二、从动能的变化探究功的表达式1.当力的方向与物体的运动方向一致时如图所示，质量为m的物体在水平恒力F的作用下,沿光滑的水平面运动了一段位移l,速度从1v增加到了2v，求此过程中物体的动能增加了多少？2.当力的方向与物体的运动方向相反时（请同学们自己依照1推导完成）如图所示，质量为m的物体，在摩擦阻力fF作用下发生了一段位移l,在这一过程中，物体运动的速度由v减为零，那么该过程中摩擦力fF做的功是多少？3.当力的方向与位移方向成某一角度时（请同学们自己依照1推导完成）如图所示，质量为m的物体，在与运动方向夹角为α的恒力F作用下，在光滑水平面上发生了一段位移l，速度由1v增到2v，在这一过程中，力F做的功又是多少？三、功1.功的定义：力对物体所做的功，等于、、这三者的乘积。
（1）功的表达式：（2）功的单位：国际单位：单位符号：（3）谈功时必须指明是哪个力对物体所做的功2．正功与负功（1）当0≤α＜π/2时，cosα＞，W。
这表示力F对物体做功；（2）当π/2＜α≤π时，cosα＜，W。
这表示力F对物体做功；（3）当α=π/2时，cosα，W。
力F和位移s的方向垂直时，力F。
正功的意义：力对物体做正功，表明此力的效果是物体的运动，是动力做功。
（第一课时：功）教学设计一、教学目标：知识与技能：1、理解功的概念，知道正功和负功的意义，能利用功的一般公式进行功的计算2、理解功是能转化的量度，并能举例说明过程与方法：通过思考、猜想、讨论，在老师的引导下积极探究知识的形成过程，从而培养学生的理论联系实际的观点以及观察、分析、推理的能力；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，勇于探究与日常生活有关的物理问题，培养学生的严谨的科学态度二、教学重点：理解功的概念及正功和负功的含义三、教学难点：培养利用功的概念解决实际问题的能力四、教具准备：多媒体课件五、教学过程【课前导读】（一）、功1.力跟位移成夹角α时的功:(1)公式W=________,其中F、s、α分别为力的大小、位移大小和___________的夹角。
(2)公式的意义:力对物体所做的功,等于_______、________、力与位移夹角的余弦三者的乘积。
2.功的单位:国际单位制中功的单位是_____,符号为J。
3.物理量特点:功是__(a.矢量 b.标量)。
（二）、正功和负功1.力F做正功、负功的条件:2.功能关系:功是能量转化的量度,即力F做正功W时,动能增加ΔEk增=__ ,力F做功-W时,动能减少ΔEk减= __。
【展示交流】S F α F 2 F 1 问题1：马水平拉货车前进，拉力、重力对货车有没有做功？为什么？如何计算拉力对货车做功的多少？问题2：要想做功应该具备哪些条件呢？问题3：只有力F 的方向和物体位移的方向共线时,力F 才会做功吗?问题4：怎样计算力跟位移成夹角α时的功？你的问题：______________________________________________________________________。
【合作探究】（一）分段释疑探讨1：右图是在我国北方用骆驼拉雪橇情景图，骆驼斜向上拉雪橇前进，我们如何计算骆驼拉雪橇过程中拉力对雪橇做了多少功？理论推导：将F 分解为F 1、F 2，因F 2与S 方向垂直________，而F 1与S 方向一致，所以有： W 1=________·s 而 W 2=________ 则力F 对物体做的功为： W= W 1+W 2=________ = ________。
附件：教学设计方案模板已学知识分析解决新问题的能力，又能让各种思维得以碰撞交流，增加了思维灵活性的培养。
教师在问题的设置上既注意了知识层次，又能留有学生的探究空间，使学生在学习过程具有较强的问题意识和探究欲望。
另外，在如何加深功的概念的理解和应用功的公式解决实际问题的设计上，既要考虑到整体覆盖面，又突出解决重点知识和疑难问题，达到良好的教与学的效果。
五、教学策略选择与信息技术融合的设计教师活动预设学生活动设计意图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？功的两个必要因素是什么？力与物体在力的方向上通过的距离的乘积。
3．学生活动，判断是否做功第一组：①手托着课本不动；②推讲台未推动；原因：有力没有运动。
第二组：①冰块在光滑冰面上惯性滑行；②手托课本的平移，支持力是否做功。
原因：力和运动不在一个方向第三组：①要求学生动手将物理课本从桌子的一端移动到另外一端。
②请一学生将一桶水提起。
③请一学生将有拉绳的小车从左边拉至右边。
1．观察图片，学生产生强烈的学习愿望。
明确今天的学习内容。
2．动手操作后并将操作过程用示意图画在黑板上。
3．学生积极的思考问题。
1让学生回忆和复习初中已学过的功的概念。
2.回忆初中学过的功的两个必要因素：力跟力的方向上物体的位移。
（一）功的概念1.提出问题：高中对功是怎样定义的呢？引导学生扩展：高中我们已学习了位移，所以做（一）1．提出的问题。
（一）．通过分析、讨论、归纳，1．刚才我们学习了一个力对物体所做功的求解方法，而物体所受到的力往往不只一个，那么，如何求解几个力对物体所做的功呢？2．例1：一个质量m=2kg的物体，受到与水平方向成30°角斜向上方的拉力F1=100N，在水平地面上移动的距离s=10m。
物体与地面间的滑动摩擦力F2=40N。
①求拉力F1、摩擦力F2、重力及支持力做功？②物体所受的总功。
功一、教学任务分析本章节的知识内容是机械能，而功和能之间是紧密相连的，并且功是机械能这章节中最基本的理论知识。
学生在初中时学习过简单的功的定义和计算，一方面中考已经过去很久，学生可能已经遗忘，另一方面，相比初中所学的功，本节课要进行深入的拓展，不仅要在概念上理解功的定义和要素，在计算上还要求计算力与位移有夹角的情况下的功的大小，理解正负功，会计算合力做功以及知道功的图示。
二、教学目标1、理解功的概念2、会计算恒力做功的大小以及合力做功的大小3、知道功的图示，通过推导感受“微元法”。
4、通过情景理解功的要素、正负功的意义。
三、教学重难点重点：恒力做功的计算难点：正负功的理解四、教学过程1、复习引入（1）提问：对于功，或是关于功的词语，同学们能联想到什么？回忆初中的知识，物理上的功是什么？（2）导入新课观看视频：举重运动员将杠铃从地上举起，向前迈了一步稳定身体，保持了几秒钟后放下。
提问：运动员将杠铃从地面举起到最终放下的过程中，请回忆初中阶段的学习对功的认识，哪些过程对杠铃做了功？哪些过程没有做功？得出结论：举起杠铃做功，保持姿势不做功，向前跨一步不做功2、功的概念（1）定义:如果有力作用在物体上，而且物体在力的方向上发生位移，我们就说力对物体做了功。
（2）要素：（a）力（b）物体在力的方向上的位移得出不做功的情况：不劳无功（无力），有劳无功（无位移），垂直无功（力与位移垂直）3、功的计算思考：向前拖地的过程中人对拖把做功吗？受力分析后提问：力与位移既不平行也不垂直，我们如何计算这个过程中力做的功呢？为什么要这么分解？还有没有其他办法？方法一：分解力 W=(Fcosθ)s方法二：分解位移 W=F(scosθ)得出总结：（1）表达式：W=Fs适用条件：恒力做功（2）单位：焦耳（J）1J=1N·m（3）量性：标量过程量4、正负功的理解解释表达式：由于力与位移的夹角可以区0-180°，所以cos的取值范围是[-1，1]，W 的值可以有三种情况:（1）当θ<90°时，W>0，F做正功（2）当θ=90°时，W=0，F不做功（3）当θ>90°时，W<0，F做负功观看雪橇狗拉雪橇和减速伞使得飞机减速的两段视频提问：（1）狗对雪橇做正功还是负功？为什么？雪橇的能量如何变化？（2）减速伞对飞机做什么功？为什么？飞机的能量如何变化？得出结论：（1）正功：动力做功，能量增加（2）负功：阻力做功，能量减少（3）力对物体做负功的另一种说法：物体克服阻力做功引导学生思考：减速伞对飞机做-100J功，飞机克服减速伞做100J功功的大小的比较：一个力做功W1=500J，另一个力做功W2=-600J，哪个力做功多？得出结论：正负号只反映能量的增减，功的大小看绝对值5、合力做功例题引入：质量为1kg物体，受到向上拉力为15N,向上提升2m。
A. 功-沪科版高一物理下册教案
一、教学过程
1. 活动一：引入
教师通过一系列的引导提问，引导学生复习功的定义，并引出了力与位移的关系，即 $W=F\\cdot S$。
2. 活动二：概念分析
教师要求学生自己思考在进行劳动时发生了什么，并通过这个过程来讲解功的概念。
学生提出了许多关于不同情况下功的定义，包括正功、反功、做功与做负功等等。
3. 活动三：例题演示
教师通过多个实例演示如何计算功，例如重力做功时的公式为W=mgℎ，向前水平推物体做功的公式为 $W=F\\cdot S\\cos\\alpha$ 等等，并引导学生思考为什么这些公式成立。
4. 活动四：小组讨论
教师要求学生分组进行讨论，探究功和能量之间的联系，并总结出功对能量的影响，包括能量的转移和转化。
5. 活动五：实验探究
教师通过实验来帮助学生进一步理解功，让学生通过实验记录物体从一个高度下落时发生的一系列变化并计算出与之相关的功。
6. 活动六：应用拓展
教师引导学生思考在生活中功的应用，例如健身时的耗能和机器的功率等，并带领学生利用所学知识分析这些实际问题。
二、教学目标
1.确定并能够正确地应用功的概念；
2.理解功关于力、位移和角度的计算公式，通过例题能够熟练地计算功；
3.理解功和能量之间的联系，能够明确指出功对能量的影响；
4.通过实验和探究来加深对功的认识；
5.能够在生活中应用所学知识分析实际问题。
功
【教学目标】
一、知识和技能
1．理解功的概念。
2．理解功的两个要素。
理解功的原理。
理解功的正负的物理意义。
3．会用功的定义式计算恒力做功的大小。
4．知道功的图示。
二、过程和方法
1．通过“功”的学习感受生活用语与科学概念的区别，认识建立物理概念的一般方法。
2．通过功和能的学习，经历逐步深入的学习过程，认识用更广泛的功能关系解决问题的方法。
3．感受正交分解法推导力做功的计算式和“微元法”。
三、情感、态度和价值观
1．体验物理知识在生产生活的广泛应用，激发探究的兴趣和学习的热情。
2．通过小组协作完成实验探究和实验结果的分析与互评，激发团队协作精神和实事求是的科学态度。
【教学重难点】
1．重点是力对物体做功的两个要素和掌握功的计算公式。
2．难点是功的正负和对“克服阻力做功”的理解。
【教学资源】
器材：多媒体一套，带有牵引细线的滑块(或小车)，长木板一块，重箱子一只，哑铃三个。
【教学过程】
一、引入
1．复习提问：
初中所学功知识：什么叫做功？谁对谁做功？功的原理是什么？
情景激疑：两位力气相差悬殊的男女学生上来把一个重的箱子搬到同一高处，大家观察一下，你发现了什么问题，这其中包含什么道理？
得出结论：男生不怕花力气省距离，女生为了省力气不怕浪费距离。
（发现两人所采取的方法不同，但做功的效果相同这一情景）
2．导入新课：
今天我们在初中的基础上对功全面系统的再认识。
二、对功的概念加深认识
1．观察现象，理解概念
请三位同学上来举哑铃。
一位只做原地上下举的过程，另外一位则举着哑铃来回走动。
第三位原地举起哑铃挺住不动。
说说这三种情况，这三位同学分别都做功了吗？
2．思考讨论，归纳总结。
由学生讨论得出，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。
功的概念
（1）如果有力作用在物体上，而且物体在力的方向上发生了位移，我们就说力对物体做了。
（2）使用任何机械都不能省功。
（3）力和物体在力的方向上的位移，是做功的两个不可缺少的要素。
3．理论提升，辨析功与工作
物理学中“功”的概念与工作的“工”以及立功受奖的“功”是有区别的。
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。
例1．如图所示，ABCD为画在水平地面上的正方形，其边长为a，
P为静止于A点的物体。
用水平力F沿直线AB拉物体缓慢滑动到B点
停下，然后仍用水平力F沿直线BC拉物体滑动到C点停下，接下来仍
用水平力F沿直线CD拉物体滑动到D点停下，最后仍用水平力F沿直
线DA拉物体滑动到A点停下。
若后三段运动中物体也是缓慢的，求全过程中水平力F对物体所做的功是多少？
此例题先让学生做，然后找出一个所得结果是W=0的学生发言，此时会有学生反对，并能说出W=4Fa才是正确结果。
让后者讲其思路和做法，然后总结，使学生明确在每一段位移a中，力F都与a同方向，做功为Fa，四个过程加起来就是4FA．强调：功的概念中的位移是在这个力的方向上的位移，而不能简单地与物体运动的位移画等号。
要结合物理过程做具体分析。
三、逻辑推理，探究功的规律
1．功的公式
如图1，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？
计算公式：W=FS。
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？
学生讨论：分析并得出这一位移为Scosα。
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？
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。
学生得出，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)。
W=FScosα（α为F与S之间的夹角）
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。
运用公式计算功：给出F=100N、S=5mα=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。
在国际单位制中，功的单位是焦耳(J)1J ＝1N ·m
2．运用公式探究正功、负功
应用数学知识对功的计算公式W=FScos α的可能值进行共同讨论，探究夹角α的定义域和W 的值域。
从cos α的可能值入手讨论，指出功W 可能为正值、负值或零，力F 与S 间夹角α的取值范围。
总结：
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。
深层次探究功的正负意义——标量。
没有方向，但有正负之分。
同学讨论正功、负功的物理意义，它们反映了什么问题？
讨论结果：当力对物体做正功，这个力对物体来说是动力。
如下图中，小车前进中的拉力F 、小球下落过程中的重力G 对物体来说均为动力，力F 和G 对物体做正功。
这里功为正仅表示此力是物体运动的动力，千万不能将功为正理解为功的方向与位移方向一致，因为功是标量，是没有方向的。
力对物体做负功，从动力学的角度看，这个力是阻力，对物体的运动起阻碍作用。
如下图中，a 图中的推力对正在前进中的小车来说是阻力，b 图中小车受到的滑动摩擦力阻碍小车的运动，c 图中上升中的小球，重力与运动方向相反阻碍小球的上升，三个力均对物体做负功：
a 图中推力做功θαcos cos FS FS W -==
b 图中摩擦力做功fS fS W -==0180cos
c 图中重力做功GS GS W -==0180cos
上面式中F 、f 、G 、S 均表示大小，各式中负号的意义仅表示是阻力对物体做功，不能将它理解为力与位移方向相反（a 图中力F 与位移方向并不是相反），更不能错误地认为功是矢量，负功的方向与位移方向相反。
一个力对物体做了负功，往往说成物体克服这个力做了功（取绝对值），即：
FS
F
FS
F做功
克服力
做负功
力⇔
-
这两种说法，在意义上是完全等同的。
比如，上抛物体向上运动时，重力做了－6J的功，也常常就说物体克服重力做了6J的功，但在具体计算中还应严格按照功的定义公式进行计算。
3．合力做功
两种求法：
（1）W
合＝F
合
·S·cosα
（2）W
合
＝W1＋W2＋W3…此为代数和
例2．如图所示，F1和F2是作用在物体P上的两个水平恒力，大小分别
为：F1=3N，F2=4N，在这两个力共同作用下，使物体P由静止开始沿水平
面移动5m距离的过程中，它们对物体各做多少功？它们对物体做功的代数和是多少？F1
．F2
的合力对P做多少功？
此例题要解决两个方面的问题，一是强化功的计算公式的正确应用，纠正学生中出现的错误，即不注意力与位移方向的分析，直接用3N乘5m、4N乘5m这种低级错误，引导学生注意在题目没有给出位移方向时，应该根据动力学和运动学知识作出符合实际的判断；二是通过例题得到的结果，使学生知道一个物体所受合力对物体所做的功。
等于各个力对物体所做的功的代数和，并从合力功与分力功所遵从的运算法则，深化功是标量的认识。
解答过程如下：位移在F1
．F2方向上的分量分别为S1 =3m、S2 =4m，F1对P做功为9J，F2
对P做功为16J，二者的代数和为25J。
F1
．F2的合力为5N，物体的位移与合力方向相同，合力对物体做功为W = FS = 5N×5m = 25J。
四、实际运用，拓展延伸
功的图示
利用力-位移图象可求功。
如图甲所示表示恒力的力-位移图象，横坐标表示力F在位移方向上的分量，功W的数值等于直线下方画有斜线部分的面积。
如图乙所示表示变力的力-位移图象，曲线下方画有斜线部分的面积就表示变力所做的功，它近似地等于成阶梯形的小矩形面积的总和。
又如，物体受到的水平力F随着物体位移S的变化图像如图所示，可见力随位移的增大均
匀增大。
用类似于证明v-t图像与横轴围成的面积在数值上等于位移S（因为S=vt）一样，我们也能证明，F-S图像与横轴围成的面积在数值上等于力F所做的功W（W=F·S）。
此变力在物体发生20m位移的过程中做的功在数值上等于图中阴影线标出的梯形面积。
