2020-2021学年鲁科版必修2 第一章第1节 机械功 教案

《机械功》教学设计 设计思想本节内容是鲁科版（必修2）第一章第一节《机械功》，是初中学习的继续和提高,沿着初中

物理的思路,仍然强调功与能量变化的联系，从能量的转化使学生明白引入功的必要性和必然性;通过播放射箭和撑杆跳小视频及学生参与的互动实验,探究做功的来历和做功的不可缺少的因素;再通过特殊情景引出一般情景,并通过等效思想,借鉴两种特殊情况推导出功的一般表达式;从功的一般表达式的深化研究得出功有正、负;从功的正、负引出功是矢量还是标量,通过对实例的分析应用达到巩固和深化。

学情分析学生通过初中物理的学习,对功有一定的认识,但是不够深入,知道力和位移在同一直线上时求

的大小的方法,但对力和位移互成角度时功的正负、如何进行功的计算,仍不清楚,对于如何求合功也是一崭新的内容,因此本节需要利用学生已有的初中知识,通过设计学生个人感受性实验合作,从实验和理论两方面探究对功的理解和进行功的计算。 教学目标1、知识与技能

(1)知道功的来历，掌握做功的两个必要因素。 (2)能从特殊到一般，一般到特殊推导功的一般表达式。 (3)掌握W=Fscosα，只适用于恒力，会用功的公式进行计算。 (4)明确功是标量,正确理解正功和负功的含义,能正确判断正功和负功 2、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W=Fscosα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，并渗透等效思想，有意识地培养学生的科学思维和科学方法。 3、情感态度与价值观 （1）关注生活与生产中的功,体会物理与生活生产的密切联系。 （2）学习科学的研究方法和培养科学研究态度，激发学生对科学的好奇心与求知欲。

重难点 1、功的概念理解及公式W=Fscosα的理解应用 2、功的适用条件及正负功的理解

教学方法

教学过程设计 一、新课引入 师：自然界中能量可以以各种不同形式而存在，能量之间可以互相转化。能量变化的过程必然伴随着做功的过程，可见，功与能是紧密联系的两个物理量，功是能量转化的量度 引入：播放射箭和撑杆跳等录像。 互动演示：请同学端着小方凳子。 设计意图：激发学生的求知欲，主动积极

师：“你今天的‘工作’就是端着小方凳子站一个小时。” 问：“这个同学有没有在工作？”，“有没有在做工” 生：有，没有在做功 师：“有做工”，“有没有使这小方凳子的能量发生改变？” 围绕“功是能量转化的量度”使学生明白这种情况是劳而无“功”，对小方凳子能量并无影响。因此从有没有对物体的能量变化产生影响使学生明白“功”的来历。 互动探究：探究影响做功的因素 请同学们考虑一下汽车刹车的情况。 通过引导使学生明白：要使两辆完全相同的以同样速度行驶的汽车停下来，从受到的阻力大小和通过的位移大小考虑可以采用两种方法，一种是用较大的阻力，通过较小的位移，使车停下；还有一种是车受到较小的阻力，通过比较长的位移使车停下。两种方法在改变车的运动能量上是等效的，可见，做功也是一样的。由此可见，做功是和两个因素相联系的，一个是力，还有一个是在力方向上发生的位移大小。 学生活动：大家共同体会，思考，得出做功的两个因素 设计意图：体现从生活走向物理的新课程理念。应用多样化的教学方式，创设有效的教学情境

二、新课教学 依据做功的两个必要条件，判断下列几种情况下物体所受到的力是否对物体做功？ （1）手推车，车不动 →有力无距→劳而无功 （2）服务员端菜向前运动 →有力有距，但力⊥距 →徒劳无功

（3）运动员抬着球门水平移动，手对球门的支持力做功 (4)起重机提起重物向上运动，拉力有对重物做功 学生活动：学生讨论分析，自己总结 板书：1.定义：如果一个物体受到力F的作用，并且在力的方向上发生了位移S,则F与S的乘积叫机械功。 2.条件：⑴作用在物体上的力 ⑵物体在力的方向上的位移 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 特殊情况1：力F与发生的位移s同向 如图，物体在水平恒力F的作用下前进s位移，力F做功多少？ W = FS 特殊情况2：力F与发生的位移s垂直 如图，用竖直向上的恒力F作用下水平匀速前行一段位移s，向上的恒力F做了多少功？

W=0 学生活动：学生小组活动，逻辑推理探究功的公式 一般情况： 一般的情况力F的方向与运动方向并不一致，也不是与运动方向发生的位移相垂直，力F方向与运动方向成某一角度时，力F对物体有没有做功呢？ 若做了功，所做的功又是多少呢？ a．提出猜想： 通过做功的两个必要因素启发引导学生进行猜想，并交流猜想。可能提出几种猜想： （1）力F做功大小和力与运动方向的夹角α没有关系。 （2）力F做功大小和力与运动方向的夹角α有关系。 同样一个力F作用方向不同，在改变物体能量上效果不相同，可从两种特殊情况作定性分析，否定猜想（1）。 对猜想（2）提出运用特殊到一般的思维来理论验证的思路。 b．师生交流协作，学生分析论证，验证猜想： 1、教师启发：运用矢量分解，把一般情境问题转化为二个简单的特殊问题，同时渗透等效思想。 2、学生论证：

学生活动：学生分小组讨论,写出处理方法,可能有分解力的,有分解位移的。 设计意图：关注学科思想方法教育，体现物理学科实验探究的特点。培养学生自主、合作、探究学习 C.结论：一般的情况力对物体所做的功，等于力的大小，位移的大小，力与位移夹角的余弦这三者的乘积。即W=Fscosα 注意：⑴W表示力F对物体所做的功，F表示物体所受到的力的大小，s物体所发生的位移的大小，α力F和位移s之间的夹角。 ⑵在SI制中，功的单位焦1J=1N·m。在用功的公式计算时，各量要求统一采用国际单位制。 ⑶适用条件：只适用于恒力做功 3. 功的计算 学以致用：请学生完成下列4种情况功的计算 学生活动：学生分小组讨论,写出处理方法,可能有分解力的,有分解位移的 设计意图：小组协作推导,增强团队意识、加强动手能力及语言表达能力,在实践中发现新问题，培养学生的创新意识. 4. 功的理解 学生活动：引导学生思考正负功的含义

正功的意义是：力对物体做正功，表明此力的效果是促进物体的运动，是动力。 负功的意义是：力对物体做负功，表明此力的效果是阻碍了物体运动，是阻力。 从一般到特殊，深化对W=Fscosα的认识 讨论一个力做功时可能出现的几种情形: （1）当= /2 时，cos =0，W=0。表示力F方向跟位移s的方向垂直时，力F不做功。物体在这个力F作用下能量不发生变化（既没有增加也没有减小） （2）当0 </2 时，cos > 0，W>0。表示力F对物体做了正功。 （3）当/2 <时，cos < 0，W <0。表示力F对物体做了负功。 讨论： 正功和负功的正负号表示方向相反？ 正功和负功的正负号代表了正负功的大小？ 你能通过公式分析什么情况下F做的功最大，什么情况下F不做功？ 启发：围绕“功是能量转化的量度”出发讨论功是标量还是矢量。 学生活动：学生思考讨论 师：根据力做功的效果，引导学生，让学生明白功是标量 结论：力做功的效果表现为物体在力的作用下能量发生了变化（增加了或减少了）。也就是做功能增加（或减少）作用物体的能量。而能量没有方向性。那么促使能量变化的力的作用效果——功也没有方向性。可见，功是标量，正负不表示方向，仅表示做功的性质。 正功和负功的正负号既不代表方向也不代表大小，仅表示做功的不同效果。当α=π/2 时，F不做功；α= 0或π时，F做功最大。 巩固提升： 【例】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S=5m，物体与地面间的滑动摩擦力F阻=100N，求拉力F和滑动摩擦力F阻做的功？ 解：拉力F做功W=FScosθ=500×5×0.8=2000J 摩擦力做功为Wf=fscos180°=-100×5=-500J

思考与讨论： 在日常生活中，一个物体往往是在几个力的共同作用下发生一段位移时，那么如何计算这几个力对物体所做的总功。 三、课堂小结 1、做功的条件：（1）作用在物体上的力 （2）物体在力的方向上移动的位移 2、功的计算： W = F Scosα a、功一定要指明是哪个力对物体做的功 b、力必须是恒力 3、功是标量，但有正负。正负只表示做功的力的效果功的正负决不表示方向，也不表示大小。 功是过程量，是力在空间的积累。

板书设计

第1节 机械功

1、功是能量转化的量度

3、功的一般表达式：W = F Scosα 4、功是标量，正负不表示方向，仅表示做功的性质。 功是过程量，是力在空间的积累

教学反思本节课紧扣新课程标准，体现物理课改理念。通过微电影巧妙创设情境，极大地激发学

生的好奇心，自然地提出问题，进入探究的体验。根据新课程的特点和新课标的要求，本节课重在体现学生是学习的主体，老师积极创造条件，让学生自己体验探究活动的过程．教师努力做好启发、组织、指导、帮助和鼓励的工作，从而激发学生的好奇心，调动学生的学习热情和兴趣，保证课堂教学工作的顺利进行．突出教材中要求的从生活走向物理，从物理走向社会，注重科学探究的本意。在教学中充分体现了以学生发展为本的教育思想，有机地处理好“知识与技能、过程与方法、情感态度和价值观”，切实落实“从生活走向物理，从自然走向物理，从物理走向社会”的教学理念。

为什么要引入功？ 探究做功的条件 2、功的两个必不可缺少的两个因素：力和物体在力方向上发生的位移

从特殊 ⇌ 一般 推导功的一般表达式。（等效思想）

功是矢量还是标量呢？