人教版高中物理必修2《2.功》教学设计

新课标高中物理必修2第七章第二节

功

【教材分析】

功这节是初中学习的继续和提高，也是本章知识链中非常重要的一环。课程标准中要求学生“能举例说明功是能量变化的量度”，在处理这一课程目标时，是让学生在经过对功和能量变化关系在全章的学习中多次探究体验，逐步加深理解。因此，只有准确认识“功”这节内容在教材中的地位，才能更好把握教学要求和深广度。学好功也有利于更好解释力学原理终身学习奠定基础。

【教学目标】

1．知识与技能

①初步认识做功与能量变化的关系。

②知理解功的概念，知道做功的两个要素。

③明确功是标量，知道W＝ＦLcosα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，会根据公式计算多个力的总功。

⑤初步理解化变为恒、化整为零、化繁为简的思想方法。

2．过程与方法

通过探究功的一般表达式导出过程，让学生体会并学习物理的研究方法。

3．情感、态度与价值观

从对生活中有关物理现象的观察和分析，得到物理结论的方法学习中，激发学生探索自然规律的兴趣；体通过辩别真伪学习活动，培养学生科研学严谨的学习态度。

【教学重点】

理解功的概念并会用功的公式计算；能够根据公式计算多个力的总功。

【教学难点】

能够探究出功的一般表达式；对功是标量、没有方向的认识是难点。

【教学器材】

玩具、教学课件

【教法与学法】

启发式教学法、归纳法、多媒体辅助教学

【教学流程图】

【教学过程】

一、     导入新课

1．   知识回顾，提出课题

【合作探究1】物体的能量发生变化是谁在起作用？

活动任务1：用什么方法可以改变“玩具马”能量，寻找共性之处。

结论：若物体在力的作用下能量发生了改变，那么这个力一定对物体做了功。

同时提出功的两个必备因素：力和物体在力方向上发生的位移

设计意图：教学中学生通过实际操作，体验到只有力的作用，想改变物体的能量是恰当的。进而引出功的概念。

二、     新课讲解

教师讲授：功概念的首位提出者古斯塔夫·科里奥利及为什么要学习功

【合作探究2】认识功与能量变化的关系，运用做功两个要素判断力是否做功

活动任务2：观察思考，判断不同过程的做功情况

教师展示视频1：吉尼斯世界纪录——强人拉动50吨卡车

教师展示视频2：举重夺金！龙清泉勇夺里约奥运男子举重56公斤级冠军

       上举过程                      挺住不动               匀速向前移动

教师展示图片3：于大宝头球破门国足1:0战胜韩国队,拿到世预赛12强赛首胜!

他头顶足球，球被顶出后，在空中飞行过程中     他头顶足球，顶球的过程中

设计意图：教学中注意联系学生感兴趣的生活实例，让学生体验从生活走向物理的理念，感受由生产生活实例建立物理模型的理念，同时有助于激发学生的兴趣，并为本节学习提供了必要的感性材料。同时引入奥运冠军，激发学生的爱国情怀及励志教育。

【合作探究3】探究功的一般表达式

（提示：从特殊到一般，从简单到复杂的探究过程）

活动任务3：下面几种情况下，求功的大小

情景1：小车受到水平力F的作用，在水平面上前进L，求这个过程中拉力F对小车所做功的大小？

情景2：质量为m的小车，受到与水平面夹角为α力F作用，在水平面上前进L，求这个过程中拉力F对小车所做功的大小？

     教师动画展示运动过程

     引导学生利有等效性原理分解力或分解位移

     得出功的一般表达式

结论：功的一般表达式为：W = F l cosα

注意表达式适用条件：

１、     力的要求：

２、     α的要求：

3、功一定要指明是哪个力对物体做的功

功的单位：１Ｊ＝１Ｎ×１m=1N·m

设计意图：利用动漫图片运动，激趣效果；遵循从简单到复杂，从特殊到一般的探究过程；在探究过程中让学生体验等效性原理。

活动任务4：识辩真伪！以下四种情况F对物体所做的功都为：W=FLcosα，是否正确？

拓展:如果 F=10N，L=5m，α=370,请计算1、2两图中力F对物体所做的功，并观察结果有什么新的发现？

拓展:如果 F=10N，L=5m，α=370,请计算甲、乙两图中力F对物体所做的功，并观察结果有什么新的发现？

设计意图：一是掌握功的表达式的简单应用，二是发现功有正功和负功，提出新问题，讨论正功和负功。

【合作探究4】理解正功与负功的概念

活动任务6：请阅读教材P58---P59页，正功和负功部分，填表回答问题

过渡：引导学生观察图（1）和图（2）,猜想,功的正负应该和什么有关?

那么老师就把力与位移的夹角划分五个阶段,列成表格,请同学阅读教材,小组讨论,填写表格,回答问题.

1．学生活动

1)     请阅读教材P53---P54页，正功和负功部分

2)     小组讨论，填写表格，并回答以下问题

问题1：功的正负由什么决定，怎样决定的？

问题2：结合实例说明正功和负功的意义是什么？

问题3：40J的功和—40J的功比较谁大？

问题4：当力F对物体做－40J的功，还可以怎样说？

幻灯片展示下表，学生阅读填写：

2．  学生阅读教材，思考上述问题后，师生共同分析总结：

a) 正功和负功的决定因素：

①当0≤α＜π/2时，cosα＞0，W＞0，力F对物体做正功；

②当α=π/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π/2＜α≤π时，cosα＜0，W＜0，力F对物体做负功。

b) 正功和负功的意义：

正功的意义：说明该力的性质是动力，对物体的运动起推动作用。

负功的意义：说明该力的性质是阻力，对物体的运动起阻碍作用。

【合作探究5】功是矢量还是标量

活动任务7：计算验证功是矢量还是标量

例题：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3N和4N的恒力，从静止开始运动10m ,求每个力做的功和合力的功

设计意图：强化矢量与标量本上的区别运算法则不同，同时规范学生答题过程及严谨的科学探究过程。

【合作探究6】总功的计算方法

学生活动：参照做一做，讨论求总功的方法。具本来看书上这道例题,

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L=5m，物体与地面间的滑动摩擦力Ff＝100N。求：力对雪橇所做的总功。

教师规范答题过程，学生得出求总功的两种方法。

方法一：先求出各个力所做的功，则总功等于各个力所做功的代数和。

        W总=W1+W2+······+Wn

方法二：先求出各个力的合力，则总功等于合力所做的功。

        W总=F合Lcosα

（2）          拓展提高

问题1：一个大小方向不变的力拉着物体绕正边形走一圈，求拉力对物体做功？

问题2：拉力大小不变，方向时刻与运动方向相同，绕着正边形走一圈，求拉力对物体所做的功？

拓展：五边形、六边形、八边形、多边形、圆怎么求拉力对物体所做的功

方法：化整为零、化变为恒的思想

探究性作业：求被压缩弹簧弹起过程中，求弹簧弹力对小球所做的功。

（提示：研究匀变速直线运动中，利用图象求位移的方法）

三、课堂小结

【教学反思】