物理必修22.功教学设计

主备人

韩召余

课型

新授

验收结果：

合格/需完善

时间

 2011年 5  月  2  日

分管领导

课时1

教学目标：

重点、难点

教       学       过        程

教师活动

学生活动

修改意见

演示单摆运动，分析小球从最高点到最低点的过程中，势能转化为动能是因为小球受重力作用并且在重力方向上发生了一段位移。出示水坝图片，水的势能转化为动能同样是因为水受重力作用并且在重力方向上发生了一段位移，从而说明能量的转化过程就是做功过程（板书），引入新课。

一、            功

然后实验演示：（1）水平拉力拉动放在桌面上的木块；

     （2）用竖直向上的力提着木块沿水平方向移动。

学生思考总结做功的两要素：力和物体在力的方向上的位移。

最后让学生计算两次实验时功的计算公式。

学生计算后，提出如果力的方向与物体的位移方向不一致，如何计算功的大小？

学生思考讨论并回答。经过讨论学生可以想到将力F分解到沿位移方向和垂直位移方向即：

得出：     

W=Fcos ·l

教师可以继续引导：还有其他方法吗？（若学生回答不了，教师可以进行提示：；力F是矢量可以分解，而位移L亦是矢量，能否分解？若能应如何分解？）经讨论或提示，学生能够想到还可以将位移L分解到沿力方向和垂直位移方向即：

得出：

教师总结：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。即

W=FLcosα。然后让学生说出功的单位J及其意义。

教师提出问题：弹簧(劲度系数为K)一端固定在墙上，另一端连接一水平面上的滑块，用力将弹簧拉伸X后放手，弹簧恢复原长过程中，求弹力做功。

有学生会提出W=KX•X,教师引导提示学生：弹簧弹力有什么特点？W=KX•X对吗？并由此提出W=FLcosα的适用条件：适用于恒力做功。对于变力做功请同学们课下思考。

例1、图中表示物体在力F的作用下在水平面上发生了一段位移l，分别计算这两种情形下力对物体做的功。设这两种情形下力和位移的大小都相同：F=10N，l=2m。角θ的大小如图所示。

通过此例题说明功的计算式中的α指F与L的夹角，与题中所给角度不一定相同。根据计算的结果提出功的正负由什么决定？从而进入正功和负功的教学。

二、            正功和负功

在此基础上，教师提出问题：功的正负表示方向吗?换句话说，即功是矢量还是标量？如何证明？

学生猜测结果：功是标量，原因可能是

（1）做功的过程就是能量转化的过程，能量是标量，所以功也应是标量；

（2）用水平力F向左拉物体运动L，功是W=FL，用水平力F向右拉物体运动L，功也是W=FL，由此说明功是标量。

（3）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。说明功是标量。

教师引导提示：矢量和标量最根本的区别是什么？提出矢量遵循平行四边形定则，而标量遵循代数加减。请同学们计算证明：一个物体放在光滑的水平面上，同时受到两个沿水平方向且相互垂直的3N和4N的力的作用，由静止开始运动10m。分别求出两个力的功和合力的功。

学生通过计算证明功遵循代数加减，所以是标量。

教师接着提出：既然功是标量，那功的正负又表示什么含义呢？

学生讨论，教师引导最后得出结论：功的正、负不表示功的大小，也不表示功的方向。从运动角度说明这个力是推动还是阻碍物体的运动。

例2、 一个质量m=2kg的物体,受到与水平方向成37度角斜向上方的拉力F１=10N，在水平地面上移动的距离l=2m，物体与地面间的滑动摩擦力f２=4.2N，求外力对物体所做的总功。

学生计算并总结总功的求解方法。

三、总功

教师总结：当物体在几个力的共同作用下发生一段位移时，这几个力对物体所做的总功可以用下述方法求解：

    a. 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 + W3 +…（注意要把各个功的正负号代入运算）.

    b. 先求出各力的合力, 再用W总=F合Lcos求总功。

最后教师进行小结：

 1．对功的概念和功的物理意义的主要内容作必要的重复（包括正功和负功的意义）。

2．对功的计算公式及其应用的主要问题再作些强调。

课堂练习：

1、 用力F拉动物体分别在光滑水平面上加速运动l；在粗糙水平面上匀速移动l；沿斜面向上减速移动l，哪种情况下力F做的功多？

   撤去力F后，物体继续运动了一段位移，那么F做的功又是多少？

2、关于功的论述，下列说法中正确的是：

  A、大力做的功多。

  B、+5J的功比- 5J的功多

  C、物体加速运动时的功比减速运动时的功多。

  D、+10J的功比+5J的功多。

3、 质量为1kg的物体静止在水平桌面上，物体受到一个与水平面成53的拉力F=5N的作用后由静止开始运动，已知物体与地面间的摩擦因数=0.25, sin53=0.8, cos53=0.6, g取10m/s2, 求在最初2s内:

①重力对物体所做的功;

②拉力F对物体所做的功;

③摩擦力f对物体所做的功;

④合力所做的总功.

首先请同学们回忆初中所学，回答功的定义。

学生利用以前学习的功的公式进行计算。

思考如果力的方向与位移的方向不一致，应该怎么办。

首先由α的范围讨论cosα的可能值进而得出W的情况，并总结如下：

当时，为正值， 为正值，称为力对物体做正功，或称为力对物体做功。

当时，=0，=0，力对物体做零功，即力对物体不做功。

当时，为负值， 为负值，称为力对物体做负功，或说物体克服这个力做功。

完成课堂练习题，巩固对本节课学习知识的理解。

小结（反思）

板书设计：

一、            正功和负功

首先由α的范围讨论cosα的可能值进而得出W的情况，并总结如下：

当时，为正值， 为正值，称为力对物体做正功，或称为力对物体做功。

当时，=0，=0，力对物体做零功，即力对物体不做功。

当时，为负值， 为负值，称为力对物体做负功，或说物体克服这个力做功。