2024-2025學年高中物理第四章機械能和能源1功教案教科版必修2

PAGE5-功教材分析本章的第一節(jié)引入功、進一步探究能量作鋪墊的。使學生很自然的聯(lián)想到功和能是緊密聯(lián)系在一起的。因此在教學設(shè)計中老師可以緊緊圍繞“功是能量轉(zhuǎn)化的量度”這條主線綻開。這樣不僅可以使學生明白“為什么要引入功”，同時也為后面學習重力勢能、探究彈性勢能的表達式、動能定理等學問打好基礎(chǔ)。可以這樣說，“功是能量轉(zhuǎn)化的量度”是貫穿于整章的主線，在教學設(shè)計、探究過程中應始終立足于這條主線上。學情分析對于功這個概念，學生通過初中的學習已經(jīng)有了初步的相識，知道求功的兩個要素以及求功的簡潔公式w=FX，在學習實力方面學生已經(jīng)能主動學著去探究一些學問，在老師的引導下能很好的通過探討探究等方式得到學問。教學目標（一）學問與技能1．理解功的概念，知道力和物體在力的方向上通過的位移是做功兩個不行缺少的因素。2．知道功的計算公式W=FXcosα，會用這個公式進行計算。

3．明確功是標量，理解正功和負功的概念，知道在什么狀況下力對物體做正功或負功。4．知道什么是幾個力對物體所做的總功，知道幾個力對物體所做的總功等于這幾個力的合力對物體所做的總功。（二）過程與方法在推導功的公式過程中，通過猜想、從特別到一般，再從一般到特別的理論論證等方法培育學生科學論證實力和推理實力，并滲透等效思想，有意識地培育學生的科學思維和科學方法。（三）情感看法與價值觀通過引導學生對教材所列學問的探究使學生不僅駕馭所學的學問，而且駕馭探究物理學科學問的方法，并與學習其它學科學問和生活技能的方法融會貫穿，達到不僅教書、而且育人的目的。教學重點重點使學生駕馭功的計算公式，理解力對物體做功的兩個要素（功的概念）；教學難點對功是標量，沒有方向的相識及正功和負功的物理意義。教學方法老師啟發(fā)、引導，學生自主閱讀、思索，探討、溝通學習成果。教學過程一、引入新課：通過多媒體視頻演示和事例的分析發(fā)覺力對物體做功的確導致了物體能量的變更。反過來，物體的能量發(fā)生變更，肯定有力對物體做了功?？梢姡鹤龉Φ倪^程就是能量轉(zhuǎn)化的過程。功是能量轉(zhuǎn)化的量度二、通過啟發(fā)式探究，使學生駕馭做功的兩個要素請學生思索：教材圖（a）中，假如運動員舉著杠鈴靜止不動，支持力對杠鈴是否做功了？學生探討分析結(jié)合導學案中的推課桌實例，明確做功的兩個不行缺少的因素，即力和物體在力的方向上的位移。三、通過從特別到一般，再從一般到特別，借鑒等效思想，完成課件問題3，引導學生探究出求功的一般表達式W=FXcosα特別情景1：如圖，物體在水平恒力F的作用下前進X位移，力F做功多少？特別情景2：當假如力的方向與運動方向垂直？特別情景3：力F的方向與運動方向并不一樣，也不是與運動方向發(fā)生的位移相垂直，力F方向與運動方向成某一角度時，力F對物體有沒有做功呢？若做了功，所做的功又是多少呢？這是本課的重點。首先指出初中求功的方法只是一種特別的狀況。生產(chǎn)生活中常常會遇到力和位移方向不相同的狀況，此時應怎么求功（貫穿特別到一般的思想）?（投影）拉飛機的力是斜向上的(力與位移既不同向也不相互垂直),這種狀況下有沒有做功？假如有，怎么計算功？1,物體在與水平面成α角的恒力F作用下，沿水平方向移動通過位移X，求拉力F做的功？2,讓學生推導功的一般表達式:a．提出猜想：通過做功的兩個必要因素啟發(fā)引導學生進行猜想，并溝通猜想。可能提出幾種猜想：（1）力F做功大小和力與運動方向的夾角α沒有關(guān)系。（2）力F做功大小和力與運動方向的夾角α有關(guān)系。同樣一個力F作用方向不同，在變更物體能量上效果不相同，可從兩種特別狀況作定性分析，否定猜想（1）。對猜想（2）提出運用特別到一般的思維來理論驗證的思路。b．師生溝通協(xié)作，學生分析論證，驗證猜想：(1)、老師啟發(fā)：運用矢量分解，把一般情境問題轉(zhuǎn)化為二個簡潔的特別問題，同時滲透等效思想。(2)、讓學生探討斜拉時如何求功？多數(shù)學生都會知道正交分解F為F1，F(xiàn)2，并且知道這樣分解的目的（讓學生在黑板上畫圖并得出功的公式）。進一步告知學生，這種探討問題的方法是利用已學過的學問（F，X同向或垂直時功的計算法則)來解決新問題（F，X成一夾角α），這種方法在很多地方都會用到（如平拋運動）。（3）、進一步引導學生分解位移，推導功的公式。這一點學生相對較困難，從矢量引導啟發(fā)，讓學生比較簡潔去接受。（4）用兩種方法得到公式，讓學生探討加深對公式W=FXcosα的理解。一是知道公式的意義是表示功等于力乘以位移再乘以力與位移夾角α的余弦；二是知道式中各量的意義，如α是什么角、F是恒力、X是位移不是路程、W是標量等。四、從一般到特別，深化對公式的相識、依據(jù)一般包含特別的原理引入正功和負功。（1）利用功的公式引入正、負功。先從角0度和180度時，分別為W=FX和W=-FX，引入功存在正功和負功，進一步讓學生探討角α多大時做正功，多大時做負功？（角α為銳角時力做正功，角α為鈍角時力做負功）。（2）探討正、負功的含義。（3）最終指出阻力對物體做負功也可以說成是物體克服阻力做正功。探討一個力做功時可能出現(xiàn)的幾種情形:α=π/2時，cosα=0，W=0。力F和位移x的方向垂直時，力F不做功；②當α＜π/2時，cosα＞0，W＞0。這表示力F對物體做正功；③當π/2＜α≤π時，cosα＜0，W＜0。這表示力F對物體做負功。老師活動：指導學生閱讀課文。提出問題，力對物體做正功或負功時有什么物理意義呢？結(jié)合生活實際，舉例說明。學生活動：閱讀課文，理解正功和負功的含義?；卮鹄蠋煹膯栴}。老師活動：傾聽學生回答，點評、總結(jié)。功的正負表示是動力對物體做功還是阻力對物體做功功的正負由力和位移之間的夾角確定，所以功的正負決不表示方向，而只能說明做功的力對物體來說是動力還是阻力。當力對物體做正功時，該力就對物體的運動起推動作用；當力對物體做負功時，該力就對物體運動起阻礙作用。功是標量，只有量值，沒有方向。功的正、負并不表示功的方向，而且也不是數(shù)量上的正與負。我們既不能說“正功與負功的方向相反”，也不能說“正功大于負功”，它們僅表示相反的做功效果。功的拓展探討:功是矢量還是標量呢？從矢量與標量運算方法不同角度幫助學生理解：完成教材60頁上的活動。（學生探討、完成教材上的表格、展示）老師活動：物體所受到的力往往不只一個，那么，如何求解這幾個力對物體所做的功呢?依據(jù)上述例題要求學生自己歸納。學生總結(jié)：當物體在幾個力的共同作用下發(fā)生一段位移時，這幾個力對物體所做的功可以用下述方法求解（1）求出各個力所做的功，則總功等于各個力所做功的代數(shù)和；（2）求出各個力的合力，則總功等于合力所做的功。五、功的拓展探討1:力做功時力和位移的同時性？思索：一同學在操場上踢球，飛起一腳用50N的力將球踢出，球在操場上滾了20m,關(guān)于球在滾動過程中，腳對球做功下列說法中正確的是A．0JB.1000JC.無法求出2、變力功的求法以肯定的初速度豎直向上拋出一只蘋果，蘋果上升的最大高度為h，空氣阻力大小為f，則從拋出到落回拋出點的過程中，空氣阻力對蘋果做的功為（）A、0B、-fhC、-2fhD、2fh解析：在蘋果從拋出至落回原地的過程中，蘋果所受阻力的方向變更了，所以是變力，如何求這一變力做的功，可分段處理。答案：C板書設(shè)計一、功和能的關(guān)系：做功的過程就是能量轉(zhuǎn)化的過程二、功的兩個要素1．作用在物體上的力。2．物體在力的方向上通過的位移

三、功的計算式W=FXcosα四、正功和負功①當α=π/2時，cosα=0，W=0。力