《4.1 勢(shì)能的變化與機(jī)械功》教學(xué)設(shè)計(jì)

《4.1勢(shì)能的變化與機(jī)械功》教學(xué)設(shè)計(jì)##一、教學(xué)目標(biāo)###（一）知識(shí)與技能1、學(xué)生能夠理解機(jī)械功的概念，準(zhǔn)確說(shuō)出機(jī)械功的兩個(gè)必要因素。2、學(xué)生會(huì)運(yùn)用公式W=Fs（這里的s表示位移，在實(shí)際教學(xué)中可以根據(jù)教材的習(xí)慣用法進(jìn)行調(diào)整）cosθ（θ是力與位移方向的夾角）計(jì)算機(jī)械功，能正確判斷力是否做功以及做功的正負(fù)。3、能舉例說(shuō)明生活中常見(jiàn)的機(jī)械功現(xiàn)象，比如搬東西上樓、推車前進(jìn)等。###（二）過(guò)程與方法1、通過(guò)分析生活中的實(shí)例，像把箱子從一樓搬到二樓、拉著小車在水平路面行走等，讓學(xué)生經(jīng)歷從具體現(xiàn)象中抽象出功的概念的過(guò)程，培養(yǎng)學(xué)生的歸納總結(jié)能力。2、利用課堂上的小組討論和互動(dòng)，讓學(xué)生在討論不同力做功情況的過(guò)程中，提高學(xué)生的合作交流能力和邏輯思維能力。例如在分析斜面上滑塊受到的重力、摩擦力、支持力做功情況時(shí)，讓學(xué)生們互相交流想法。###（三）情感態(tài)度與價(jià)值觀1、借助對(duì)生活中功的現(xiàn)象的觀察和分析，使學(xué)生體會(huì)到物理知識(shí)就在身邊，從而激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣。例如看到建筑工人搬運(yùn)建筑材料，思考這里面涉及到的功的知識(shí)。2、在小組合作探究功的相關(guān)知識(shí)的過(guò)程中，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作精神，讓學(xué)生明白合作在學(xué)習(xí)和解決問(wèn)題中的重要性。##二、學(xué)情分析咱們高中的學(xué)生呀，已經(jīng)有了一定的生活經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)基礎(chǔ)。他們?cè)谌粘Ｉ钪薪?jīng)常會(huì)遇到需要用力做事的情況，像幫忙搬東西、推自行車之類的，所以對(duì)功有一些模糊的概念。在之前的學(xué)習(xí)中，他們也已經(jīng)掌握了力、位移等相關(guān)概念，這就為學(xué)習(xí)機(jī)械功奠定了很好的基礎(chǔ)。不過(guò)呢，他們可能對(duì)功的精確概念、做功的條件以及功的計(jì)算公式的理解和運(yùn)用還存在一些困難。另外，咱們的學(xué)生思維比較活躍，喜歡通過(guò)實(shí)例去理解抽象的概念，對(duì)于小組討論、合作探究這種學(xué)習(xí)方式也比較感興趣。##三、教學(xué)重難點(diǎn)###（一）教學(xué)重點(diǎn)1、機(jī)械功概念的理解，特別是功的兩個(gè)必要因素。2、機(jī)械功公式W=Fscosθ的理解和應(yīng)用。###（二）教學(xué)難點(diǎn)1、對(duì)功的概念中“力的方向上的位移”的理解，尤其是當(dāng)力和位移方向不一致時(shí)。2、正負(fù)功的理解，包括正負(fù)功的物理意義以及在具體情境中的判斷。##四、教學(xué)內(nèi)容根據(jù)教學(xué)目標(biāo)和學(xué)生的學(xué)情，我們的教學(xué)內(nèi)容主要包括機(jī)械功的概念引入、做功的兩個(gè)必要因素的分析、功的計(jì)算公式的推導(dǎo)與應(yīng)用、正負(fù)功的意義探討等方面。在教學(xué)過(guò)程中，我們會(huì)引入大量生活中的實(shí)例，如起重機(jī)吊起重物、人拉著行李箱在機(jī)場(chǎng)行走等，來(lái)幫助學(xué)生理解抽象的概念。同時(shí)，還會(huì)對(duì)一些特殊情況進(jìn)行分析，比如力與位移垂直時(shí)功的情況，力與位移方向相反時(shí)功的情況等，以加深學(xué)生對(duì)功的全面理解。##五、教學(xué)方法1、**講授法**：在講解功的概念、公式等基礎(chǔ)知識(shí)的時(shí)候，直接講授可以讓學(xué)生快速獲取準(zhǔn)確的知識(shí)。例如在講解功的定義和做功的兩個(gè)必要因素時(shí)，清晰地把概念和要點(diǎn)告訴學(xué)生。2、**討論法**：提出一些有爭(zhēng)議或者需要深入思考的問(wèn)題，讓學(xué)生分組討論。比如給出幾個(gè)不同的力和位移的情境，讓學(xué)生討論這些情況下力是否做功。這樣可以激發(fā)學(xué)生的思維，提高他們的合作能力。3、**實(shí)例分析法**：通過(guò)分析生活中的實(shí)例，讓學(xué)生更好地理解功的概念和相關(guān)知識(shí)。像分析運(yùn)動(dòng)員舉重時(shí)力和位移的關(guān)系，從而判斷重力和支持力是否做功等。##六、教學(xué)過(guò)程###（一）導(dǎo)入（5分鐘）同學(xué)們，我給你們講個(gè)我自己的經(jīng)歷哈。上次我去超市購(gòu)物，買了好多東西，裝在一個(gè)大箱子里。從超市出來(lái)后，我要把這個(gè)箱子搬到車上。我就使了好大的勁兒，才把箱子搬到車上。在這個(gè)過(guò)程中，我就做了功。那你們想一下，在生活中還有哪些類似的情況呢？比如說(shuō)建筑工人把建筑材料搬到樓上，快遞員把包裹搬到快遞車上等等。那在這些過(guò)程中，都有一個(gè)力的作用，而且物體也有了移動(dòng)。那今天我們就來(lái)學(xué)習(xí)一個(gè)和這個(gè)現(xiàn)象有關(guān)的物理概念——機(jī)械功。###（二）新授（30分鐘）####1、機(jī)械功的概念（10分鐘）（1）首先呢，我們來(lái)看幾個(gè)例子。-起重機(jī)吊起重物，重物在起重機(jī)的拉力作用下升高了。這里有拉力，而且重物有向上的位移。-人用力推汽車，汽車在人的推力作用下向前移動(dòng)了。這里有推力，汽車有向前的位移。通過(guò)這兩個(gè)例子，我們可以總結(jié)出機(jī)械功的兩個(gè)必要因素：一是作用在物體上的力，二是物體在力的方向上發(fā)生位移。（2）那我們?cè)賮?lái)看一些特殊情況。-假如一個(gè)人用力推墻，墻沒(méi)有動(dòng)。這里雖然有力，但是墻沒(méi)有位移，所以人對(duì)墻沒(méi)有做功。-還有一個(gè)物體在光滑水平面上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，它雖然有位移，但是沒(méi)有受到水平方向的力，所以也不存在力做功的情況。####2、功的計(jì)算公式（10分鐘）（1）當(dāng)力的方向與位移方向一致時(shí)，功的計(jì)算就很簡(jiǎn)單啦。比如說(shuō)一個(gè)力F作用在物體上，物體在這個(gè)力的作用下發(fā)生了位移s，那功W就等于力F乘以位移s，也就是W=Fs。（2）但是如果力的方向和位移方向不一致呢？比如說(shuō)一個(gè)物體在斜向上的拉力F的作用下，沿水平方向移動(dòng)了位移s，力F與水平方向的夾角是θ。那我們可以把力F分解成水平方向的分力Fcosθ和垂直方向的分力Fsinθ。垂直方向的分力沒(méi)有對(duì)物體做功，因?yàn)樗臀灰品较虼怪?，而水平方向的分力做功，功的大小就是這個(gè)分力乘以位移，也就是W=Fcosθ·s，也就是W=Fscosθ。這就是功的計(jì)算公式。（3）那我們來(lái)做個(gè)小練習(xí)。一個(gè)物體受到一個(gè)大小為10N的力，這個(gè)力與物體的位移方向夾角為30°，物體的位移是5m，那這個(gè)力對(duì)物體做的功是多少呢？根據(jù)公式W=Fscosθ，我們可以算出W=10N×5m×cos30°=10×5×√3/2=25√3J。####3、正負(fù)功的意義（10分鐘）（1）我們來(lái)看這樣一個(gè)例子，一個(gè)物體在水平面上受到一個(gè)向右的拉力F，物體向右移動(dòng)了位移s，那這個(gè)拉力做的功就是正功，因?yàn)榱Φ姆较蚝臀灰品较蛳嗤?，根?jù)公式W=Fs，W是正值。那這個(gè)正功表示什么意義呢？它表示這個(gè)力對(duì)物體的運(yùn)動(dòng)是起到了推動(dòng)的作用，是動(dòng)力。（2）再看另一個(gè)例子，一個(gè)物體在粗糙水平面上向右運(yùn)動(dòng)，受到一個(gè)向左的摩擦力f，物體向右移動(dòng)了位移s。根據(jù)公式W=Fscosθ，這里θ=180°，cosθ=-1，所以摩擦力做的功W=-fs，是負(fù)值。這個(gè)負(fù)功表示什么呢？它表示摩擦力對(duì)物體的運(yùn)動(dòng)是起到了阻礙的作用，是阻力。（3）那我們?cè)偎伎家幌?，如果一個(gè)力做的功是-5J，另一個(gè)力做的功是3J，哪個(gè)力做的功大呢？其實(shí)功的大小比較是看絕對(duì)值的，所以-5J的功的絕對(duì)值大于3J的功，也就是-5J這個(gè)功的數(shù)值表示的功更大，只是它是負(fù)功，表示阻力做的功。###（三）鞏固（15分鐘）1、給出一些生活中的實(shí)例，讓學(xué)生判斷這些實(shí)例中力是否做功，如果做功，是做正功還是負(fù)功。-例如：人提著水桶在水平路面上行走，人對(duì)水桶的拉力是否做功？-再如：汽車在剎車過(guò)程中，摩擦力對(duì)汽車是否做功？做的是正功還是負(fù)功？2、給出一些力、位移和夾角的數(shù)據(jù)，讓學(xué)生計(jì)算功的大小。-如：一個(gè)力大小為20N，位移為8m，力與位移方向夾角為60°，求功的大小。###（四）總結(jié)（5分鐘）好啦，同學(xué)們，今天我們學(xué)習(xí)了機(jī)械功的知識(shí)。首先我們知道了機(jī)械功的概念，有兩個(gè)必要因素，就是作用在物體上的力和物體在力的方向上的位移。然后我們學(xué)習(xí)了功的計(jì)算公式W=Fscosθ，最后還探討了正負(fù)功的意義，正功表示動(dòng)力做功，負(fù)功表示阻力做功。希望大家回去好好復(fù)習(xí)一下這些知識(shí)哦。###（五）作業(yè)布置（5分鐘）1、書面作業(yè)：完成課本上的課后練習(xí)題，包括一些判斷功是否存在、計(jì)算功的大小、判斷正負(fù)功的題目。2、實(shí)踐作業(yè)：觀察生活中存在功的現(xiàn)象，比如家里的洗衣機(jī)工作時(shí)、電梯運(yùn)行時(shí)等，分析其中力是否做功，做的是正功還是負(fù)功，并且寫一篇小短文描述你觀察到的現(xiàn)象和分析過(guò)程。##七、教學(xué)資源1、在講解功的概念時(shí)，利用超市購(gòu)物搬箱子、建筑工人搬建筑材料等生活中的真實(shí)案例，讓學(xué)生更好地理解功的概念。2、在講解功的計(jì)算公式時(shí)，可以制作簡(jiǎn)單的動(dòng)畫或者演示文稿，展示力與位移方向不同時(shí)如何分解力來(lái)計(jì)算功，使抽象的知識(shí)更加直觀。3、在講解正負(fù)功意義的時(shí)候，可以播放一些視頻，比如汽車加速和剎車時(shí)的情況，分析其中力做功的正負(fù)情況。##八、教學(xué)評(píng)價(jià)###（一）形成性評(píng)價(jià)1、在課堂討論環(huán)節(jié)，觀察學(xué)生的參與度、討論的積極性以及對(duì)問(wèn)題的理解程度，及時(shí)給予反饋和指導(dǎo)。比如在討論力是否做功的實(shí)例時(shí)，看學(xué)生是否能夠準(zhǔn)確地根據(jù)功的概念進(jìn)行判斷，如果有錯(cuò)誤，及時(shí)糾正并引導(dǎo)學(xué)生正確思考。2、在課堂練習(xí)環(huán)節(jié)，通過(guò)學(xué)生的做題情況來(lái)評(píng)價(jià)學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握程度。如果大部分學(xué)生在計(jì)算功的大小或者判斷正負(fù)功時(shí)出現(xiàn)錯(cuò)誤，那就說(shuō)明在這