《功》教学设计

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名称 《功》教学设计
格式 zip
文件大小 24.6KB
资源类型 教案
版本资源 人教版(新课程标准)
科目 物理
更新时间 2012-10-06 14:40:03

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文档简介

《功》教学设计
  一、教学目标

  1.知识和技能
  (1)理解功的概念。
  (2)理解功的两个要素。理解功的正负的物理意义。
  (3)会用功的定义式计算恒力做功的大小。

  2.过程和方法
  (1)通过“功”的学习认识建立物理概念的一般方法。
  (2)感受正交分解法推导力做功的计算式。

  3.情感、态度和价值观
  体验物理知识在生产生活的广泛应用,激发探究的兴趣和学习的热情。

  二、教学重点和难点
  1.重点是力对物体做功的两个要素和掌握功的计算公式。
  2.难点是功的正负和对“克服阻力做功”的理解。

  三、教学流程

  1.教学流程图


  2.教学流程说明

  情景Ⅰ 生活实例
  (1)货物在起重机作用下被举高了;(2)机车制动后,列车逐渐驶向站台。

  活动Ⅰ 讨论
  请学生分析货物、列车的能量变化。讲出功的定义(若物体在力的作用下能量发生变化,那么这个力一定对物体做了功)。

  活动Ⅱ 搬重货物
  三种方式搬货物。一种只做原地上下搬的过程,另外一种则搬着货物来回走动。第三种原地搬起货物挺住不动。这些情景,让学生讲出做功的两个要素。

  活动Ⅲ 讨论、交流
  (1)逻辑推理,探究功的规律
  ①功的公式
  如图1,力F使滑块发生位移l这个过程中,F对滑块做了多少功如何计算?

  计算公式:W=Fl。
  如果细绳斜向上拉滑块,如图2所示,这种情况下滑块沿F方向的位移是多少?

  学生讨论:分析并得出这一位移为lcosθ。至此按功的前一公式即可得到如下计算公式:
  W=Flcosθ
  结论: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。
  运用公式计算功:给出F=100N、l=5m、θ=37°,与同学一起计算功W,得出W=400N·m。就此说明1N·m这个功的大小被规定为功的单位,为方便起见,取名为焦耳,符号为J,即1J=1N·m。

  在国际单位制中,功的单位是焦耳(J) 1J=1N·m
  ②功是标题,探究合力的功
  再根据公式W=Flcosθ做启发式提问

  将F分解到l的方向上得到这个分力为Fcosθ,再与l相乘,结果仍然是W=Flcosθ。

  例1 如图所示,F1和F2是作用在物体P上的两个水平恒力,大小分别为:F1=3N,F2=4N,在这两个力共同作用下,使物体P由静止开始沿水平面移动5m距离的过程中,它们对物体各做多少功?它们对物体做功的代数和是多少?F1. F2的合力对P做多少功?


  从合力功与分力功所遵从的运算法则,深化功是标量的认识。

  解答过程如下:位移在F1、F2方向上的分量分别为l1 =3m、l2 =4m,F1对P做功为9J,F2对P做功为16J,二者的代数和为25J。F1、F2的合力为5N,物体的位移与合力方向相同,合力对物体做功为W =FS =5N×5m=25J。
  合力做功
  两种求法: W合=F合·l·cosθ; W合=W1+W2+W3… 此为代数和
  ③运用公式—探究正功、负功
  没有方向,但有正负之分。

  总结:
  当0°≤θ<90°时,cosθ为正值,W为正值,称为力对物体做正功,或称为力对物体做功。
  当θ=90°时,cosθ=0,W=0,力对物体做零功,即力对物体不做功。
  当90°<θ≤180°时,cosθ为负值,W为负值,称为力对物体做负功,或说物体克服这个力做功。
  同学讨论正功、负功的物理意义,它们反映了什么问题?

  例2 如图中,a图中的推力对正在前进中的小车来说是阻力,b图中小车受到的滑动摩擦力阻碍小车的运动,c图中上升中的小球,重力与运动方向相反阻碍小球的上升,三个力均对物体做负功:


  a.图中推力做功
  b.图中摩擦力做功
  c.图中重力做功

  讨论结果:当力对物体做正功,这个力对物体来说是动力。
  力对物体做负功,从动力学的角度看,这个力是阻力,对物体的运动起阻碍作用。
  一个力对物体做了负功,往往说成物体克服这个力做了功(取绝对值),即:
  。

  (2)实际运用
  例3 一人乘电梯从1楼到10楼,在此过程中经历了先加速、后匀速,再减速的运动过程,则地面上的观察者考察电梯支持力对人做功情况是(  )

  A.加速时做正功,匀速时不做功,减速时做负功
  B.加速时做正功,匀速和减速时做负功
  C.加速和匀速时做正功,减速时做负功
  D.始终做正功

  例4 如图所示,一质量为m=10kg的雪橇,受到与水平方向成37°斜向上的拉力作用从静止开始运动,力的大小为F=100N,使雪橇在水平地面上移动l=5m,如图所示。雪橇与地面间的滑动摩擦力为Ff=70N。求:

  ①人对雪橇的拉力所做的功;
  ②雪橇克服摩擦力所做的功;
  ③力对雪橇所做的总功。(sin37°=0.6,cos37°=0.8)

  (3)作业布置 略