《功》教学设计
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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
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