4-1 功 教学设计 (2)

功
1教学目标
1.知识与技能(1)理解功的概念和做功两个要素；(2)会利用公式进行有关运算。
2.过程与方法(1)理解正、负功的含义，能解释相关现象；(2)W=FScosa要灵活运用。
3.情感、态度与价值观
通过学习功的概念及其公式导出的过程，让学生体会并学习物理学的研究方法，认识物理模型和数学工具在物理学发展过程中的作用。
2学情分析
学生在初中已经学过功的公式w=FS,这是在特殊情况下（F与S在同一直线上）功的基础公式，本节课在学生已经掌握的基础上进行扩展。
3重点难点
重点：理解功的概念及正负功的意义。
难点：利用功的公式解决有关问题。
4教学过程
4.1
第一学时
4.1.1教学活动
活动1【导入】演示小实验，引入新课
教师活动：演示实验，并让学生描述实验现象。学生思考并描述现象：1、书本受到向上的支持力向上运动；2、小车受到向左的拉力向左运动。教师活动：那么我们一起对实验现象进行分析，书本、小车运动过程中，有哪些共同点。学生思考并回答：1、物体受到力的作用；2、物体沿力的方向发生了位移。教师活动:这种现象在生活中应用：吊车吊起重物，拖车牵引汽车。（板书：4．1功）
活动2【讲授】进行新课
教师活动：引入功的概念。所以，在物理学中，（板书功的定义）物理受到力的作用，并且在力的方向上发生位移，就说这个力对物体做了机械功，简称功。并提问：我们刚刚的小实验分析可以得出做功的两大要素是什么？学生思考回答问题。教师强调力和物体在力的方向上发生一段位移，是做功的两个不可缺少的因素。功反映了力在过程中对空间位移的积累，所以功是一个过程量。教师活动：既然我们掌握了功的要素，那我们来判断书本64页讨论与交流四幅图，人给物体的力是否做了功？引导学生从做功的两大要素进行分析。我们知道物体做功的要素，那么功如何计算呢？如果力的方向与物体的运动方向一致，该怎样计算功呢？
展示问题一：物体m在水平力F的作用下水平向前行驶的位移为s，如图甲所示，求力F对物体所做的功。
学生根据功的概念和初中所学知识得出w=FS。
如果力的方向与物体的运动方向不一致，而是成某一角度，又该怎样计算功呢？
展示问题二：物体m在与水平方向成α角的力F的作用下，沿水平方向向前行驶的距离为s，如图乙所示，求力F对物体所做的功。
学生分组讨论推导公式：由于物体所受力的方向与运动方向成一夹角α，可根据力F的作用效果把F沿两个方向分解：即跟位移方向一致的分力F1，跟位移方向垂直的分力F2，如图所示：
据做功的两个不可缺少的因素可知：分力F1对物体所做的功等于F1s。而分力F-2的方向跟位移的方向垂直，物体在F-2的方向上没有发生位移，所以分力F2所做的功等于零。所以，力F所做的功W=W1＋W2=W1=F1s=Fscosα。教师提问：若将位移s分解，结果如何？教师引导学生根据做功的要素将位移沿力的方向进行分解。让学生推导得出w=Fscosα.教师讲解：力F对物体所做的功等于力的大小、位移的大小、力和位移夹角的余弦这三者的乘积。即：W=Fscosα。w表示力对物体所做的功，F表示物体所受到的力，s物体所发生的位移，α力F和位移之间的夹角。功的公式还可理解成在位移方向的分力与位移的乘积，或力与位移在力的方向的分量的乘积。在SI制中，功的单位为焦。1J=1N·m在用功的公式计算时，各量要求统一采用国际单位制。教师引入例题木箱在如图乙所示力的作用下匀速运动，α=60o求⑴拉力对木箱做的功。⑵摩擦力对木箱做的功。，让学生熟悉公式。通过上边的学习，我们已明确了力F和位移s之间的夹角，并且知道了它的取值范围是０°≤α≤180°。那么，在这个范围之内，cosα可能大于0，可能等于0，还有可能小于0，从而得到功W也可能大于0、等于0、小于0。教师让学生根据公式W=Fscosα讨论交流如何判断正负功。学生讨论总结发现（板书正负功的判断）①当0≤α＜π/2时，力对物体做正功②当π/2＜α≤π时，力对物体做负功③当α=π/2时，力对物体不做功。教师引导学生理解正功和负功，①功的正负表示是动力对物体做功还是阻力对物体做功；功的正负由力和位移之间的夹角决定，所以功的正负决不表示方向，而只能说明做功的力对物体来说是动力还是阻力。当力对物体做正功时，该力就对物体的运动起推动作用；当力对物体做负功时，该力就对物体运动起阻碍作用。②一个力做负功我们往往说成克服此力做正功。例如重力做功-10J，可以说成克服重力做功10J。③摩擦力不一定做负功，人在搭乘扶梯时，摩擦力是动力，做正功。
板书设计4.1功
1．功的概念：作用在物体上的力，使物体在力的方向上发生一段位移，我们就说，这个力对物体做了功。力和在力的方向上发生一段位移是做功的两个必要因素。
2．功的公式：W=FScosα，F是恒力，S是在力的方向上的位移，α是F、S间的夹角，单位焦耳。
3．正负功的判断：
①当0≤α＜π/2时，力对物体做正功
②当π/2＜α≤π时，力对物体做负功
③当α=π/2时，力对物体不做功
活动3【作业】作业
书本P67
练习
第3题
练习册P60
自主活动
A层体验