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《五步教学法》课题示范案例
§7.2 功——五步教学法案例
教材分析:
《功》是人教版新课程高一物理第七章第二节,功和能的概念是物理学中重要的基本概念,且贯穿在全部高中物理学中,故本章教材在第一节追寻守恒量之后,接着就对功进行研究和讨论,学生初中已接触过功的概念,但本节课并不是初中内容的简单重复,而是内容的深化和拓展。
《功》从学生日常常见的事例如机车牵引列车前行、起重机搬运货物、手握握力器出发引出功,便于学生认识的逐步加深,教材本着创设物理情境,设疑激趣的原则,引导学生先分析力与位移同向的例子,然后探究力与位移有夹角时功的求解。再过渡到实际物体受多个力做功的情况,引导学生导出总功的求解方法。另外,结合具体事例引导得出正负功的条件时,不急于求成。通过针对性较强的课堂训练使学生掌握功的概念,求法,正负功的判断。
教学目标:
1. 理解功的概念,能利用功的一般公式进行功的计算。
2. 理解总功,能计算合外力对物体所做的总功。
3. 理解功是能量转化的量度,做功过程也是能量转化的过程,并能举例说明。
教学重点、难点:
重点:理解功的概念及正负功的意义。
难点:利用功的定义解决有关问题。
教学设想:
贯穿新课程理念把课堂让给学生,遵循物理的客观规律,循序渐进,由此及彼,充分发扬学生的主体作用,教师的主导作用,把学生引入问题,让学生走出问题,形成学生自己的知识体系。
【授】
教学过程:
(一)引入新课
多媒体投影生活周围存在德尔做功事例,将学生带入物理情境,并复习上节课的内容
让学生思维有个台阶。让学生分析图片展示的物理问题,引导得出新课功的概念。
导入:力对物体做功,物体的能量发生改变,今天我们要进一步学习功。
(二)新课教学
一、功的概念
投影:
教师活动:判断上述情景中的力是否对物体做了功?
学生思考并判断回答得出:力F都不做功。
(1)做功的条件:①是作用在物体上的力
②是物体在力的方向上移动的距离。
扩展:高中我们已学习了位移,所以做功的两个要素我们可以认为是:
①作用在物体上的力; ②物体在力的方向上移动的位移。
导入:一个物体受到力的作用,且在力的方向上移动了一段位移,这时,我们就说这个力对物体做了功。在初中学习功的概念时,强调物体运动方向和力的方向的一致性,如果力的方向与物体的运动方向不一致呢?相反呢?力对物体做不做功?若做了功,又做了多少功?怎样计算这些功呢?下面我们来继续学习有关功的知识。
(2)功的计算式:
设问:如果力F和位移s不在同一方向,而成α角?那又怎样计算功呢?
学生推导: 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.
教师活动: 展示学生的推导结果,点评、总结,得出功的定义式。
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 α是矢量F和l的夹角,0 ≤α≤180°
(3)功的单位: 在SI制中,功的单位为焦耳 1J=1N·m
(4)功是标量:只有大小,没有方向
思考:
1.两个人分别向前、向后拉车,他们所用的力对车产生的效果相同吗?
2.你知道哪副图片表示小孩在做正功吗?你怎样判断?
学生结合生活事例及经验得出:左图表示力对物体来说是动力,使物体速度增加;
右图表示力对物体来说是阻力,使物体速度减少。
二、正功和负功
教师活动:指导学生阅读课文P5的正功和负功一段。学生阅读并独立完成下表:
正功的物理意义:表明此力的效果是促进物体的运动,是动力。
负功的物理意义:表明此力的效果是阻碍了物体运动,是阻力。
一个力对物体做负功,也可说成物体克服这个力做了功(正值)。
三、总功的求法:
学生练习,一题多解,讨论求总功的方法。
例2.一个质量m=100kg的木块,受到与水平方向成θ=37°角斜向上方的拉力F=500N,在水平地面上移动的距离l=5m。物体与地面间的滑动摩擦力f=50N。
求:(1)拉力F对物体所做的功。
(2)阻力f 对物体所做的功。
(3)各个力对物体做功的代数和;
(4)外力对物体做的总功。
学生总结求总功方法:
1. 几个力对一个物体做功的代数和,等于这几个力的合力对物体所做的功。
即W=W1+W2+W3+… …
2.
例3. 起重机将质量为100 kg的重物竖直向上移动了2m,下列三种情况下,有哪几个力做功 每个力做了多少功 是正功还是负功
(不计空气阻力, )
(1)匀速提高;
(2)匀加速提高,加速度
(3)匀减速上升,加速度大小
学生总结:做功与运动形式(匀速或变速)无关。
【评】
省教科院何专家评课:本节课,相当成功,教学效果好,真真体现了新课程理念,学生主体,教师主导,师生互动,亮点纷呈。具体有以下优点:
1. 教师素质好,熟悉学生,有利于情感调动。
2.对学生思维训练好,师生互动相当好。
3.对教材熟悉,处理得当。
4.引导学生好,遵循教学规律,循序渐进。
物理组老师评:本节课,组织课堂很好,学生都调动起来,注意思维的训练,方法的传授,课堂学习氛围好,环节紧凑,快慢恰当,教学效果好,新课程理念体现很好,五步教学法将教学预定目标完成较好。
【测】
一、基础练习:
1. 一学生用100N的力将质量为0.5kg的球迅速踢出,球在水平路面上滚出20m远,则该学生对球做的功是:( )
A、2000J B、1000J C、16J D、无法确定
2. 两质量相等的物体A、B分别放在粗糙水平面上和光滑的水平面上,在同样的拉力F作用下,产生相同的位移l,则拉力( )
A、对A做的功多 B、对B做功多
C、一样多 D、以上都有可能
3. 质量为m的物体沿倾角为θ的固定斜面匀速滑下,在通过位移l的过程中( )
A.重力对物体做功mgl
B.重力对物体做功mglsin
C.支持力对物体做功mglcos
D.摩擦力对物体做正功,数值为mglsin
变题:如下图,在斜面上由静止开始下滑的物体(所有接触面都光滑)物体受到的各力是否做功?做正功还是做负功?
二、拓展题:
4. 如图在光滑的水平面上,物块在恒力F=100 N的作用下从A点运动到B点,不计滑轮的大小,不计绳与滑轮质量及绳、滑轮间摩擦H=2.4m,α=37°,β=53°,求拉力F做的功。
5. 如图,一根绳子绕过高4m的滑轮(大小、摩擦均不计),绳的一端拴一质量为10kg的物体,另一侧沿竖直方向的绳被人拉住.若人拉住绳子前进3m,使物体匀速上升,则人拉绳所做的功为 ( )
A.500J B.300J C.100J D.50J
6. (2006上海理综,51)人的心脏每跳动一次大约输送8×10-5 m3血液,根据这位病人体检表的数据,计算他的心脏每收缩一次所做的功大约是_______ J(汞的密度是13.6×103 kg/m3,g取10 m/s2).
【小结】
本节课较好完成了既定的教学目标,充分发挥了学生的主体作用,环节紧凑,给学生留有较多时间思考,让学生在老师的引导下,探索物理规律,形成自己的知识体系,对功的计算,正负功的判断有一定认识。
F
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匀速运动
l
物体静止
F
F
l
例1:质量为2kg的物体,放在粗糙的水平地面上,在F=10N与水平地面成α=600的拉力发生10m的位移。已知f摩=2N, 求拉力及摩擦力各自所做的功
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A
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