粤教版必修二物理：4.1《功》教案(1)

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第四章 第一节 功
一、课程标准：（1）举例说明功是能量变化的量度，理解功和功率。关心生活和生产中常见机械功率的大小和意义。（2）通过实验，探究恒力做功和物体动能变化的关系。
二、教学目标
知识与技能目标：
1．理解功的概念，知道力和在力的方向上发生的位移是做功的两个不可缺少的因素；
２．知道功的公式Ｗ＝Ｆscosθ，会用这个公式进行计算；
３．理解正功和负功的概念，知道什么情况下力做正功或负功；
４．知道几个力对物体做的总功等于这几个力的合力对物体所做功的代数和．
过程与方法目标：
1．通过观察日常生活中的各种“做工”情况，分析比较“做工”和“做功”的关系；让学生明白物理是源于生活而又高于生活的对自然的高度概括；
2．在本节的学习过程中有这样一条线索：有没有？（怎样才算做功）——有多大？（如何计算功）——怎么样？（功的正负，总功的计算等）。这样一条线索可以说是我们研究问题的通式，比如在磁场部分中的感应电流也遵循有没有？——有多大？——怎么样？的线索。这是一种重要的分析方法，要逐步养成。
情感态度与价值观目标：本节中的关于功的概念和其他一些知识学生在初中已经接触过，现在又再一次学习，在情感和态度上学生往往会有“炒冷饭”的感觉。在教学过程中不仅要艺术的把学生引入一种高中和初中有不同，高中的学习是初中的深化，而且要让学生从情感上认识到高中的学习离不开初中的基础，从而悟出现在的学习是为以后的深造和工作打基础的道理。
三、教学建议
教材处理
①课时建议：一节课
②重点、难点的处理：功是本章中非常重要的一节，就本章的知识结构来说，功是为了进一步得出“能”这个更为广泛、重要的概念而服务的，做功过程反映了能量变化的过程，因此只有准确的认识“功”这一节内容在整个教材体系中的地位，才能更好的把握教学要求和深广度。以上是本节在章节中的重要意义。[来源:21世纪教育网]
对于本节来讲，教学的重点应该是对功的概念的理解其中包括有没有做功和怎样计算功。而难点则是W=Fscosα的应用和正负功的理解。
学生学习指导：由于本节部分内容在初中已经学过，学生在学习的过程中应该注意过去知识所造成的负面影响，教师在引导学生思考时，要从本章大局即“做功是能量转化的量度”出发，把做功当做能量转化的桥梁，切实抓好怎样才算做功，怎样计算做功，力对物体做功的一些特点。有几点比如对公式W=Fscosα应用中的参照系问题，功与物体运动状态及运动形式有无关系的问题，s的确切含义问题等问题虽然现在暂时不用给出（以后在学动能定理时再具体讲）但可以先把问题提出（不用太明确）更确切的讲应该是学生悟出，可能是部分学生悟出问题，让他们提前思考。
学生学习评价
①评价的内容 在讨论与交流中可以分成学习小组讨论，然后轮抽小组发表讨论结果（到底由本组中的谁发言由老师指定，这样会促进全体同学的参与），如下面教学设计讨论与交流一中的表格。
②评价的形式 根据发言情况按组记成绩，发言的同学成绩可略高于其他同学。该成绩记入平时成绩。
教学资源
①人教版《物理》教学参考；上海科技出版社《物理》教材；粤教版《中学物理教材全解》；
③粤教版《物理》配套课件使用说明：配套课件共5个其主要内容是：（1）怎样才算做功；（2）如何计算做功，做功的两要素；（3）正功和负功；（4）重力对小球做的功；（5）摩擦力对物体做的功。以上课件大都是对课本图片的重组，在教学中可以不使用，可以把它放到复习课时根据课件出题进行使用，效果会更佳。
四、教学设计（一）：
（加下划线部分为板书）
（一）怎样才算做功
复习引入：回忆初中时学过的功的概念，填空：
1．功：一个物体受到______的作用，如果在力的方向上通过一段_______，这个力就对物体做了功；
2．做功的两个不可缺少的因素：_________和___________；
3．功的单位：_______，符号________；
讨论与交流一：下面四幅图片所描述的情景中，人是否对物体做了功，人对物体有没有“做工”呢？探讨一下“做功”和“做工”的关系？
讨论后完成下列表格：21世纪教育网
图例 研究对象 是否做功 受力分析 运动分析 人对物的力与物的位移间的角度
图1 砖头
图2 花盆 21世纪教育网
图3 杆铃 21世纪教育网
图4 地拖
结论：做功的力和位移在同一方向上时，力对物体做功，公式为W=FL，做功的力与物体成90o时，力对物体不做功。（说明：此结论可先由学生讨论得出，然后抽一个学习小组发言，发言后教师再总结得之）
教师过渡提问：如果力F与位移s之间的夹角不是0o也不是90o，而是任意的角度，力对物体是否做功？
（二）如何计算功
1．功的计算公式推导
例1：如图所示，当物体与运动方向成α角的力F的作用下，沿运动方向发生了一段位移s，求力F做的功？
解：将F分解为FY=Fsinα和FX=Fcosα；
WY=0
WX=sFcosα
W=Wx= Fscosα
教学说明：对于基础较好的学生，在教学中可以活跃和开阔他们的思路，可介绍另一种方法，即把位移s分解，分解成平行和垂直于力F的分位移scosα和ssinα，同样可以得出W=Fscosα。
板书：力对物体所做的功等于力的大小，位移的大小以及力和位移之间夹角的余弦的乘积。
2．公式的适用范围
讨论与交流二：如图所示，被压缩的弹簧将物体弹出的过程中，弹力所做的功？
学生讨论后教师结论：公式W=Fscosα只适用于大小和方向均不变的恒力所做的功。 （教学说明：这一点教材没有提及，但必须向学生提出）
（三）功的正负
讨论与交流三：
1.如图所示，人的拉力做正功还是负功？
2．通过上图和之前学过的知识总结一下，力在什么情况下做正功？在什么情况下做负功？你能不能举出生活中的实例支持你自己的看法？
3．有人说，一个力对物体做-10J的功，另一个力对物体做5N的功，-10N的功一定比5N的小吗？
通过讨论引导学生得出以下结论：
① 功是标量，功的正负既不表示大小，也不表示方向，只表示动力做功还是阻力做功；
② 一个力对物体做负功，往往说成“物体克服这个力做功”（取绝对值），这两种说法的意义是相同的；
③ 功是一个过程量，是力对空间积累的效应；
④ 当0o≤α<90o时，力对物体做正功，当90o<α≤180o时力对物体做负功，当α=90o力对物体不做功。
典型例题：如图所示 ，一个人用与水平方向上成60o角的力F=40N拉一个木箱，在水平地面上沿直线匀速的前进了8m，求：
（1）拉力F对木箱所做的功？
（2）摩擦力对木箱所做的功？
（3）外力对木箱所做的总功？
课堂师生问答：
师：木箱的位移方向如何？ 生：水平向右
师：拉力F与位移之间的角度？ 生：60o
师：请写出计算力F做功的计算式： 生：WF=Fscos60o
师：力F做正功还是负功？力F是动力还是阻力？生：正功；是动力
师：按我刚才提问的思路，回答摩擦力有没有做功？做正功还是负功？是动力还是阻力？
生：……
师：木箱一共受几个力作用？ 生：四个，分别是重力、支持力、拉力、摩擦力
师：这些力中做功的有？不做功的有？ 生：拉力做正功、摩擦力做负功，重力支持力不做功
师：那么外力的总功应如何计算呢？ 生：拉力和摩擦力做功之和
师：对，W总=WF-Wf，为什么是相减呢？ 生：因为拉力做的是正功，摩擦力做的是负功
教学说明：以上的师生提问可根据实际情况设置提问方式，但在进行问题设置要注意的是，所提问题覆盖了本节讲的所有内容，即“有没有做功，怎样计算功，正功和负功的判断，总功的计算”。讲完后，可根据该题对本节进行小结。
五、达标练习
纸笔部分
1．用水平推力F作用在质量为M的物体上，为使之在光滑水平面上沿力的方向移动距离s，恒力做功为W1，在用恒力作用于质量为m（mA.W1>W2 B.W12．物体沿粗糙斜面下滑，在此过程中，那些力做正功？哪些力做负功？那些力不做功？
3.如图，某个力F=10N作用于半径为R=1m的转盘边缘上，力F的大小保持不变，但方向保持在任何时刻均与作用点的切线一致，则转动一周这个力F做的总功为（ ）
A. 0J B.20πJ
C. 10J D.20J
4．近几年报上多次报导大型楼房整体移位的消息，这种整体移位大致是这样的：施工人员将楼房与地面脱离后，在楼房和地面之间铺上石英砂，用四个液压机水平顶推，已知楼房质量为4×105kg，假设楼房与地面间的动摩擦因数为0.2，楼房做匀速直线运动，每台液压机对楼房的推力是_______N，若楼房的位移是14m，则每台液压机对楼房做的功是_______J。（g＝10m/s2）
实践部分
课题研究:在很多山区还能看到利用水流的简易磨坊，而南极洲和大半个格林兰岛则被冰川覆盖。请查阅一些资料，结合下列问题进行研究。
1．水是如何侵蚀和搬运沉积物的？这一过程受岛那些因素的影响？
2．冰川是如何形成的？
3．冰川侵蚀和冰川堆积作用的成因是什么？
建议参考《地球与极地科学》（孙立广主编，中国科学技术大学出版社2003年版）
达标练习（纸笔部分）参考答案：
1．C
2．重力做正功，摩擦力做负功，支持力不做功
3．B
4．2×105 2.8×106
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