第四章机械能和能源第一节功详案

4.1功
【学习目标】
一、知识技能：
1.理解功的概念，能用功的公式计算恒力的功2.理解正功负功的物理意义。
二、过方法程：
1.通过导学案，学会用科学探究的方法研究物理问题。
2.小组探究中提高合作交流能力.
三、情感态度价值观：
1.乐于探索自然现象和物理规律，乐于参与观察、实验、探究活动。
2.有将科学技术应用于日常生活、社会实践的意识。
【重点难点】
1.重点：掌握计算功的公式W=Fscosα，理解正负功的意义
2.难点：正功和负功的概念，求总功的两种方法
教学设计：
本节课的设计意图，还是在学生利用导学案充分预习的前提条件下主要采用小组探究，学生展示，教师引导、讲授补充相结合式的教学模式，充分挖掘学生的学习主动性，让他们主动地参与学习，体验学有所成，学有所用的学习乐趣。
课前准备：
本节课，你需要准备好的学习工具有：教材(打开到57页)、导学案、笔记本、红笔。
最重要的是
准备好你的心情与头脑，让我们共同进步,一起加油吧！
【教学过程】
组织课堂
师：上课！生：老师好！师：同学们好！请坐！
导入新课（2分钟）
师:出示PPT
师衔接语：请同学们看大屏幕上的几张图片，第一张，杠铃受力从地上举过头顶；第二张，木材在起重机拉力作用下被向上吊起；第三张，列车在牵引力作用下向前运动；第四张，握力器在力的作用下形状发生了改变。我们看到了物体在力的作用下工作的成效，我们就说力对物体做了功，在初中我们已经学习了有关功的一些知识，本节课我们将继续延伸学习第四章机械能和能源第一节功。
师：板书课题4.1功
新课教学
师衔接语：请同学们完成导学案课前预习部分
生：独立完成课前预习部分时间：两分钟
师：检验课前预习情况，要求学生：声音洪亮，回答完毕后主动说出所在小组序号
生：抢答问题，每答对一次加一分，
生：（1.功定义：一个物体受到力的作用,并在力的方向上发生了一段位移，我们就说这个力对物体做了功。）
（2.做功的两个不可缺少的因素1.有力2.物体在这个力的方向上发生位移）
师：板书
一、做功的两个要素
师：出示PPT展示问题，布置任务,同桌间讨论
师衔接语:力对物体做功如何计算？现在同桌间讨论以下几种情况。
（1）如果力的方向与物体的运动方向一致，如图，滑块在力F的作用下前进了L，求F对滑块做了多少功？
W
=
FL
（2）如果力的方向与运动方向垂直呢？
W
=
0
（3）当力的方向与位移方向相反时？W
=
-FL
生：讨论得出结论,抢答
师:多媒体出示结果，给回答正确的同学加分
师衔接语：当力的方向与位移方向既不相同又不垂直时，力对物体做的功如何计算?
师：PPT展示问题，布置问题，同桌间相互讨论
（4）当力的方向与位移方向成角度α时？
生：讨论得出结论,抢答
（可以把该力向平行于位移和垂直位移两个方向分解，用两个方向的分力代替该力产生的效果，因此该项力做的功与它的两个分力做的功等效，从而得出结论。）
生：
W
=
F
L
COSα
师:总结，（对物体所做的功，等于力的大小、位移的大小、力与位移夹角的余弦值这三者的乘积。）
师：板书二、功的计算：
1、公式：W
=
F
l
cosα
师：通过上边的学习，我们知道了力F和位移L之间的夹角范围是
0≤α≤π。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.请画出这三种情况下力做功的示意图，并加以讨论。
师：PPT展示表格，布置讨论问题，
2.正功和负功
α
COSα
W
物理意义
α=π/2
COSα=
W
0
力F对物体
做功
α＜π/2
COSα
0
W
0
力F对物体做
功
π/2＜α≤π
COSα
0
W
0
力F对物体做
功
师：给出问题：结合表格思考正功和负功的物理意义？
力对物体做正功，表明此力的作用效果是
促进
物体的运动，是
动力
。
(填“促进”还是“阻碍”“动力”还是“阻力”)
力对物体做负功，表明此力的作用效果是
阻碍
物体的运动，力是
阻力
。(填“促进”还是“阻碍”“动力”还是“阻力”)
生：小组合作讨论完成导学案，学生讨论得出结论疏通理解，举手回答问题
师：PPT展示注意问题
（注意：一个力对物体做负功，往往说成物体
克服
这个力做功）
师：提出问题，给回答正确的同学加分
（竖直向上抛出的球，在向上运动的过程中，重力对球做
负
功，可以说成
“球克服重力做功”
。）
生：独立回答问题
师：功的单位是什么？
生自由回答：(国际单位)焦耳（焦）J
１Ｊ＝1N·1m
师：讲解指导，1N的力使物体在力的方向上发生1m的位移时所做的功等于1J，PPT展示
理解：（1）公式适用条件：力必须是恒力
（
F可以代表任意一个力，也可以代表合力）
（2）公式中的F和L必须对应同一个物体，同一运动过程
(3)
力对物体做的功总是在某过程中完成的，所以功是一个过程量
（4）功是标量，只有大小，没有方向，但有正负
（从COSα的数学取值出发考虑）
师：PPT展示补充问题
1.关于功的论述，下列说法正确的是(
C
)
A、大的力一定比小的力做的功多
B、+5J的功比-5J的功多
C、-10J功比+5J的功多
D、+5J的功与-5J的功方向相反
某一物体以一定初速度在粗糙水平面做匀减速直线运动，若摩擦力大小是10N,位移为2m,那么摩擦力做功
—20
J，也可以说成物体
克服摩擦力
做了
20
J功。
生：指定学生回答问题
师：刚才我们学习了一个力对物体所做功的求解方法，而物体所受到的力往往不只一个，那么，如何求解几个力对物体所做的功呢？
师：PPT展示例题，找学生上黑板板演。
例题如图，一个质量m＝150kg的雪橇，水平拉力F=500N，在水平地面上移动的距离为5m，物体与地面间的滑动摩擦力f＝100N。求：
（1）求重力、拉力、支持力、摩擦力对物体所做的功各是多少？
（2）这四个力对物体做功的代数和
（3）求物体所受的合力
合力对物体做的功
（1）WG
=
0J
WF
=
2500J
WFN
=
0J
Wf
=
—500J
W总
=
WG
+
WF
+
W
FN
+
Wf
=
2000J
F合
=
400N
W总
=
F合S
=
400X5J=
2000
J
生：拿出笔纸，演算例题，评论板演同学的答案是否正确
师：通过例题你能得到什么结论？
生：总结，（当一个物体在几个力的共同作用下发生一段位移时，这几个力对物体所做的总功，等于各个力分别对物体所做功的代数和。还可以证明，它也等于这几个力的合力对物体所做的功。）
师：提问：你能总结求总功的方法吗？
生：举手回答问题：
方法一：先求每一个力所做的功，再求它们的代数和.
W总=W1+W2+W3+-------+Wn
方法二：先求合力，再求合力所做的功。
W总=F合L
COSɑ
师：我们共同看下求总功的解题步骤是什么？
生：1.确定研究对象，并受力分析
2.明确哪个力做功，哪个力不做功
3确定物体的位移
4.选择求总功的方法，再具体计算总功。
师：PPT显示变式例题，展示问题
变式在上个例题中如果拉力F变成与水平方向成37°你能计算合力对物体所做总功吗？
生：
WG
=
0
J
WFN
=
0
J
Wf=
—fL=
-
500J
WF=
FLcos37°=2000J
W总=
1500J
生：计算得出结论
师：本节课我们学习了什么呢？
生：总结知识
对功的概念和功的物理意义的主要内容作必要的重复(包括正功和负功的意义)。
2.对功的计算公式及其应用的主要问题再作些强调。
师：
现在我们进行风险抢答，检验本节课学习情况，PPT展示抢答规则
规则：1：每答对一道题，加3分，答错扣3分，可以放弃选择的机会。
2：每小组只有一次自由选择机会，题型、题的难度只凭运气。
3：选过的再被选，直接取消资格
生：小组选题回答
师：给小组成员加分，讲解疑问。
（以风险抢答方式练习）随堂演练
1.位移大力对物体做功一定多（
X
）
2.一学生用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：（
D
）
A、2000J
B、1000J　　　C、16J　
D、无法确定
3.两质量相等的物体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S，则拉力
(
C
)
A、对A做的功多
B、对B做功多
C、一样多
　
D、以上都有可能
4.水平路面上有一个重500N的小车，在100N的水平拉力作用下，匀速向前移动了5M，则在这一过程中
（
AC
）
A
车受到的阻力为100
N
B
车受到的阻力为500
N
C
拉力对车做的功是500
J
D
重力对车做的功是2500J
5.
起重机竖直吊起质量为m的重物上升了h，求重力对货物所做的功？WG=
-
mgh
6..
一质量为1
kg的物体被人用手匀速向上托高1m，下列说法正确的是(g取10
m/s2)
（
ABC
）
A．手对物体做功10
J
B．重力做功－
10
J
C．物体克服重力做功10
J
D．手对物体做正功，且大于10
J
7.以初速度v0竖直向上抛出一个质量为m的小球，上升最大高度是h．如果空气阻力Ff的大小恒定，则从抛出到落回出发点的整个过程中，空气阻力对小球做的功为(
D
)
A．0
B．－Ff
h
C．-2mgh
D．-2
Ff
h
8下列说法中正确的是
(　BCD　)
A．功是矢量，正、负表示方向
B．功是标量，负功表示物体克服外力做功
C．力对物体做正功还是做负功取决于力和位移的方向关系（即夹角α）
D．力与位移方向垂直时，力对物体不做功
师：留作业
生：明确作业
师：下课！同学们再见！
生：老师再见！