《动能变化与机械功》教学设计_功和机械能教学设计

《动能变化与机械功》教学设计由刀豆文库小编整理，希望给你工作、学习、生活带来方便，猜你可能喜欢“功和机械能教学设计”。

《动能变化与机械功》教学设计

课 型：新授课（1课时）

一、教学目标 1．知识与技能：

(1)理解功的概念，知道做功的两个不可缺少的因素．(2)掌握功的公式：W=Fscos，会计算恒力的功，掌握计算总功的方法．

(3)知道功是标量，认识正功、负功的含义． 2．过程与方法：

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 3．情感、态度与价值观：

在学习功的概念和求解功的数值的过程中，培养科学严谨的态度。

二、教学的重点和难点

(1)重点是使学生在理解力对物体做功的两个要素的基础上掌握功的概念和机械功的计算公式．

(2)物体在力的方向上的位移与物体运动的位移容易混淆，这是难点．(3)要使学生对负功的意义有所认识，也较困难，也是难点．(4)如何判定各个力做功的正负和各个力所做的总功的计算

三、教学方法

依据教学标准的要求和教材内容的特点（本节课是概念课，分析、推理成份居多，而演示实验或学生实验则没有），在本节教学中，教师利用多媒体电脑提出问题，引导学生分析问题，学生通过自己的分析、推理，总结得出结论。这样把学生从被动学习转化为主动学习，充分体现了“学生主体、教学主导”的教学模式。讲授法、引导分析法、总结法、启发式教学法

四、教学工具 计算机、投影仪、课件

五、教学活动

（一）引入新课

教师活动：功这个词我们并不陌生，初中物理中学习过功的一些初步知识，今天我们又来学习功的有关知识，绝不是简单地重复，而是要使我们对功的认识再提高一步。

导入：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？本节课我们来继续学习有关功的知识，在初中的基础上进行扩展。

（二）教学过程设计

1、功的概念

初中我们已学过功，同学们先概括什么是功？然后做如下总结并板书：

（1）如果一个物体受到力的作用，并且在力的方向上发生了位移，物理学中就说这个力对物体做了功

教师活动：通过两个例子，让同学们得出力做功的两个因素是什么?（2）学生思考并回答：一是作用在物体上的力，二是物体在力的方向上移动的距离。教师扩展：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。

2、推导功的表达式

教师活动：如果力的方向与物体的运动方向一致，该怎样计算功呢？

投影问题一：物体m在水平力F的作用下水平向前行驶的位移为s，如图甲示，求力F对物体所做的功。

学生活动：思考老师提出的问题，根据功的概念独立推导。

在问题一中，力和位移方向一致，这时功等于力跟物体在力的方向上移动的距离的乘积。W=Fs 教师活动：如果力的方向与物体的运动方向成某一角度，该怎样计算功呢？ 投影问题二：物体m在与水平方向成角的力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。学生活动：思考老师提出的问题，根据功的概念独立推导。

教师活动：在学生分析的基础上和同学们一起评析。在问题二中，由于物体所受力的方向与运动方向成一夹角，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F2的方向跟位移的方向垂直，物体在F2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=FScos

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=FScos的理解： 对W =FScos(1)、公式中各物理量的含义: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，力F和位移之间的夹角

(2)、用此公式计算功时，F必须为恒力。

(3)、做功与物体运动形式无关，也就是说，力对物体做功具有独立性。(4)、计算功时，一定要明确是计算哪个力对物体所做的功，不能张冠李戴。教师活动：接下来给出F=100N、s=5m、=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。在用功的公式计算时，各量要求统一采用国际单位制。最后明确板书为：在国际单位制中，功的单位是焦耳(J)1J=1N·m3、对正功和负功的学习

教师活动：引导学生分析力对物体不做功时，力与位移的位置关系？从而得出正功和负功。学生活动：从cos①当=90°时，cos的可能值入手讨论，=0，W=0，力对物体做零功，即力对物体不做功。

>0，W>0。这表示力F对物体做正功；

教师活动：指导学生阅读课文。提出问题，力对物体做正功或负功时有什么物理意义呢？结合生活实际，举例说明。

学生活动：阅读课文，理解正功和负功的含义。回答老师的问题。教师活动：倾听学生回答，点评、总结。

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功的正负是借以区别谁对谁做功的标志

功是标量，只有量值，没有方向。功的正、负并不表示功的方向，而且也不是数量上的正与负。我们既不能说“正功与负功的方向相反”，也不能说“正功大于负功”，它们仅表示相反的做功效果。正功和负功是同一物理过程从不同角度的反映。同一个做功过程，既可以从做正功的一方来表述也可以从做负功的一方来表述。

一个力对物体做负功，往往说成物体克服这个力做功。打个比喻，甲借了乙6元钱，那么从甲的角度表述，是甲借了钱；从乙的角度表述，乙将钱借给了别人。例如：一个力对物体做了-10J的功，可以说成物体克服这个力做了10J的功。

4、几个力做功的计算

教师活动：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，如何求解这几个力对物体所做的功呢? 投影例题：

学生活动：认真审题，解决问题。教师活动：投影学生解题过程，点评总结。

解析：物体受到滑动摩擦力f、重力G、支持力N的作用。支持力不做功，因为它和位移的夹角为90°；滑动摩擦力f所做的功为：Wf=fscos180°=–fs，重力所做的功为：WG=mgscos(90°–)=mgin,而f=mgsin,N=mgcos

各个力对物体所做功的代数和为：W= Wf + WG+WN =0 合力所做的功为：W=F合scos

=0 总结：当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功可以用下述方法求解

（1）求出各个力所做的功，则总功等于各个力所做功的代数和；（2）求出各个力的合力，则总功等于合力所做的功。

教师活动：投影例题：一个质量m=2kg的物体，分别受到水平方向拉力F=2N和与水平方向成37°角斜向上方的拉力F=2N，在水平地面上都移动的距离s=2m。分别求拉力对物体所做的功。

学生活动：认真审题，解决问题。

解析：拉力F1对物体所做的功为W1= F1scos0°=4J。拉力F2对物体所做的功为W2= F2scos37°=3.2J。

点评：通过实际问题的应用，培养学生独立分析问题的能力。

（三）课堂总结

教师要放开，让学生自己总结所学内容，允许内容的顺序不同，从而构建他们自己的知识框架。

通过本节课的学习，明确功的初步概念，掌握功的计算公式W=Fscos做总功的两种方法。知道功是一个有正负的标量，它的正负是由cos了正功和负功的含义。

一、功 1 功的概念及二因素2 功的计算W=Fscos

二、正功与负功：

所谓正功负功，是反映力对物体做功性质的，若为正功，表明该力促进了物体的运动，若为负功，表明力阻碍物体的运动。

三、总功的计算W总=W1+W2+W3+……+Wn或总=F合S cos

（四）板书设计 §3.1功

及求解力对物体所的正负决定的，理解 作用在物体上的力

1、做功的因素

物体在力的方向上的位移

2、功的计算 W=Fscos(1)、F必须为恒力

(2)、S一般为对地的位移(3)、力与位移方向的夹角

三者有关，与物体的运动状态等无关。

(4)、W只与F、和

3、功是标量，但有正负。正功代表动力，负功代表阻力。

4、总功等于各个力对物体所做功的代数和，也就是合力对物体所做的功。

（五）教学反思

功的概念学生在初中已经接触过，但是只局限在方向间夹角为0或90度的情况。在这节课的教学中，我们必须从特殊到一般，不但将任意角的功的计算融进去，同时也把科学研究的方法：从特殊到一般交给学生。

（六）巩固练习

1、起重机将重量为200N的重物竖直向上移动了5ｍ，拉力做的功和重力做的功各是多少? 答案：拉力和重力；W拉=1000J，WＧ=-1000 J；拉力做正功，重力做负功。