2022年高中物理新课标版人教版必修二优秀教案：-功.docx

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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备2 欢迎下载功整体设计功和能的概念是物理学中重要的基本概念 ,且贯穿在全部物理学中 ,所以教材在第一节给出能量的概念后 ,接着对功进行争论和争论 .同学在中学已经接触过功 ,但这节内容并不是初中内容的简洁重复 ,而是内容的深化和拓展 ,特别让同学留意区分日常生活中我们所说的做“ 工”与力对物体的做功的区分 . 教材从同学常见的起重机搬运货物、机车牵引列车前行、手握握力器的事例入手 ,便于同学熟悉的逐步加深 .教材本着创设情形 ,设疑激趣的原就 ,引导同学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 .在实际问题中 ,一个

2、运动的物体往往不只受一个力的作用 .教学中 ,让同学多举例子 ,体会在物体产生一个位移的过程中 ,这些力有的是动力 ,有的可能是阻力 ,仍有的力对物体的位移没有直接的影响,从而引出正、 负功的概念 ,老师要逐步引导同学总结归纳力做正、负功的条件 ,不要急于求成 . 在实际教学过程中 ,应多举实例 ,让同学动脑分析、通过观看、分析、总结、表述的过程 ,深化概念的懂得 .再辅以针对性较强的课堂训练 ,使同学能够娴熟把握功的基本概念及其求解方法 . 教学重点懂得功的概念及正、负功的意义 . 教学难点利用功的定义解决有关问题 . 课时支配1 课时三维目标学问与技能1.懂得功的概念 ,能利用功的一般公式

3、进行功的运算 . 2.懂得总功 ,能运算合外力对物体所做的总功 . 3.懂得功是能量转化的量度 ,并能举例说明 . 过程与方法1.能从现实生活中发觉与功有关的问题 . 2.体会科学争论方法对人类熟悉自然的重要作用 . 3.能运用功的概念解决一些与生产和生活相关的实际问题 . 情感态度与价值观有参加科技活动的热忱,有将功的学问应用于生活和生产实际的意识,勇于探究与日常生活有关的物理学问题. 教学过程导入新课情形导入货物被起重机举高 ,重力势能增加了 ;列车在机车的牵引力之下 ,速度增大 ,动能增加了 ;弹簧受到拉伸或压缩后 ,弹性势能增加了 ; “神舟 ” 飞船返回地面时 ,在落地之前打开降落伞

4、 ,在空气阻力作用下 ,速度减小 ,动能削减了 ;物体从高处自由下落,速度增加 ,动能增加了 这些都名师归纳总结 是我们所熟知的一些物理现象,这些现象有一个共同的特点,你能看出来吗 . 第 1 页,共 7 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 吊装货物学习必备欢迎下载“神舟 ”飞船返回列车加速 弹簧被压缩问题导入在图中两个人分别向前、后拉车 ,他们所用的力对车产生的成效相同吗.假如车前进相同的位移 ,怎样反映他们对车的作用成效 . 拖拉机耕地时 ,对犁的拉力 F 是斜向上方的 ,而犁是在水平方向运动的 ,此时拖拉机的拉力 F 对犁做功吗 . 推动新课一、

5、功复习回忆 :功这个概念同学们并不生疏 ,我们在中学就已经学习过它的初步学问 .让同学们摸索做功的两个因素 :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 . 老师引导 :高中学问的学习对学问的定义与懂得更加深化 ,我们已经学习位移 ,对功的要素应如何更加精确地描述 . 扩展教学 :可以精确描述为 :作用在物体上的力 ; 物体在力的方向上移动的位移 . 即假如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 . 概念懂得 :老师用手托黑板擦 ,提示同学观看与摸索各力是否对物体做了功 . 过程一 :平托黑板擦向上移动一段距离 . 过程二 :平托黑板擦

6、水平移动一段距离 . 问题 1:在过程一中手对黑板擦的支持力与黑板擦的重力是否做功 ,并说明缘由 . 问题 2:在过程二中手对黑板擦的支持力与黑板擦的重力是否做功 ,并说明缘由 . 同学摸索争论并由代表总结回答 ,在上升过程中 ,位移方向在竖直方向 ,与支持力和重力共线 ,故二力做功了 .在水平移动过程中位移水平 ,在重力和支持力方向无位移 ,故此过程二力均未做功 . 名师归纳总结 点评：通过学问回忆 ,复习做功的两个要素,并通过简洁的课堂演示,让同学现场分析做功情形,第 2 页,共 7 页加深做功要素的懂得.并强调指出 ,分析一个力是否对物体做功,关键是要看受力物体在这个- - - - -

7、- -精选学习资料 - - - - - - - - - 力的方向上是否有位移. 学习必备欢迎下载问题探究问题 1:假如力的方向与物体的运动方向一样 ,应当怎样运算这个力的功 . 课件展现情形一 :物体 m 在水平力 F 的作用下水平向右的位移为 l,如下图所示 ,求力 F 对物体做的功 . 老师指导同学摸索问题,依据功的概念独立推导.特别强调力和位移方向一样,这时功等于力跟物体在力的方向上移动的位移的乘积 .即 W=Fl. 问题 2:如力的方向与物体的运动方向成某一角度 ,该怎样运算功呢 . 课件展现情形二 :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l,如下

8、列图 ,求力 F 对物体所做的功 . 老师提示同学摸索 ,虽然 F 与位移方向不一样 ,但可以依据力 F 的作用成效把 F 沿两个方向分解 .即跟位移方向不一样的分力 F1,跟位移方向垂直的分力 F2. 同学依据老师的提示画出物体的受力分析图 ,并在相互垂直的方向上正交分解 ,并求解F1、F2的功 . 就分力 F1所做的功等于 F1l,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 F2 所做的功等于零 . 因此 ,力 F 对物体所做的功 W 等于 F1l,而 F1=Fcos ,所以 ,W=Flcos 老师利用实物投影仪展现同学的推导结果 ,点评、总结 ,得出

9、功的定义式 ,及其文字表达 ,并强调公式中各量的物理意义 .通过让同学动手亲自推导公式 ,让同学加深对公式的懂得 ,为公式的敏捷应用打好基础 . 要点辨析 :老师与同学共同通过详细实例的运算 ,对公式的使用留意事项总归纳 : 1.公式中 F 应为恒力 ,即大小、方向不变 . 2.做功与物体运动形式 匀速或变速 无关 ,也就是说 ,当 F、l 及其夹角 确定后 ,功 W 就有确定值. 3.运算功时 ,肯定要明确是哪个力对物体做的功 . 4.功是过程量 ,是力在空间的积存量 . 5.公式中的单位 :F 牛N;l 米m;W 焦 J. 二、正功和负功公式懂得 :功的运算式 W=Flcos 包含 cos

10、 这一要素 ,通过数学学问的学习我们知道 :随着的变化 ,cos 的值也变化 .指导同学利用数学学问争论随 的变化 ,cos 的取值如何变化 ,从而得到功 W 的意义如何 . 同学争论总结 :力 F 与物体位移 l 的夹角 的取值范畴为 0 180 . 那么 ,在这个范畴之内,cos 可能大于 0,可能等于 0,仍有可能小于 0,从而得到功 W 也可能大于 0、等于 0、小于0. 老师指导同学摸索所争论的问题,并画出各种情形下力做功的示意图.并通过示意图总结: 名师归纳总结 1.当 =2时,cos =0,W=0.力 F 和位移 l 的方向垂直时 ,力 F 不做功 ; 第 3 页,共 7 页-

11、- - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 2.当 0,W0.这表示力 F 对物体做正功 ; 3.当 时 ,cos 0,W0. 这表示力 F 对物体做负功 . 2点评： 老师通过实物投影仪投影同学画图情形 ,点评、总结 .利用数学学问分析物理问题是物理学习常用的手段 .培育同学分析问题的才能 . 指导同学阅读课本内容 .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 . 概念懂得 :指导同学通过正功、负功的概念比较懂得正、负功的意义 . 在实际问题中 ,一个运动的物体往往不只受一个力的作用 ,在物体产生一个位移的过程中 ,这些力中有的

12、力是动力 ,有的力就可能是阻力 ,仍有的力对物体的位移没有直接的影响 .例如 :用一个水平的力 F 拉物体在粗糙水平面上运动 .这时我们说 F 对物体做了正功 ,而阻力 f 对物体也做了功 ,但是明显 f 与 F 的功是有区分的 ,f 做的功是负功 ,也可说成是物体克服阻力 f 做功.而支持力 N 和重力 G 就没有做功 . 思维拓展功是标量 ,只有数值 ,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 . 举例说明： 在上图中

13、,可以说摩擦力做负功 ,也可以说物体克服摩擦力做了正功 .比如摩擦力做了-20 J 的功 ,可以说物体克服摩擦力做了 20 J 的功 . 形象比如 :小明借了小刚 50 元钱 ,从小明的角度 ,是小明借了钱 ;从小刚的角度 ,是小刚把钱借给别人 . 在上述对功的意义熟悉的基础上 ,争论正功和负功的意义 ,得出如下熟悉 : 正功的意义是 :力对物体做功向物体供应能量 ,即受力物体获得了能量 . 负功的意义是 :物体克服外力做功 ,向外输出能量 以消耗自身的能量为代价 ,即负功表示物体失去了能量 . 例题 一个质量 m=2 kg 的物体 ,受到与水平方向成 37角斜向上方的力 F1=10 N 作用

14、 ,在水平地面上移动的距离 l=2 m, 物体与地面间的滑动摩擦力 F2=4.2 N,求外力对物体所做的总功 . 解法一 :拉力 F1 对物体所做的功为：W 1=F1lcos37 =1020.8 J=1.6 J 摩擦力 F2 对物体所做的功为：W 2=F2lcos180 =-4.2 2 J=-8.4 J 外力对物体所做的总功 W 等于 W 1 和 W 2 的代数和 所以： W=W 1+W 2=7.6 J. 名师归纳总结 解法二：物体受到的合力为: :1 当物体在几个力的共同作用下发生第 4 页,共 7 页4 F合=F1cos37 -F2=10 5N-4.2 N=3.8 N 所以 W=F 合 l

15、=3.8 2 J=7.6 J. 师生一起点评两种解答过程,并对解题规律总结如下- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 一段位移时 ,求这几个力的总功的方法学习必备欢迎下载W=Flcos ,其中 F 为物体所受的合:一是依据功的公式外 力 ;二 是 先 求 各 力 对 物 体 所 做 的 功W 1、 W 2、 W n, 再 求 各 力 所 做 功 的 代 数 和 , 即W=W 1+W 2+ +W n,留意代入功的正、负号 . 2由于功是标量 ,其次种方法较为简便 . 课堂训练1.如下列图 ,质量为 m 的物体静止于倾角为 的光滑斜面体上,斜面体的质量为M. 现

16、对该斜面体施加一个水平向左的推力F,使物体与斜面之间无相对滑动,一起沿水平方向向左移动了s,就在此匀速运动过程中斜面体M 对物体 m 做的功为（）D.mgscos sin A.Fs B.mgstan C.MmmFs答案： B 2.起重机将质量为 100 kg 的重物竖直向上移动了 2 m,以下三种情形下 ,做功的力各有哪几个力.每个力做了多少功 .是正功仍是负功 .不计阻力 ,g 取 9.8 m/s2 1匀加速提高 ,加速度 a1=0.2 m/s 2; 2匀速提高 ; 3匀减速下降 ,加速度大小 a2=0.2 m/s 2. 答案： 1拉力和重力 ;W 拉=2 10 3 J,W G=-1.96

17、103 J;拉力做正功 ,重力做负功2拉力和重力 ;均等于 1.96 10 3 J;拉力做正功 ,重力做负功3拉力和重力 ;拉力做功 -2 10 3 J;重力做功 1.96 10 3 J;拉力做负功 ,重力做正功3.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,不计绳与滑轮的质量及绳、滑轮间的摩擦答案： 100 J ,H=2.4 m, =37 , =53 . 求拉力 F 做的功 . 4.如下列图的轨道 ABCD 中,AB 、CD 为光滑圆弧轨道 ,BC 为长 2 m 的水平轨道 ,物体与水平轨道间的动摩擦因数 =0.2,质量为 m 的物

18、体从高 h=1 m 的 A 处由静止开头滑下 ,求：1物体第一次在轨道到达的最大高度 H; 2物体最终停在何处. BC 的中点答案： 1H=0.6 m 2 物体最终停在课堂小结1.功是力作用在物体上对空间的积存效应,即谈到 “功” ,必有力作用在物体上并在力的方向上发生一段位移 .功是能量变化的量度 ,这个观点是贯穿全章的主线 . 2.对公式 W=Flcos 要从三个方面懂得 :1 功是针对某一力的 ,谈到功时 ,肯定要指明是哪个力对物体做了功 ;2 力对物体做功只和物体的运动过程有关,只要 F、l、 相同 ,就恒力 F 做的功名师归纳总结 就相同 ,而与物体的运动状态无关,即不管物体是加速运

19、动、减速运动仍是匀速运动;3由于位第 5 页,共 7 页移与参考系的选取有关,所以功具有相对性. 3.功是标量 ,功的正负由夹角 来确定 .正、负功的意义是 :力对物体做正功,表示施力物体能够- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载把能量传递给受力物体、受力物体的能量增加;力对物体做负功表示受力物体把能量传递给其他的物体 ,受力物体的能量削减 ,即物体克服外力做功 . 4.公式 W=Flcos 只适用于恒力做功的情形 .对于变力做功的问题可以用其他方式求解 “动能定理 ”一节里将会讲得很透彻 . 布置作业1.教材 “ 问题与练习 ”第 2、

20、3 题. 2.以小组为单位,让同学举诞生活中力做正功、负功、不做功的实际例子,加深对教材内容的懂得 . 板书设计2 功.1 本质功一,功的概念2 . 因素3 . 公式二4 . 单位.1cos0:力F不做功, 功的正负2 .cos0:力F做负功三.3cos0:力F做正功,合功的求解1 . 先求合力再求合力功2 . 先求各分力功,再求代数和活动与探究主题 :探究功的标量性提示 :假如功是矢量 ,功的运算将遵守什么法就 .假如功是标量 ,功的运算将遵守什么法就 .试通过下面给出的实例加以证明 . 投影 ,展现问题 :在光滑水平面上物体受到两个沿水平方向、相互垂直的大小分别为 6 N和 8 N 的恒力

21、 ,从静止开头运动 5 m,求每个力做的功和合力做的总功 . 参考答案：合力 F= 6 28 2N=10 N, 合力方向即合位移方向 ,简洁求得与 6 N 的力夹角为 53,与 8 N 的力夹角为 37, 所以 W 1=F 1lcos 1=65cos53 J=18 J W2=F2lcos 2=85cos37 J=32 J W合=105cos0 J=50 J=W 1+W 22 W 12 W 2,故功是标量 . 可见 ,功的合成不符合平行四边形定就,而满意代数运算法就习题详解1.解答： W甲=Flcos180- =Flcos303 =10 2J=17.32 J 2W乙=-Flcos30=-17.3

22、2 J W丙=Flcos30 =17.32 J 2.解答 :钢绳的拉力做功名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 7 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备欢迎下载W=Fl=2.0 1045 J=1 105 J 重力做负功W G=-Gl=-2.01045 J=-1 105 J 物体克服重力做功也是1105 J 两力做功总和为零 . 3.解答 :由题意知 ,运动员的位移 l=h/sin30 =20 m 重力做的功为 W G=mglsin30=6010201J=6.0 10 3 J 2阻力做的功为 W F=Flcos180=5020-1 J=-1.0 10 3

23、 J 弹力做的功 W F N =F N lcos90 =0 各力的总功为 W 总=W G+WF+ W F N =5.0 10 3 J. 4.解答： 两种情形下 ,拉力所做的功均为 W F=Fl=15 0.5 J=7.5 J 第一种情形下 W 总=W F=7.5 J 其次种情形下 W 总=W F- Gl=7.5-0.2 100.5J=6.5 J. 设计点评名师归纳总结 本教学设计努力渗透新课程理念,以多样的新课导入形式入手,利用同学乐于接受的图片,第 7 页,共 7 页创设情境 ,设疑激趣 ;继而利用 “ 手托黑板擦运动”这一演示试验,突破了同学对力做功正负的思维难点 ,通过争论 角大小的方式 ,从量的角度对做功正、负作了诠释 ;最终以同学参加运算总结的方式 ,探讨了合力功的求解方法.通过本节课的学习,力求使同学在探究过程中培育自主学习的才能 ,逐步实现学习方式的转变. - - - - - - -