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2019-2020年高中物理 第四章 機(jī)械能和能源 第1節(jié) 功教案1 粵教版必修2 教學(xué)過程： 教學(xué)環(huán)節(jié) 主要教學(xué)內(nèi)容及教與學(xué)雙邊活動(dòng) 設(shè)計(jì)意圖 新課教學(xué) 師生共同總結(jié)得出功的概念：一個(gè)物體受到力的作用，并且在力的方向上發(fā)生了一段位移，稱這個(gè)力對(duì)物體做了機(jī)械功，簡(jiǎn)稱為功。 做功的兩個(gè)要素： （1）、物體受到力的作用。 （2）、物體在力的方向上發(fā)生了位移。 注意功的稱呼： 要具體說出是哪一個(gè)力對(duì)物體做的功。 從具體事例和初中已有知識(shí)中建立概念，使知識(shí)過渡自然，學(xué)生易于接受。 公式推導(dǎo) 問題：如何計(jì)算功？ 演示2（內(nèi)容：與S同向的F做的功、與S夾角為θ的F做的功） 教師引導(dǎo)學(xué)生利用功的概念與初中學(xué)過的知識(shí)推導(dǎo)出功的公式：W=FsCOSα 得到結(jié)論：力對(duì)物體所做的功等于力的大小、位移的大小以及力和位移夾角的余弦三者的乘積。 各量單位：力F的單位（N），位移s的單位（m），功W的單位（J） 演示使內(nèi)容直觀，讓學(xué)生了解和體會(huì)一個(gè)力做功的過程及其計(jì)算，便于理解并加深印象。 思考討論 問題：力在什么情況下做功是正值？負(fù)值？做功為零（即不做功）？ 教師引導(dǎo)學(xué)生利用功的公式W=FsCOSα和余弦函數(shù)知識(shí)討論： （1）、當(dāng)α=00時(shí)，COS00=1，W=FsCOS00=W=Fs。 （即：力F與位移s同向時(shí)，功W=Fs） （2）、當(dāng)0≤α＜900時(shí)，COSα＞0，W＞0（正功） （3）、當(dāng)α=900時(shí)，COS900=0，W=0（不做功） （即：力F與位移s垂直時(shí)，力F不做功） （4）、900＜α＜1800時(shí)，COSα＜0，W＜0（負(fù)功） （5）、當(dāng)α＜1800時(shí)，COSα=－1，W=－Fs（負(fù)功） （即：力F與位移s反向時(shí)，功W=－Fs） 結(jié)論：功有正負(fù)之分。功沒有方向，是標(biāo)量。 功的正負(fù)由力與位移的夾角α的大小決定。 演示3（內(nèi)容：重力、支持力、摩擦力、拉力和合力做功） 演示4（內(nèi)容：水桶受到的拉力和重力做功，重物受到的拉力和重力做功，人上山時(shí)重力做功） 負(fù)功的另一種說法：當(dāng)一個(gè)力對(duì)物體做了負(fù)功時(shí)，物理上往往說成是物體克服這個(gè)力做了功（正值） 通過討論和直觀演示使學(xué)生加深理解：功有正負(fù)之分，功的正負(fù)由力與位移的夾角α的大小決定。同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生利用數(shù)學(xué)解決物理問題的能力。 鞏固練習(xí) 例1、水平面上一個(gè)物體，在與水平成600角斜向上大小為5N拉力作用下做勻速直線運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過10m的位移，求（1）、拉力做的功？（2）、滑動(dòng)摩擦力做的功？（3）、物體重力做的功？（4）、物體所受支持力做的功？（5）、物體所受合力做的功？ 培養(yǎng)學(xué)生利用學(xué)過概念及公式解決實(shí)際問題的能力，體會(huì)分析方法和成功樂趣，樹立學(xué)習(xí)信心。 新課教學(xué) 三、合力對(duì)物體做功的計(jì)算方法： （1）、合力恒定時(shí)，可用W合=F合scosα計(jì)算，其中的α為合力F合與位移正方向的夾角。 （同學(xué)們回想一下求合力的方法） （2）、合力對(duì)物體所做的總功，等于各個(gè)力分別對(duì)物體所做的功的代數(shù)和。即： W合=WF1+WF2+WF3+ 拓展思路，拓展知識(shí)，并為后繼學(xué)習(xí)打基礎(chǔ)。 討論交流 四、重力對(duì)物體做功的特點(diǎn)： 結(jié)論：重力做功與物體經(jīng)過的路徑無關(guān)，只與物體的重量mg和初、未位置的高度差h有關(guān)。 演示5（內(nèi)容：重力做功的各種情況） 鞏固概念并利用其在解決實(shí)際問題過程中獲取新知識(shí)。體會(huì)分析方法和成功樂趣，樹立學(xué)習(xí)信心。 引導(dǎo)討論鞏固練習(xí) 與歸納總結(jié) 例2、小球（A、B、C、D、E、F）運(yùn)動(dòng)情況如圖所示，分別求出它們重力所做的功？ 各球重力所做功的大小均為：WG=mgh。 可見重力做功與路徑無關(guān)，與運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無關(guān)，只與初、未位置的高度差有關(guān)。 重力對(duì)物體做的功： WG=mgh（h為物體初、未位置的高度差） （1）、當(dāng)物體在水平面上運(yùn)動(dòng)時(shí)，物體初、未位置的高度差為零，重力做功為零。又稱物體重力不做功。（這和用WG=mgscos900=0算出的結(jié)果相同。） （2）、當(dāng)物體在重力作用下向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，重力做正功。 （3）、當(dāng)物體在重力作用下向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，重力做負(fù)功。 （4）、當(dāng)物體在重力作用下運(yùn)動(dòng)回到原來位置時(shí)，重力做功為零（不做功）。 鞏固概念并利用其在解決實(shí)際問題過程中獲取新知識(shí)。培養(yǎng)學(xué)生分析問題、歸納問題的能力。 問題討論 五、摩擦力對(duì)物體做的功： Wf=fscos1800=－fs 演示6（內(nèi)容：摩擦力做功） 鞏固概念并利用其在解決實(shí)際問題過程中獲取新知識(shí)。 引導(dǎo)討論及鞏固練習(xí) 例3、把物體放在做勻速運(yùn)動(dòng)的皮帶上，求物體所受摩擦力做的功 滑動(dòng)摩擦力做的功：Wf=fscos00=fs（正功） 可見：滑動(dòng)摩擦力既可做負(fù)功，也可做正功。 鞏固概念并利用其在解決實(shí)際問題過程中獲取新知識(shí)。糾正學(xué)生憑印象建立起來的“滑動(dòng)摩擦力總是阻力，對(duì)物體總是做負(fù)功”的錯(cuò)誤思想。 引導(dǎo)討論及鞏固練習(xí) 例4、如圖所示，一物體放在傾角為θ的斜面上與斜面保持靜止，并跟隨斜面一起在水平面上向右運(yùn)動(dòng)了位移S ，試求物體所受靜摩擦力做的功？ 因?yàn)?0＜θ＜900，所以cosθ＞0（正值） 靜摩擦力做的功：Wf=fscosθ＞0（正功） 例5、如圖所示，一物體放在傾角為θ的斜面上與 斜面保持靜止，并跟隨斜面一起在水平面上向左運(yùn)動(dòng)了位移S ，試求物體所受靜摩擦力做的功？ 因?yàn)?00＜1800－θ＜1800，cos(1800－θ）＜0 靜摩擦力做的功：Wf=fscos（1800－θ）＜ 0（負(fù)功） 鞏固概念并利用其在解決實(shí)際問題過程中獲取新知識(shí)。糾正學(xué)生憑印象建立起來的“靜摩擦力總是阻力，對(duì)物體總是做負(fù)功”的錯(cuò)誤思想。體驗(yàn)“實(shí)事求是，具體問題具體分析”的科學(xué)分析方法并培養(yǎng)這種習(xí)慣。使學(xué)生獲得分析的樂趣和成功的喜悅。 引導(dǎo)討論及鞏固練習(xí) 例6、某學(xué)生用手緊握一個(gè)重20N的玻璃瓶水平前進(jìn)了10m，試求玻璃瓶重力做的功和靜摩擦力做的功？ 重力做的功：WG=mgscos900=0 靜摩擦力做的功：Wf=fscos900=0 鞏固概念并利用其在解決實(shí)際問題過程中獲取新知識(shí)。培養(yǎng)動(dòng)手畫圖及分析能力。 引導(dǎo)討論及鞏固練習(xí) 例7、某運(yùn)動(dòng)員體重80kg，向上勻速爬桿10m，試求重力做的功和靜摩擦力做的功？ 重力做的功： WG=mgScos1800 =801010（－1）J = －8000J 靜摩擦力做的功： Wf=fscos00=mgs=8000J 可見：靜摩擦力既可以做正功，也可以做負(fù)功，還可以不做功。 鞏固概念并利用其在解決實(shí)際問題過程中獲取新知識(shí)。體驗(yàn)“實(shí)事求是，具體問題具體分析”的科學(xué)分析方法并培養(yǎng)這種習(xí)慣。 引導(dǎo)討論及鞏固概念 討論：物體所受支持力是否一定不做功？ (1)、物體保持在水平面上運(yùn)動(dòng)時(shí)，支持力總與位移垂直，cos900=0，支持力做功為零（不做功）。 （2）、討論下圖支持力做功情況： （3）、討論下列情況下，支持力做功的情況： 可見：支持力既可做正功，也可做負(fù)功，還可不做功。 鞏固概念并利用其在解決實(shí)際問題過程中獲取新知識(shí)。糾正學(xué)生憑印象建立起來的“支持力對(duì)物體總是不做功”的錯(cuò)誤思想。體驗(yàn)“實(shí)事求是，具體問題具體分析”的科學(xué)分析方法并培養(yǎng)這種習(xí)慣，使學(xué)生獲得分析的樂趣和成功的喜悅。 小結(jié) 通過上面各力做功情況的討論，你對(duì)怎樣求某個(gè)力做的功是否理解清楚了？ 功的公式：W=FsCOSα 力對(duì)物體所做的功等于力的大小、位移的大小以及力和位移夾角的余弦三者的乘積。 再次明確所學(xué)知識(shí) 板書設(shè)計(jì) 課題：功 一、 功的概念： 二、 做功的兩個(gè)要素：(1)、力F；（2）、力方向上的位移s。 三、 功的公式： W=FsCOSα 四、 正功和負(fù)功：由力與位移的夾角α的大小決定。 五、 合力做功：（1）、W合=F合scosα （2）、 W合=WF1+WF2+WF3+ 六、 重力做功的特點(diǎn)：WG=mgh（與路徑無關(guān)） 七、 摩擦力做功的特點(diǎn)：可做正功、負(fù)功、也可不做功。 八、 支持力做功的特點(diǎn)：可做正功、負(fù)功、也可不做功。 呈顯本課主要知識(shí)概要及脈絡(luò)。方便學(xué)生整理學(xué)習(xí)。 作業(yè) P65：3、4、5 鞏固所學(xué)知識(shí)