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第二節(jié) 2019-2020年人教版必修二7.2《太陽與行星間的引力》WORD教案12 任務(wù)分析 功是本章知識鏈中非常重要的一環(huán)，是為進一步提出“能”這個概念服務(wù)的，是初中學(xué)習(xí)的繼續(xù)和提高。學(xué)生對于F與L同向時功的求解掌握很好。對于F與L有任意夾角的情況能接受但應(yīng)用時對各量的物理含義理解不深，另外對功的正負(fù)含義的理解存在困難。 根據(jù)以上分析，在教學(xué)時通過兩個例子提出能量的轉(zhuǎn)化過程就是做功過程而引入新課，通過復(fù)習(xí)初中所學(xué)，然后拓展到F與L有任意夾角的情況自然進入更深層的教學(xué)。在整個教學(xué)過程中，選用例1和例2一是強調(diào)公式W=FLcosα的理解應(yīng)用，二是引入下一部分的教學(xué)，力爭通過一節(jié)課的學(xué)習(xí)使學(xué)生達到理解并會簡單應(yīng)用的目標(biāo)。 教學(xué)目標(biāo) 知識與技能 1、 初步認(rèn)識做功與能量變化的關(guān)系。 2、 理解功的含義，知道力和物體在力的方向上發(fā)生位移是做功的兩個不可缺少的因素。 3、 正確理解并應(yīng)用公式W=FLcosα計算力的功。 4、 明確功是標(biāo)量，正確理解正功和負(fù)功的含義，能正確判斷正功和負(fù)功。 5、 會計算總功，知道總功的兩種計算方法。 過程與方法 通過學(xué)習(xí)使學(xué)生經(jīng)歷從特殊到一般的過程，學(xué)習(xí)應(yīng)用所學(xué)知識解決所遇到的問題，學(xué)會從不同角度認(rèn)識、用不同方法解決同一個問題。 情感、態(tài)度與價值觀 在功的概念理解和求解功的過程中，培養(yǎng)科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度，遇到問題敢于提出自己的看法。 重點與難點 重點 功的概念理解及公式W=FLcosα的理解應(yīng)用。 難點 功的適用條件及正負(fù)功的理解 教學(xué)資源 單擺、帶細(xì)線的滑塊、PPT等。 教學(xué)過程 教學(xué)設(shè)計 設(shè)計說明 引入新課 新課教學(xué) 演示單擺運動，分析小球從最高點到最低點的過程中，勢能轉(zhuǎn)化為動能是因為小球受重力作用并且在重力方向上發(fā)生了一段位移。出示水壩圖片，水的勢能轉(zhuǎn)化為動能同樣是因為水受重力作用并且在重力方向上發(fā)生了一段位移，從而說明能量的轉(zhuǎn)化過程就是做功過程（板書），引入新課。 一、 功 首先請同學(xué)們回憶初中所學(xué)，回答功的定義。然后實驗演示：（1）水平拉力拉動放在桌面上的木塊； （2）用豎直向上的力提著木塊沿水平方向移動。 學(xué)生思考總結(jié)做功的兩要素：力和物體在力的方向上的位移。 F F L 最后讓學(xué)生計算兩次實驗時功的計算公式。 L F F 新課程引入功強調(diào)能量的轉(zhuǎn)化過程就是做功過程。因此在上節(jié)基礎(chǔ)上選擇兩例引入新課。 通過復(fù)習(xí)自進入功的教學(xué)。 α α l F F 學(xué)生計算后，提出如果力的方向與物體的位移方向不一致，如何計算功的大小？ 學(xué)生思考討論并回答。經(jīng)過討論學(xué)生可以想到將力F分解到沿位移方向和垂直位移方向即： α α l F F 得出： W=Fcosa l L F L2 α L1 教師可以繼續(xù)引導(dǎo)：還有其他方法嗎？（若學(xué)生回答不了，教師可以進行提示：；力F是矢量可以分解，而位移L亦是矢量，能否分解？若能應(yīng)如何分解？）經(jīng)討論或提示，學(xué)生能夠想到還可以將位移L分解到沿力方向和垂直位移方向即： W=Flcosa 得出： 教師總結(jié)：力對物體所做的功，等于力的大小、位移的大小、力和位移的夾角的余弦三者的乘積。即 W=FLcosα。然后讓學(xué)生說出功的單位J及其意義。 教師提出問題：彈簧(勁度系數(shù)為K)一端固定在墻上，另一端連接一水平面上的滑塊，用力將彈簧拉伸X后放手，彈簧恢復(fù)原長過程中，求彈力做功。 有學(xué)生會提出W=KX?X,教師引導(dǎo)提示學(xué)生：彈簧彈力有什么特點？W=KX?X對嗎？并由此提出W=FLcosα的適用條件：適用于恒力做功。對于變力做功請同學(xué)們課下思考。 例1、圖中表示物體在力F的作用下在水平面上發(fā)生了一段位移l，分別計算這兩種情形下力對物體做的功。設(shè)這兩種情形下力和位移的大小都相同：F=10N，l=2m。角θ的大小如圖所示。 F F θ θ θ=150O θ θ θ 通過此例題說明功的計算式中的α指F與L的夾角，與題中所給角度不一定相同。根據(jù)計算的結(jié)果提出功的正負(fù)由什么決定？從而進入正功和負(fù)功的教學(xué)。 二、 正功和負(fù)功 首先由α的范圍討論cosα的可能值進而得出W的情況，并總結(jié)如下： 當(dāng)時，為正值， 為正值，稱為力對物體做正功，或稱為力對物體做功。 當(dāng)時，=0，=0，力對物體做零功，即力對物體不做功。 當(dāng)時，為負(fù)值， 為負(fù)值，稱為力對物體做負(fù)功，或說物體克服這個力做功。 在此基礎(chǔ)上，教師提出問題：功的正負(fù)表示方向嗎?換句話說，即功是矢量還是標(biāo)量？如何證明？ 學(xué)生猜測結(jié)果：功是標(biāo)量，原因可能是 （1）做功的過程就是能量轉(zhuǎn)化的過程，能量是標(biāo)量，所以功也應(yīng)是標(biāo)量； （2）用水平力F向左拉物體運動L，功是W=FL，用水平力F向右拉物體運動L，功也是W=FL，由此說明功是標(biāo)量。 （3）力對物體所做的功，等于力的大小、位移的大小、力和位移的夾角的余弦三者的乘積。說明功是標(biāo)量。 教師引導(dǎo)提示：矢量和標(biāo)量最根本的區(qū)別是什么？提出矢量遵循平行四邊形定則，而標(biāo)量遵循代數(shù)加減。請同學(xué)們計算證明：一個物體放在光滑的水平面上，同時受到兩個沿水平方向且相互垂直的3N和4N的力的作用，由靜止開始運動10m。分別求出兩個力的功和合力的功。 學(xué)生通過計算證明功遵循代數(shù)加減，所以是標(biāo)量。 教師接著提出：既然功是標(biāo)量，那功的正負(fù)又表示什么含義呢？ 學(xué)生討論，教師引導(dǎo)最后得出結(jié)論：功的正、負(fù)不表示功的大小，也不表示功的方向。從運動角度說明這個力是推動還是阻礙物體的運動。 例2、 一個質(zhì)量m=2kg的物體,受到與水平方向成37度角斜向上方的拉力F１=10N，在水平地面上移動的距離l=2m，物體與地面間的滑動摩擦力f２=4.2N，求外力對物體所做的總功。 學(xué)生計算并總結(jié)總功的求解方法。 三、總功 教師總結(jié)：當(dāng)物體在幾個力的共同作用下發(fā)生一段位移時，這幾個力對物體所做的總功可以用下述方法求解： a. 求出各個力所做的功，則總功等于各個力所做功的代數(shù)和。W總=W1 + W2 + W3 +…（注意要把各個功的正負(fù)號代入運算）. b. 先求出各力的合力, 再用W總=F合Lcosa求總功。 最后教師進行小結(jié)： 1．對功的概念和功的物理意義的主要內(nèi)容作必要的重復(fù)（包括正功和負(fù)功的意義）。 2．對功的計算公式及其應(yīng)用的主要問題再作些強調(diào)。 課堂練習(xí)： 1、 用力F拉動物體分別在光滑水平面上加速運動l；在粗糙水平面上勻速移動l；沿斜面向上減速移動l，哪種情況下力F做的功多？ F F l μ=0 F F l μ≠0 l F F 撤去力F后，物體繼續(xù)運動了一段位移，那么F做的功又是多少？ 2、關(guān)于功的論述，下列說法中正確的是： A、大力做的功多。 B、+5J的功比- 5J的功多 C、物體加速運動時的功比減速運動時的功多。 D、+10J的功比+5J的功多。 3、 質(zhì)量為1kg的物體靜止在水平桌面上，物體受到一個與水平面成53的拉力F=5N的作用后由靜止開始運動，已知物體與地面間的摩擦因數(shù)m=0.25, sin53=0.8, cos53=0.6, g取10m/s2, 求在最初2s內(nèi): ①重力對物體所做的功; ②拉力F對物體所做的功; ③摩擦力f對物體所做的功; ④合力所做的總功. 提出兩種處理方法既是為了拓展學(xué)生的思路，也可以幫助學(xué)生加深對公式的理解。 求彈簧彈力的功目的是為了說明公式的適用條件，但是對學(xué)生來說有點難度，需要教師引導(dǎo)到位。 通過例1主要是為了引入第二部分的教學(xué)。 功是標(biāo)量，學(xué)生很容易回答，但理解并不深，所以需要學(xué)生說明原因并證明。 通過例2引入第三部分的教學(xué)。 設(shè)置練習(xí)1為了說明力F對物體做功，只跟力的大小、位移的大小以及兩者的夾角有關(guān)，而與物體受力后通過這段位移做什么運動、是否還受其他力等因素?zé)o關(guān)，且力F與l必須具備同時性。 設(shè)置練習(xí)2強調(diào)對功的正負(fù)的理解。 設(shè)置練習(xí)3為了練習(xí)求解總功。 來源：