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1、机械功教学设计设计者 福建永安一中 周 云 执教者：福建永安一中 周 云设计思想 本节内容是鲁科版（必修2）第一章第一节机械功，是初中学习的继续和提高,沿着初中物理的思路,仍然强调功与能量变化的联系，从能量的转化使学生明白引入功的必要性和必然性;通过播放射箭和撑杆跳小视频及学生参与的互动实验,探究做功的来历和做功的不可缺少的因素;再通过特殊情景引出一般情景,并通过等效思想,借鉴两种特殊情况推导出功的一般表达式;从功的一般表达式的深化研究得出功有正、负;从功的正、负引出功是矢量还是标量,通过对实例的分析应用达到巩固和深化。学情分析 学生通过初中物理的学习,对功有一定的认识,但是不够深入,知道力和
2、位移在同一直线上时求的大小的方法,但对力和位移互成角度时功的正负、如何进行功的计算,仍不清楚,对于如何求合功也是一崭新的内容,因此本节需要利用学生已有的初中知识,通过设计学生个人感受性实验合作,从实验和理论两方面探究对功的理解和进行功的计算。教学目标 1、知识与技能(1)知道功的来历，掌握做功的两个必要因素。(2)能从特殊到一般，一般到特殊推导功的一般表达式。(3)掌握W=Fscos，只适用于恒力，会用功的公式进行计算。(4)明确功是标量,正确理解正功和负功的含义,能正确判断正功和负功2、过程与方法(1)通过演示和事例，并同时通过启发式探究，使学生明白“功”的来历并掌握做功的两个因素。(2)在
3、推导W=Fscos过程中，通过猜想、从特殊到一般，再从一般到特殊的理论论证等方法培养学生科学论证能力和推理能力，并渗透等效思想，有意识地培养学生的科学思维和科学方法。3、情感态度与价值观（1）关注生活与生产中的功,体会物理与生活生产的密切联系。（2）学习科学的研究方法和培养科学研究态度，激发学生对科学的好奇心与求知欲。重难点 1、功的概念理解及公式W=Fscos的理解应用2、功的适用条件及正负功的理解教学方法教学过程设计 一、新课引入师：自然界中能量可以以各种不同形式而存在，能量之间可以互相转化。能量变化的过程必然伴随着做功的过程，可见，功与能是紧密联系的两个物理量，功是能量转化的量度引入：播
4、放射箭和撑杆跳等录像。互动演示：请同学端着小方凳子。设计意图：激发学生的求知欲，主动积极师：“你今天的工作就是端着小方凳子站一个小时。”问：“这个同学有没有在工作？”，“有没有在做工”生：有，没有在做功师：“有做工”，“有没有使这小方凳子的能量发生改变？”围绕“功是能量转化的量度”使学生明白这种情况是劳而无“功”，对小方凳子能量并无影响。因此从有没有对物体的能量变化产生影响使学生明白“功”的来历。互动探究：探究影响做功的因素请同学们考虑一下汽车刹车的情况。通过引导使学生明白：要使两辆完全相同的以同样速度行驶的汽车停下来，从受到的阻力大小和通过的位移大小考虑可以采用两种方法，一种是用较大的阻力，
5、通过较小的位移，使车停下；还有一种是车受到较小的阻力，通过比较长的位移使车停下。两种方法在改变车的运动能量上是等效的，可见，做功也是一样的。由此可见，做功是和两个因素相联系的，一个是力，还有一个是在力方向上发生的位移大小。学生活动：大家共同体会，思考，得出做功的两个因素设计意图：体现从生活走向物理的新课程理念。应用多样化的教学方式，创设有效的教学情境二、新课教学依据做功的两个必要条件，判断下列几种情况下物体所受到的力是否对物体做功？（1）手推车，车不动 有力无距劳而无功 （2）服务员端菜向前运动 有力有距，但力距 徒劳无功 FV （3）运动员抬着球门水平移动，手对球门的支持力做功(4)起重机提
6、起重物向上运动，拉力有对重物做功学生活动：学生讨论分析，自己总结板书：1.定义：如果一个物体受到力F的作用，并且在力的方向上发生了位移S,则F与S的乘积叫机械功。2.条件：作用在物体上的力 物体在力的方向上的位移通过从特殊到一般，再从一般到特殊，借鉴等效思想，引导学生探究出求功的一般表达式特殊情况1：力F与发生的位移s同向如图，物体在水平恒力F的作用下前进s位移，力F做功多少？ W = FS特殊情况2：力F与发生的位移s垂直F如图，用竖直向上的恒力F作用下水平匀速前行一段位移s，向上的恒力F做了多少功？ W=0学生活动：学生小组活动，逻辑推理探究功的公式一般情况：一般的情况力F的方向与运动方向
7、并不一致，也不是与运动方向发生的位移相垂直，力F方向与运动方向成某一角度时，力F对物体有没有做功呢？ 若做了功，所做的功又是多少呢？a提出猜想：通过做功的两个必要因素启发引导学生进行猜想，并交流猜想。可能提出几种猜想：（1）力F做功大小和力与运动方向的夹角没有关系。 （2）力F做功大小和力与运动方向的夹角有关系。同样一个力F作用方向不同，在改变物体能量上效果不相同，可从两种特殊情况作定性分析，否定猜想（1）。对猜想（2）提出运用特殊到一般的思维来理论验证的思路。 b师生交流协作，学生分析论证，验证猜想： 1、教师启发：运用矢量分解，把一般情境问题转化为二个简单的特殊问题，同时渗透等效思想。 2
8、、学生论证：学生活动：学生分小组讨论,写出处理方法,可能有分解力的,有分解位移的。设计意图：关注学科思想方法教育，体现物理学科实验探究的特点。培养学生自主、合作、探究学习C.结论：一般的情况力对物体所做的功，等于力的大小，位移的大小，力与位移夹角的余弦这三者的乘积。即W=Fscos注意：W表示力F对物体所做的功，F表示物体所受到的力的大小，s物体所发生的位移的大小，力F和位移s之间的夹角。 在SI制中，功的单位焦1J=1Nm。在用功的公式计算时，各量要求统一采用国际单位制。 适用条件：只适用于恒力做功3. 功的计算学以致用：请学生完成下列4种情况功的计算 学生活动：学生分小组讨论,写出处理方法
9、,可能有分解力的,有分解位移的设计意图：小组协作推导,增强团队意识、加强动手能力及语言表达能力,在实践中发现新问题，培养学生的创新意识.4. 功的理解学生活动：引导学生思考正负功的含义正功的意义是：力对物体做正功，表明此力的效果是促进物体的运动，是动力。负功的意义是：力对物体做负功，表明此力的效果是阻碍了物体运动，是阻力。从一般到特殊，深化对W=Fscos的认识讨论一个力做功时可能出现的几种情形:（1）当a= p/2 时 ，cos a=0，W=0。表示力F方向跟位移s的方向垂直时，力F不做功。物体在这个力F作用下能量不发生变化（既没有增加也没有减小）（2）当0 a 0，W0。表示力F对物体做了
10、正功。（3）当p/2 a p 时，cos a 0，W 0。表示力F对物体做了负功。讨论：正功和负功的正负号表示方向相反？正功和负功的正负号代表了正负功的大小？你能通过公式分析什么情况下F做的功最大，什么情况下F不做功？ 启发：围绕“功是能量转化的量度”出发讨论功是标量还是矢量。学生活动：学生思考讨论师：根据力做功的效果，引导学生，让学生明白功是标量结论：力做功的效果表现为物体在力的作用下能量发生了变化（增加了或减少了）。也就是做功能增加（或减少）作用物体的能量。而能量没有方向性。那么促使能量变化的力的作用效果功也没有方向性。可见，功是标量，正负不表示方向，仅表示做功的性质。正功和负功的正负号既
11、不代表方向也不代表大小，仅表示做功的不同效果。当=/2 时，F不做功；= 0或时，F做功最大。巩固提升：【例】一个质量为150kg的物体，受到与水平方向成=37角的斜向右上方的拉力F=500N的作用，在水平地面上移动的距离为S=5m，物体与地面间的滑动摩擦力F阻=100N，求拉力F和滑动摩擦力F阻做的功？解：拉力F做功W=FScos=50050.8=2000J 摩擦力做功为Wf=fscos180=-1005=-500J思考与讨论：在日常生活中，一个物体往往是在几个力的共同作用下发生一段位移时，那么如何计算这几个力对物体所做的总功。三、课堂小结1、做功的条件：（1）作用在物体上的力（2）物体在力
12、的方向上移动的位移2、功的计算： W = F Scosa、功一定要指明是哪个力对物体做的功b、力必须是恒力3、功是标量，但有正负。正负只表示做功的力的效果功的正负决不表示方向，也不表示大小。功是过程量，是力在空间的积累。板书设计第1节 机械功为什么要引入功？ 1、功是能量转化的量度2、功的两个必不可缺少的两个因素：力和物体在力方向上发生的位移探究做功的条件 从特殊 一般 推导功的一般表达式。（等效思想）3、功的一般表达式 ：W = F Scos功是矢量还是标量呢？4、功是标量，正负不表示方向，仅表示做功的性质。 功是过程量，是力在空间的积累教学反思 本节课紧扣新课程标准，体现物理课改理念。通过微电影巧妙创设情境，极大地激发学生的好奇心，自然地提出问题，进入探究的体验。根据新课程的特点和新课标的要求，本节课重在体现学生是学习的主体，老师积极创造条件，让学生自己体验探究活动的过程教师努力做好启发、组织、指导、帮助和鼓励的工作，从而激发学生的好奇心，调动学生的学习热情和兴趣，保证课堂教学工作的顺利进行突出教材中要求的从生活走向物理，从物理走向社会，注重科学探究的本意。在教学中充分体现了以学生发展为本的教育思想，有机地处理好“知识与技能、过程与方法、情感态度和价值观”，切实落实“从生活走向物理，从自然走向物理，从物理走向社会”的教学理念。
