高中物理必修2《功》教学设计

2020-03-02
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高中物理必修2《功》教学设计

教学目标

知识与技能:

1、正确理解功的含义,知道力和物体在力的方向上发生位移是做功的两个不可缺少的因素。

2、正确理解、应用功的计算公式W=FScosα。

3、知道功是标量,正确理解正功和负功的实质,能正确判断正功和负功。

过程与方法:

1、通过观察日常生活中的各种做功情况,通过比较和分析,理解外力做功的两不可缺少的因素。

2、通过讨论与交流,展现学生思维过程,掌握比较、分析、归纳等逻辑思维方法。

情感态度与价值观:

1、经历观察、分析和比较等学习活动,培养学生尊重事实、实事求是的科学态度;培养科学探究的精神、形成科学探究习惯;感受到身边处处有物理。

2、经历讨论与交流,培养学生团结协作的学习态度。

教学过程


教师活动

学生活动

备注

引入

互动实验:通过举起的水果打穿报纸的实验,引导同学们分别从力对物体做功和物体能量变化角度分析物体运动,让学生感悟到力对物体做功与物体能量变化之间的紧密联系,从而明确学习功的意义是为研究能量做准备。

两位同学代表与老师协作完成实验,其它同学思考并回答问题

准备一水果和一张废旧报纸

学习目标

1、正确理解功的含义,并知道做功的两个要素。

2、理解掌握功的计算公式,正确理解正功和负功的实质,能正确判断正功和负功。

3、掌握用功的计算公式计算某个力做功或多个力的总功。

学生明确本节课学习知识目标

白板笔强调

教学过程

一、怎样才算做了功

结合演示实验,让学生判断怎样才算做功,明确功的定义:

1如果一个物体受到力的作用,并使物体在力的方向上发生一段位移,就说这个力对物体做了机械功(mechanicalwork),简称功(work),用符号“W”表示

2做功的两个要素:

物体受力的作用和物体在力的方向上发生了位移;

强调说明是物体在力的方向上发生了位移;

学生观察与思考,判断怎样才算做了功,理解功的定义并明确做功的两个要素。

准备一花盆


二、如何计算功

1、如图所示,当力的方向与物体位移方向一致时,力F对物体做的功W=FS

思考并回答问题

PPT展示,白板批注

2、实验演示斜拉箱子并提出问题:如下图所示,当力方向与位移方向不一致时,力是否做了功,如果做了功如何计算?

分析引导:首先根据力的等效与替代思想,将力F分解为沿位移方向的分力Fx=Fcosɑ;和沿垂直位移方向的分力Fy=Fsinɑ.由于物体在分力FX方向发生了一段位移s,因此分力FX做的功为

W1=Fx·s=Fcosɑ·s

物体在分力FY的方向没有发生位移,因此分力F2做的功为零。所以力F对物体做的功

W=FScosɑ

(提示同学们结合走台阶可以将位移沿力的方向和垂直力方向进行分解,也可得同样的结果)

3、功的计算公式W=FScosɑ

F-----为恒力;S-----为物体运动位移;ɑ-----是力与位移夹角

功是标量,单位焦耳(J)1J=1N·m

学生讨论与交流、请同学代表与全班同学交流分享

可利用白板智能

三、功的正、负

1、演示拉箱子,提示同学们进行受力分析并判断各个力对箱子做功与否

提出问题:由于各个力方向与位移方向之间夹角ɑ不同,力对物体做功的值会有不情况,请同学们根据功的计算公式W=FScos进行讨论。

学生讨论与交流、请同学代表交流分享


示意图

ɑ范围

cosɑ值

W值

阻力或动力


0°~90°

W0

做正功

动力做功


α=90°

0

0,

不做功


90°~180°

W0

做负功

物体克服阻力做功。

2、观看录像:观看录像,并让同学们分析判断汽车受到的各个力对汽车做功的情况。

提出问题:就如这汽车一样,如何求出这几个力对物体所做的总功?

学生代表交流分享

智能笔进行受力分析

四、多个力做功:

提出问题:现实生活中物体往往受到多个力作用下发生一段位移,多个力对物体做的总功如何求解呢?

例题:一个质量m=50kg的雪橇,受到与水平方向成θ=37°角斜向上方的拉力F=500N,在水平地面上移动的距离l=5m。物体与地面间的滑动摩擦力F阻=100N。请回答以下问题:(cos37°=0.8)

1、分析雪橇受到的力并分别求出各个力对雪橇所做的功;

2、各个力对雪橇所做功的总代数合是多少?

3、雪橇所受的合外力大小方向如何?

4、合外力对雪橇所做功是多少?并与各个力做功的代数和进行比较有何关系?

解:1、支持力FN、重力G均对物体不做功,即WG=WFN=0

拉力做功为WF=FLcos37°=500╳5╳0.8=2000J

阻力做功

Wf=f阻Lcos1800=100╳5╳(-1)J=-500J

也可以说物体克服阻力做了500J的功。

2、各个力做功的代数和W=WF+Wf+WG+WFN=1500J

3、物体所受合外力F合=Fcos37°-f阻=400N-100N=300N

方向与位移方向相同。

4、合力方向与位移方向一致。合力所做的功

W合=F合S=300N╳5m=1500J

合力所做的功与各分力所做功的代数和相等。

小组合作,讨论交流完成,并与全班同学交流分享


五、讨论与交流:请同学们根据以上例题总结归纳出求解有关恒力做功问题的一般方法策略。

1、对物体进行受力分析,并判断各个力做功情况;

2、确定物体位移;

3、根据公的计算公式进行计算;

4、总功的求法:

(1)功是标量。求出各个力所做的功,则总功等于各个力所做功的代数和;

即W合=W1+W2+W3……

(2)求出各个力的合力,则总功等于合力所做的功。

即W合=F合S

小组合作交流完成,并与全班同学交流分享


小结

六、学习目标自查小结

请同学们根据本节课学习目标自查本节课的学习情况并做好小结。

1、功的概念及功的两要素

2、功的计算公式:W=FScosɑ

F-----为恒力;S-----为物体运动位移;ɑ-----是力与位移夹角

功是标量,单位焦耳(J)1J=1N·m

3、功的正、负

4、总功求法

学生自主小节并进行交流分享。


学习评估

1、完成课本P67练习;

2、完成学案评估练习。


教学反思


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