“功”教學(xué)設(shè)計(jì)一、教學(xué)目標(biāo)1．理解功的概念，知道做功的兩個(gè)不可缺少的因素。2．掌握功的公式：，會(huì)計(jì)算恒力的功，掌握計(jì)算總功的方法。3．知道功是標(biāo)量，認(rèn)識(shí)正功、負(fù)功的含義。4．通過學(xué)習(xí)功的概念及其公式導(dǎo)出的過程，讓學(xué)生體會(huì)并學(xué)習(xí)物理學(xué)的研究方法，認(rèn)識(shí)物理模型和數(shù)學(xué)工具在物理學(xué)發(fā)展過程中的作用。二、教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)1．重點(diǎn)是使學(xué)生在理解力對(duì)物體做功的兩個(gè)要素的基礎(chǔ)上掌握功的概念和機(jī)械功的計(jì)算公式。2．物體在力的方向上的位移與物體運(yùn)動(dòng)的位移容易混淆，這是難點(diǎn)。3．要使學(xué)生對(duì)負(fù)功的意義有所認(rèn)識(shí)，也較困難，也是難點(diǎn)。4．如何判定各個(gè)力做功的正負(fù)和各個(gè)力所做的總功的計(jì)算。【案例設(shè)計(jì)】一、導(dǎo)入新課通過對(duì)木頭在起重機(jī)的拉力作用下逐漸上升、列車在機(jī)車牽引力的作用下加速行駛、握力器在手的壓力作用下發(fā)生形變的能量變化，引出力對(duì)物體做了功。應(yīng)用實(shí)物器材，讓幾位學(xué)生到臺(tái)上（或前排）動(dòng)手操作將物體從一個(gè)位置移動(dòng)到另一位置。例如：1．出示茶杯，要求學(xué)生動(dòng)手將茶杯從講臺(tái)桌的一端移動(dòng)到另外一端（或移到窗臺(tái)上）。2．將凳子從教室左端提到右端。教師提出問題：幾位同學(xué)在上述操作過程中，他們對(duì)物體的作用力在那些階段做了功？若做功，所做的功如何計(jì)算？在上述過程中主要有兩中情況：1．與在同一直線上或垂直；2．與不在同一直線上而是互成某一夾角。教師組織學(xué)生分析討論。情況1預(yù)測：有做功，。情況2預(yù)測：a．有做功，；b．沒有做功。說明：學(xué)生在對(duì)與在同一直線上或垂直的情況（如圖1所示），分析力是否做功以及做功的多少，可應(yīng)用初中所學(xué)知識(shí)，基本上可以順利解決。但教師在這里仍應(yīng)結(jié)合學(xué)生的回答，介紹和強(qiáng)調(diào)：功是過程量，功是力作用在物體上通過一段位移（或一段時(shí)間）才發(fā)生的。求功時(shí)一定要明確要求的是哪一個(gè)力在哪一段位移（過程）上做的功。學(xué)生對(duì)與互成夾角時(shí)，力是否做功以及做多少功？會(huì)遇到困難，借此引入新課。二、講授新課討論探究功的一般表達(dá)式：當(dāng)與互成夾角時(shí)，力是否做功以及做功的多少，正是本節(jié)課所要學(xué)習(xí)的內(nèi)容，下面通過同學(xué)們分組討論探究，并請(qǐng)小組代表回答下面所提出的問題。設(shè)疑：1．如果人用斜向上的力拉車前進(jìn)時(shí)，車發(fā)生了一段位移，如圖2。圖2與圖1例子中的拉力有什么主要的不同之處？預(yù)測：a．圖1中的力水平方向，圖2中的力沿與水平方向成角。預(yù)測：a．圖1中的力沿水平方向，圖2中的力沿與水平方向成角的方向。b．圖1中的力與在同一方向上，而圖2中的力與方向之間有一夾角。設(shè)疑：2．圖2中力是否做功，其做功大小為多少？為什么？教師引導(dǎo)：同學(xué)們是否可以從力的作用效果出發(fā)，并用力的分解知識(shí)討論到底是否做功？若做功，該如何計(jì)算？預(yù)測：a．不做功。因?yàn)椴皇俏矬w在力的方向上的位移。b．做功，。因?yàn)橛辛?，位移為。c．做功，。因?yàn)橹贿m用于與在同一直線上，而圖2中與不在一直線上，如果我們用兩個(gè)分力和代替，即將沿兩個(gè)方向分解：一個(gè)分解為與位移方向在同一直線上的分力，另一分解為跟位移方向垂直的分力，如圖3所示，則：。分力的方向跟位移方向垂直，所以分力所做的功等于零。分力對(duì)物體所做的功的等于。根據(jù)合力與分力的作用效果相同可得。d．做功，。因?yàn)槿魧⑽矬w的位移沿力的方向投影，其值為，則可以認(rèn)為力方向上的位移是（如圖4所示）。根據(jù)功的定義即可得到計(jì)算公式：。說明：對(duì)于功的一般表達(dá)式的推導(dǎo)過程采用討論探究的方式進(jìn)行，為學(xué)生提供參與自主學(xué)習(xí)的機(jī)會(huì)，不僅注重知識(shí)的形成過程，培養(yǎng)學(xué)生邏輯推理能力，而且增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性。若學(xué)生基礎(chǔ)較好可以預(yù)測，那么視學(xué)生討論情況及時(shí)補(bǔ)充講解。若學(xué)生沒有提出項(xiàng)討論，則可以在后續(xù)的學(xué)習(xí)中逐漸體會(huì)，不必苛求。教師小結(jié)：力與物體在力的方向上發(fā)生的位移是做功的兩個(gè)不可缺少的因素，一個(gè)力對(duì)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。當(dāng)恒力對(duì)物體做功時(shí)，公式有普遍意義。求一個(gè)力對(duì)物體所做的功：當(dāng)力的方向和位移方向相同時(shí)，，力所做的功；當(dāng)力的方向和位移方向成角時(shí)，則有不同的方法處理求解：一是應(yīng)用公式直接代入相應(yīng)的各個(gè)物理量運(yùn)算求解；二是先把力正交分解，求出力在位移方向上的分量，由于力與位移方向垂直的分力不做功，因此功；三是先求出位移在力的方向上的分量，再求功。4．學(xué)生敘述功的求解公式中各個(gè)字母的含義及單位。5．正功和負(fù)功（1）首先從公式中的可能值入手，讓學(xué)生討論完成下表，得出功可能為正值、負(fù)值或零，并讓學(xué)生例舉力對(duì)物體做正功和做負(fù)功實(shí)例。的取值的值功的正負(fù)1力對(duì)物體做正功0<大于0力對(duì)物體做正功0力跟位移垂直時(shí)，不做功<a<小于0力對(duì)物體做負(fù)功（2）結(jié)合實(shí)例說明正功、負(fù)功的物理意義。功是標(biāo)量，沒有方向，但有正功和負(fù)功之分。功的“正”、“負(fù)”并不表示功的方向，不能說正功與負(fù)功方向相反。如果一個(gè)力對(duì)物體的運(yùn)動(dòng)起促進(jìn)作用（動(dòng)力），這個(gè)力所做的功是正的；如果一個(gè)力對(duì)物體的運(yùn)動(dòng)起阻礙作用（阻力），這個(gè)力所做的功是負(fù)的。正功與負(fù)功表示相反的做功效果。正功的意義是：力對(duì)物體做正功，表明此力的效果是促進(jìn)物體的運(yùn)動(dòng)，是動(dòng)力。負(fù)功的意義是：力對(duì)物體做負(fù)功，表明此力的效果是阻礙了物體運(yùn)動(dòng)，是阻力。一個(gè)力對(duì)物體做負(fù)功，也可說成物體克服這個(gè)力做了功（正值）。例如：一個(gè)力對(duì)物體做了10-6的功，可說成是物體克服這個(gè)力做了106的功。另外功的“正”、“負(fù)”也不表示它們的大小，也就是不能說“正功大于負(fù)功”。例如：兩個(gè)力做功分別為，，比較這兩個(gè)力做功的大小。答案應(yīng)是：＞。說明：正功、負(fù)功意義的教學(xué)過程，可采用看書，提問，學(xué)生猜想，教師補(bǔ)充的形式進(jìn)行。這樣有利于學(xué)生自主學(xué)習(xí)，積極參與，加深理解和記憶。6．總功的計(jì)算：學(xué)習(xí)了一個(gè)力對(duì)物體所做的功的求解方法，而物體所受到的力往往不只一個(gè)，那么，如何求解幾個(gè)力對(duì)一物體所做的功呢？下面通過一例題加以解決。例題、一個(gè)質(zhì)量m=150kg的雪橇，受到與水平方向成θ＝37°角斜向上方的拉力F=500N，在水平地面上移動(dòng)的距離l=5m。物體與地面間的滑動(dòng)摩擦力F阻=100N。求力對(duì)物體所做的總功。師生共同對(duì)例題小結(jié)：當(dāng)物體在幾個(gè)力的共同作用下發(fā)生一段位移時(shí)，這幾個(gè)力對(duì)物體所做的總功通常可以用下述兩種方法求解：a．根據(jù)公式，先分別求出各個(gè)力F1、F2……對(duì)物體所做的功W1、W2、、……，再求各力所做的功的代數(shù)和，即。（注意各力代入時(shí)應(yīng)注意功的正負(fù)號(hào)）b．由力的矢量合成方法先求出這幾個(gè)力的合力F合，再根據(jù)功的公式，其中是合力F合方向與位移方向之間的夾角。學(xué)情分析對(duì)于功這個(gè)概念，學(xué)生通過初中的學(xué)習(xí)已經(jīng)有了初步的認(rèn)識(shí)，知道求功的兩個(gè)要素以及求功的簡單公式w=FS。在學(xué)習(xí)能力方面學(xué)生已經(jīng)能主動(dòng)學(xué)著去探究一些知識(shí)，在教師的引導(dǎo)下能很好的通過討論探究等方式得到知識(shí)。效果分析本課題要求學(xué)生知道功的概念；會(huì)分析物體位移的方向與力的方向不在一條直線上時(shí)力所做的功；能正確運(yùn)用功的公式，計(jì)算各力做功的大?。辉诰唧w的物理情景中判斷物體所受各力是否做功以及做功的正負(fù)；掌握合力做功的兩種計(jì)算方法。一、“教”的效果分析1、在本課題的教學(xué)中，從學(xué)生平常所見的實(shí)例入手，知道做功與能量轉(zhuǎn)化的關(guān)系。2、整堂課，以任務(wù)為主導(dǎo)，層層推進(jìn)，最終完成本節(jié)課的學(xué)習(xí)目標(biāo)。3、通過創(chuàng)造不同的情景，讓學(xué)生在相應(yīng)環(huán)節(jié)進(jìn)行自主學(xué)習(xí)和合作探究學(xué)習(xí)，這樣，能夠讓學(xué)生充分參與到整堂課的學(xué)習(xí)中來，突出學(xué)生學(xué)習(xí)的主體地位。二、“學(xué)”的效果分析1、學(xué)生通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)，掌握了功的計(jì)算公式，并知道正、負(fù)功的物理意義。2、學(xué)生的自主學(xué)習(xí)和合作探究學(xué)習(xí)能力，通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)都被激發(fā)出來。各組都能夠積極發(fā)言，發(fā)表自己的見解。教材分析功這個(gè)概念雖然在初中物理中就已經(jīng)涉及到，但是那只是一些概念上的簡單認(rèn)識(shí)，高中物理中，我們揭示功更重要的身份。高中物理人教版（必修2）第七章中功的的確確是一個(gè)承上啟下的“功臣”。本章的第一節(jié)《追尋守恒量》是為引入功、進(jìn)一步探究能量作鋪墊的。使學(xué)生很自然的聯(lián)想到功和能是緊密聯(lián)系在一起的。因此在教學(xué)設(shè)計(jì)中教師可以緊緊圍繞“功是能量轉(zhuǎn)化的量度”這條主線展開。這樣不僅可以使學(xué)生明白“為什么要引入功”，同時(shí)也為后面學(xué)習(xí)重力勢能、探究彈性勢能的表達(dá)式、動(dòng)能定律等知識(shí)打好基礎(chǔ)?？梢赃@樣說，“功是能量轉(zhuǎn)化的量度”是貫穿于整個(gè)第七章的主線，在教學(xué)設(shè)計(jì)、探究過程中應(yīng)始終立足于這條主線上。1.關(guān)于功是否為矢量，下列說法正確的是( )A.因?yàn)楣τ姓拓?fù)功，所以功是矢量B.因?yàn)楣]有方向性，所以功是標(biāo)量C.力和位移都是矢量，功也一定是矢量D.力是矢量，功也是矢量2.物體在兩個(gè)相互垂直的力作用下運(yùn)動(dòng)，力F1對(duì)物體做功6J，物體克服力F2做功8J，則F1、F2的合力對(duì)物體做功為( )A.14J B.10J C.2J D.－2J3.一個(gè)水平方向的恒力F先后作用于甲、乙兩個(gè)物體，先使甲物體沿著粗糙的水平面運(yùn)動(dòng)距離s，做功的數(shù)值為W1；再使乙物體沿光滑的斜面向上滑過距離s，做功的數(shù)值為W2，則A．W1=W2 B．W1>W2C．W1<W2 D．條件不足，無法比較W1，W24.質(zhì)量為m的物體，在水平力F作用下，在粗糙的水平面上運(yùn)動(dòng)，下列哪些說法正確()A.如果物體做加速直線運(yùn)動(dòng)，F(xiàn)一定對(duì)物體做正功B.如果物體做減速直線運(yùn)動(dòng)，F(xiàn)一定對(duì)物體做負(fù)功C.如果物體做減速直線運(yùn)動(dòng)，F(xiàn)也可能對(duì)物體做正功D.如果物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)，F(xiàn)一定對(duì)物體做正功5.關(guān)于力對(duì)物體做功，如下說法正確的是A．滑動(dòng)摩擦力對(duì)物體一定做負(fù)功B．靜摩擦力對(duì)物體可能做正功C．作用力的功與反作用力的功其代數(shù)和一定為零D．合外力對(duì)物體不做功，物體一定處于平衡狀態(tài)6.如圖所示，一個(gè)小物體A放在斜面B上，B放于光滑的水平地面上，現(xiàn)用水平恒力F推B使A和B相對(duì)靜止一起通過一段路程，在這個(gè)過程中，以下哪些力有可能作正功A．A受的重力 B．B受的摩擦力C．A受的支持力 D．B受的壓力7．如圖所示，A、B兩物體疊放在一起，用一不可伸長的水平細(xì)繩子把A系于左邊的墻上，B在拉力F作用下向右勻速運(yùn)動(dòng)，在這過程中，A、B間的摩擦力的做功情況是（）A、對(duì)A、B都做負(fù)功B、對(duì)A不做功，對(duì)B做負(fù)功C、對(duì)A做正功，對(duì)B做負(fù)功D、對(duì)A、B都不做功8.粗糙水平面上，用繩子系一小球做半徑為R的圓周運(yùn)動(dòng)，小球質(zhì)量為m，與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ,則小球經(jīng)過1／4圓周的時(shí)間內(nèi)( )A.繩子的拉力對(duì)球不做功 B.繩子的拉力對(duì)球做功πRF／2C.重力和支持力不做功 D.摩擦力對(duì)物體做功μmgRπ／29.如圖，一根繩子繞過高4m的滑輪（大小、摩擦均不計(jì)），繩的一端拴一質(zhì)量為10kg的物體，另一側(cè)沿豎直方向的繩被人拉?。羧死±K子前進(jìn)3m，使物體勻速上升，則人拉繩所做的功為（）A．500JB．300JC．100JD．50J10．新中國成立前后，機(jī)械化生產(chǎn)水平較低，人們經(jīng)常通過“驢拉磨”的方式把糧食顆粒加工成粗面來食用，原理圖如圖9所示，假設(shè)驢拉磨的平均用力大小為500N，運(yùn)動(dòng)的半徑為1m，則驢拉磨轉(zhuǎn)動(dòng)一周所做的功為()A．0 B．500JC．500πJ D．1000πJ11．下列關(guān)于力做功的說法中正確的是()A．人用力F＝300N將足球踢出，球在空中飛行40m，人對(duì)足球做功1200JB．人用力推物體，但物體未被推動(dòng)，人對(duì)物體做功為零C．物體豎直上升時(shí)，重力不做功D．只有恒力才能做功，變力不能做功12.質(zhì)量為M的長木板放在光滑的水平面上(如圖所示)，一個(gè)質(zhì)量為m的滑塊以某一速度沿木板上表面從A點(diǎn)滑至B點(diǎn)，在木板上前進(jìn)了L，而木板前進(jìn)了s，若滑塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，求：(1)摩擦力對(duì)滑塊所做的功；(2)摩擦力對(duì)木板所做的功；(3)這一對(duì)摩擦力做功的代數(shù)和為多大？課后反思從日常生活經(jīng)驗(yàn)入手，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，把學(xué)生的注意力集中到本課堂所要探究和解決的問題上。引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，充分發(fā)揮學(xué)生的主體作用和教師的主導(dǎo)作用，從學(xué)生熟悉的事例入手，通過實(shí)驗(yàn)探究，探索物理現(xiàn)象，揭示物理規(guī)律。通過巧妙設(shè)計(jì)的、能就地取材、簡單易做的探究實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生的探索樂趣和初步的科學(xué)實(shí)踐能力。本堂課主要體現(xiàn)了以下兩點(diǎn)：1、物理與社會(huì)的完美結(jié)合：本節(jié)課的思路是從生活中引出物理，再由物理回歸生活，充分體現(xiàn)了物理其實(shí)就是身邊的一門科學(xué)，使學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生親近感，好奇感，從而使知識(shí)的接納更為自然。2、學(xué)生主體地位的較好體現(xiàn)：本節(jié)課，不僅是實(shí)踐活動(dòng)還是教學(xué)活動(dòng)，都真正體現(xiàn)了“以學(xué)生為主體”的課堂教學(xué)理念。由學(xué)生自己發(fā)現(xiàn)、總結(jié)、并補(bǔ)充、完善，而教師則做好協(xié)助、引導(dǎo)的工作，讓學(xué)生通過自身努力，真正享受成功的愉悅。課標(biāo)分析（一）知識(shí)與技能1.初步認(rèn)識(shí)做功與能量變化的關(guān)系。2．理解功的概念，知道做功兩個(gè)不可缺少的因素。3．明確功是標(biāo)量，知道W=Flcosα的適用范圍，會(huì)用這個(gè)公式進(jìn)行計(jì)算。

4．理解正功和負(fù)功的概念，會(huì)根據(jù)公式計(jì)算多個(gè)力的總功。（二）過程