《功》教學(xué)設(shè)計(jì)課題功課型新授課（計(jì)劃2課時(shí)）教學(xué)目標(biāo)1．知識(shí)與技能(1)理解功的概念和做功兩個(gè)要素；(2)會(huì)利用公式進(jìn)行有關(guān)運(yùn)算。2．過(guò)程與方法(1)理解正、負(fù)功的含義，能解釋相關(guān)現(xiàn)象；(2)W=FScosa要靈活運(yùn)用。3．情感、態(tài)度與價(jià)值觀通過(guò)學(xué)習(xí)功的概念及其公式導(dǎo)出的過(guò)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(guò)程中的作用。教學(xué)重難點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn)理解功的概念及正負(fù)功的意義。教學(xué)難點(diǎn)利用功的定義式解決有關(guān)問(wèn)題。教學(xué)關(guān)鍵學(xué)生要在理解力對(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。教學(xué)工具計(jì)算機(jī)、投影儀、CAI課件等。教學(xué)方法從學(xué)生已學(xué)的知識(shí)出發(fā)，循序漸進(jìn)，通過(guò)提出問(wèn)題，分析問(wèn)題，得出結(jié)論，遵循學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律；采用啟發(fā)和引導(dǎo)學(xué)生對(duì)它們加以綜合比較，進(jìn)一步完善和鞏固“功”的概念。教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)引入新課1．同學(xué)們：在上課之前，我們來(lái)重溫“神舟7號(hào)載人飛船”直擊長(zhǎng)空，振奮人心的發(fā)射錄像。播放視頻，教師講解，說(shuō)明在燃料燃燒的推力作用下，火箭冉冉升起于碧空之中。這個(gè)過(guò)程涉及了今天要學(xué)習(xí)的內(nèi)容。（板書：5．2功）2．提問(wèn)：什么叫做力做功？功的兩個(gè)必要因素是什么？3．要求學(xué)生動(dòng)手將物理課本從桌子的一端移動(dòng)到另外一端（或移到窗臺(tái)上）。4．請(qǐng)一學(xué)生將一書包從教室左端提到右端。5．請(qǐng)一學(xué)生將放有重物并帶有拉繩的小車從教室的前排拉到后排。6．提示：可以采用不同的方法，如平推、上提、斜拉等搬運(yùn)方法達(dá)到搬運(yùn)的目的。7．提出問(wèn)題：幾位同學(xué)在上述操作過(guò)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？1．觀看視頻，產(chǎn)生強(qiáng)烈的學(xué)習(xí)愿望。明確今天的學(xué)習(xí)內(nèi)容。2．讓學(xué)生回憶和復(fù)習(xí)初中已學(xué)過(guò)的功的概念。3．回憶初中學(xué)過(guò)的功的兩個(gè)必要因素。4．動(dòng)手操作后并將操作過(guò)程用示意圖畫在黑板上。5．思考問(wèn)題。進(jìn)行新課（一）功的概念提出問(wèn)題：高中對(duì)功是怎樣定義的呢？引導(dǎo)學(xué)生擴(kuò)展：高中我們已學(xué)習(xí)了位移，所以做功的兩個(gè)要素我們可以認(rèn)為是：作用在物體上的力。物體在力的方向上移動(dòng)的位移。3．舉例并指導(dǎo)學(xué)生分析：人拉車向前運(yùn)動(dòng)，說(shuō)明拉力對(duì)車做了功。(強(qiáng)調(diào)車在拉力作用下，發(fā)生了哪一段位移，并指明位移的方向。)4．強(qiáng)調(diào)力和物體在力的方向上發(fā)生一段位移，是做功的兩個(gè)不可缺少的因素。5．想一想，高中物理中功的概念與初中有什么不同？6．“位移”與“距離”有什么區(qū)別？“發(fā)生”跟“通過(guò)”有什么差異？7．引導(dǎo)學(xué)生分析后講解：位移是矢量，距離是標(biāo)量。發(fā)生的一段位移并不要求物體非要沿著發(fā)生位移的路徑通過(guò)，如人提水桶上坡，提力對(duì)水桶做功。人提水桶上坡的運(yùn)動(dòng)可分解為水平方向，豎直方向兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)。提力對(duì)作水平方向上分運(yùn)動(dòng)的水桶不做功，對(duì)作豎直方向上分運(yùn)動(dòng)的水桶不做功。用“發(fā)生一段位移”取代“通過(guò)的距離”不是簡(jiǎn)單的更換詞組，它使我們所學(xué)的功的概念更深刻、更嚴(yán)密、更科學(xué)、更具普遍意義。其實(shí)，功這個(gè)概念是19世紀(jì)人們?cè)趶V泛使用各種機(jī)械時(shí)總結(jié)出來(lái)的。隨著實(shí)踐的發(fā)展和科學(xué)的進(jìn)步，功的概念也漸趨嚴(yán)密、科學(xué)、完善。我們學(xué)習(xí)功的概念也應(yīng)由淺入深，由局部到一般。在今天和往后的學(xué)習(xí)中，我們是能體會(huì)到這一點(diǎn)的。(適時(shí)地對(duì)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)史觀和認(rèn)知規(guī)律的教育)1．思考老師提出的問(wèn)題。2．在老師的引導(dǎo)思考，回答問(wèn)題。3．分組討論得出不同點(diǎn)：①高中講“位移”，初中講“距離”。②高中講“發(fā)生”一段位移，初中講“通過(guò)”的距離。4．通過(guò)分析、討論、歸納，認(rèn)識(shí)到做功的兩個(gè)因素：①作用在物體上的力。②物體在力的方向上移動(dòng)的位移。（二）推導(dǎo)功的表達(dá)式1．一個(gè)物體受到力的作用，且在力的方向上移動(dòng)了一段位移，這時(shí)，我們就說(shuō)這個(gè)力對(duì)物體做了功。在初中學(xué)習(xí)功的概念時(shí)，強(qiáng)調(diào)物體運(yùn)動(dòng)方向和力的方向的一致性，如果力的方向與物體的運(yùn)動(dòng)方向不一致呢？相反呢？力對(duì)物體做不做功？若做了功，又做了多少功？怎樣計(jì)算這些功呢？本節(jié)課我們來(lái)繼續(xù)學(xué)習(xí)有關(guān)功的知識(shí)，在初中的基礎(chǔ)上進(jìn)行擴(kuò)展。2．如果力的方向與物體的運(yùn)動(dòng)方向一致，該怎樣計(jì)算功呢？展示問(wèn)題一：物體m在水平力F的作用下水平向前行駛的位移為s，如圖甲所示，求力F對(duì)物體所做的功。3．如果力的方向與物體的運(yùn)動(dòng)方向不一致，而是成某一角度，又該怎樣計(jì)算功呢？展示問(wèn)題二：物體m在與水平方向成α角的力F的作用下，沿水平方向向前行駛的距離為s，如圖乙所示，求力F對(duì)物體所做的功。4．展示學(xué)生的推導(dǎo)結(jié)果，點(diǎn)評(píng)、總結(jié)，得出功的定義式。5．講解：力F對(duì)物體所做的功等于力的大小、位移的大小、力和位移夾角的余弦這三者的乘積。即：W=FscosαW表示力對(duì)物體所做的功，F(xiàn)表示物體所受到的力，s物體所發(fā)生的位移，α力F和位移之間的夾角。功的公式還可理解成在位移方向的分力與位移的乘積，或力與位移在力的方向的分量的乘積。在SI制中，功的單位為焦。1J=1N·m在用功的公式計(jì)算時(shí)，各量要求統(tǒng)一采用國(guó)際單位制。6．對(duì)功的一般公式W＝FScosα是如何理解的？1．思考老師提出的問(wèn)題，根據(jù)功的概念獨(dú)立推導(dǎo)。在問(wèn)題二中，由于物體所受力的方向與運(yùn)動(dòng)方向成一夾角α，可根據(jù)力F的作用效果把F沿兩個(gè)方向分解：即跟位移方向一致的分力F1，跟位移方向垂直的分力F2，如圖所示：據(jù)做功的兩個(gè)不可缺少的因素可知：分力F1對(duì)物體所做的功等于F1s。而分力F-2的方向跟位移的方向垂直，物體在F-2的方向上沒(méi)有發(fā)生位移，所以分力F2所做的功等于零。所以，力F所做的功W=W1＋W2=W1=F1s=Fscosα。2．在教師的指導(dǎo)下進(jìn)一步體會(huì)：①功是標(biāo)量、過(guò)程量；②F一般為恒力，可以是某一個(gè)力也可以是幾個(gè)力的合力，但要求這個(gè)合力也是恒力，若作用力是變力，千萬(wàn)不能用；③S為力F作用時(shí)物體所發(fā)生的位移，不一定是力的方向上的位移；④α是F與S的夾角；⑤要計(jì)算功只要找恒力F、S和α就可以了，不必計(jì)較物體的做怎樣的運(yùn)動(dòng)。（三）正功和負(fù)功1．指導(dǎo)學(xué)生閱讀課文第5頁(yè)的正功和負(fù)功一段。通過(guò)上邊的學(xué)習(xí)，我們已明確了力F和位移s之間的夾角，并且知道了它的取值范圍是０°≤α≤180°。那么，在這個(gè)范圍之內(nèi)，cosα可能大于0，可能等于0，還有可能小于0，從而得到功W也可能大于0、等于0、小于0。請(qǐng)畫出各種情況下力做功的示意圖，并加以討論。2．根據(jù)學(xué)生畫圖情況，點(diǎn)評(píng)、總結(jié)。3．指導(dǎo)學(xué)生閱讀課文。提出問(wèn)題，力對(duì)物體做正功或負(fù)功時(shí)有什么物理意義呢？結(jié)合生活實(shí)際，舉例說(shuō)明。4．傾聽學(xué)生回答，點(diǎn)評(píng)、總結(jié)。在對(duì)功的意義認(rèn)識(shí)的基礎(chǔ)上，指導(dǎo)學(xué)生討論體會(huì)正功的意義是：力對(duì)物體做功向物體提供能量，即受力物體獲得了能量。負(fù)功的意義是：物體克服外力做功，向外輸出能量(以消耗自身的能量為代價(jià))，即負(fù)功表示物體失去了能量。功是能量轉(zhuǎn)化的量度。5．也可以引導(dǎo)學(xué)生這樣來(lái)理解正功和負(fù)功：①功的正負(fù)表示是動(dòng)力對(duì)物體做功還是阻力對(duì)物體做功；功的正負(fù)由力和位移之間的夾角決定，所以功的正負(fù)決不表示方向，而只能說(shuō)明做功的力對(duì)物體來(lái)說(shuō)是動(dòng)力還是阻力。當(dāng)力對(duì)物體做正功時(shí)，該力就對(duì)物體的運(yùn)動(dòng)起推動(dòng)作用；當(dāng)力對(duì)物體做負(fù)功時(shí)，該力就對(duì)物體運(yùn)動(dòng)起阻礙作用。②功的正負(fù)是借以區(qū)別誰(shuí)對(duì)誰(shuí)做功的標(biāo)志；功是標(biāo)量，只有量值，沒(méi)有方向。功的正、負(fù)并不表示功的方向，而且也不是數(shù)量上的正與負(fù)。我們既不能說(shuō)“正功與負(fù)功的方向相反”，也不能說(shuō)“正功大于負(fù)功”，它們僅表示相反的做功效果。正功和負(fù)功是同一物理過(guò)程從不同角度的反映。同一個(gè)做功過(guò)程，既可以從做正功的一方來(lái)表述也可以從做負(fù)功的一方來(lái)表述。一個(gè)力對(duì)物體做負(fù)功，往往說(shuō)成物體克服這個(gè)力做功。打個(gè)比喻，甲借了乙500元錢，那么從甲的角度表述，是甲借了錢；從乙的角度表述，乙將錢借給了別人。例如：一個(gè)力對(duì)物體做了-10J的功，可以說(shuō)成物體克服這個(gè)力做了10J的功。1．認(rèn)真閱讀教材，思考老師的問(wèn)題。①當(dāng)α=π/2時(shí)，cosα=0，W=0。力F和位移s的方向垂直時(shí)，力F不做功；②當(dāng)α＜π/2時(shí)，cosα＞0，W＞0。這表示力F對(duì)物體做正功；③當(dāng)π/2＜α≤π時(shí)，cosα＜0，W＜0。這表示力F對(duì)物體做負(fù)功。2．閱讀課文，理解正功和負(fù)功的含義?；卮鹄蠋煹膯?wèn)題。（四）合力做功1．剛才我們學(xué)習(xí)了一個(gè)力對(duì)物體所做功的求解方法，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)物體所做的功呢？2．出示例題：如圖所示，一個(gè)物體在拉力F1的作用下，水平向右移動(dòng)位移為s，求各個(gè)力對(duì)物體做的功是多少？各個(gè)力對(duì)物體所做功的代數(shù)和如何？物體所受的合力是多少？合力所做的功是多少？抽幾名學(xué)生在黑板上演示解題過(guò)程，點(diǎn)評(píng)總結(jié)。3．進(jìn)一步解析：物體受到拉力F1、滑動(dòng)摩擦力F2、重力G、支持力F3的作用。重力和支持力不做功，因?yàn)樗鼈兒臀灰频膴A角為90°；F1所做的功為：W1=Fscosα，滑動(dòng)摩擦力F2所做的功為：W2=F2scos180°=-F2s。各個(gè)力對(duì)物體所做功的代數(shù)和為：W=（F1cosα-F2）s根據(jù)正交分解法求得物體所受的合力F=F1cosα-F2合力方向向右，與位移同向；合力所做的功為：W=Fscos０°=（F1cosα-F2）s4．強(qiáng)調(diào)：在求合力功的時(shí)候一定要分析清楚所有做功的外力是否在同一過(guò)程中。1．認(rèn)真審題，解決問(wèn)題。2．專心聽老師分析講解。3．在老師的指導(dǎo)下討論得出：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)物體所做的功可以用下述方法求解（1）求出各個(gè)力所做的功，則總功等于各個(gè)力所做功的代數(shù)和；（2）求出各個(gè)力的合力，則總功等于合力所做的功。典型例題出示題目：一個(gè)質(zhì)量m=2kg的物體，受到與水平方向成30°角斜向上方的拉力F1=100N，在水平地面上移動(dòng)的距離s=10m。物體與地面間的滑動(dòng)摩擦力F2=40N。求外力對(duì)物體所做的總功。認(rèn)真審題，解答，并闡述自己的解題方法。課堂小結(jié)1．引導(dǎo)學(xué)生在交流的基礎(chǔ)上小結(jié)本節(jié)內(nèi)容。2．讓學(xué)生概括總結(jié)本節(jié)的內(nèi)容。請(qǐng)一個(gè)同學(xué)到黑板上總結(jié)，其他同學(xué)在筆記本上總結(jié)，然后請(qǐng)同學(xué)評(píng)價(jià)黑板上的小結(jié)內(nèi)容。3．總結(jié)課堂內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生概括總結(jié)能力。認(rèn)真總結(jié)概括本節(jié)內(nèi)容，比較黑板上的小結(jié)和自己的小結(jié)，并補(bǔ)充完整。板書設(shè)