中职物理《功》教案

2015年河南省中等职业学校信息化教学大赛《功》教案科目:物理（电子电工类）授课人:王可强授课班级:高一电子班授课时间:2015年6月16日2015年河南省中等职业学校信息化教学大赛第1页共11页第二单元机械能第一节功【教学目标】1．知识与技能（1）理解功的概念和做功两个要素；（2）会利用公式进行有关运算；（3）掌握正、负功的判断，理解正、负功的物理意义。2．过程与方法(1)掌握计算功的公式W=FS和W=FScosα并能灵活运用；(2)理解正、负功的含义，能解释相关现象。3．情感、态度与价值观(1)生产、生活中处处体现了功的问题；(2)合理、正确地做“功”有益于社会。【教学重点】1、理解力对物体做功的两个要素的基础上掌握功的定义；2、利用功的计算公式解决有关问题。【教学难点】1、判断力已知是否做功及做功的正负问题（理解正负功的意义）；2、利用功的计算公式解决有关问题。【教学方法】教师启发、引导，学生自主阅读、思考，讨论、交流学习成果。【教学工具】2015年河南省中等职业学校信息化教学大赛第2页共11页计算机、投影仪、PPT课件、录像片【教学活动】（一）引入新课教师活动：通过展示图片“鲁智深倒拔垂杨柳”同学们就能猜想到本节课要学习的内容。接着让学生根据初中我们学过做功的基础知识来判断下面情况的力是否做功，从而得出做功的两个因素是什么?学生思考并回答：一是作用在物体上的力，二是物体在力的方向上移动的距离。扩展：高中我们已学习了位移，所以做功的两个要素我们可以认为是：①作用在物体上的力；②物体在力的方向上移动的位移。导入：由上面的分析可得到做功的定义：一个物体受到力的作用，且在力的方向上移动了一段位移，这时，我们就说这个力对物体做了功。在初中学习功的概念时，强调物体运动方向和力的方向的一致性，如果力的方向与物体的运动方向不一致呢？怎样计算这些功呢？本节课我们来继续学习有关功的知识，在初中的基础上进行扩展。（二）进行新课1、推导功的表达式教师活动：若力的方向与物体运动方向一致，该怎样计算功呢？投影问题一：物体m在水平力F的作用下水平向前行驶的位移为S，如下图所示，求力F对物体所做的功。m2015年河南省中等职业学校信息化教学大赛第3页共11页学生活动：思考老师提出的问题，根据功的概念独立推导。在问题一中，力和位移方向一致，这时功等于力跟物体在力的方向上移动的距离的乘积。W=FS教师活动：如果力的方向与物体的运动方向成某一角度，该怎样计算功呢？投影问题二：物体m在与水平方向成α角的力F的作用下，沿水平方向向前行驶的距离为S，如下图所示，求力F对物体所做的功。学生活动：思考老师提出的问题，根据功的概念独立推导。在问题二中，由于物体所受力的方向与运动方向成一夹角α，可根据力F的作用效果把F沿两个方向分解：即跟位移方向一致的分力F1，跟位移方向垂直的分力F2，如图所示：mm2015年河南省中等职业学校信息化教学大赛第4页共11页据做功的两个不可缺少的因素可知：分力F1对物体所做的功等于F1S。而分力F2的方向跟位移的方向垂直，物体在F2的方向上没有发生位移，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教师活动：展示学生的推导结果，点评、总结，得出功的定义式。力F对物体所做的功等于力的大小、位移的大小、力和位移夹角的余弦这三者的乘积。即：W=FScosαW表示力对物体所做的功，F表示物体所受到的力，S物体所发生的位移，α是力F和位移S之间的夹角。功的公式还可理解成在位移方向的分力与位移的乘积，或力与位移在力的方向的分量的乘积。在SI制中，功的单位为焦(J)1J=1Nm。在用功的公式计算时，各量要求统一采用国际单位制。教师活动：下面分析例题(课件展示例题2)。学生活动：认真审题，相互讨论，解决问题，黑板展示解题步骤。2015年河南省中等职业学校信息化教学大赛第5页共11页教师活动：纠正学生解题过程，点评总结。教师活动：为巩固公式应用继续分析例题（课件展示例题3）。学生活动：认真审题，解决问题。教师活动：投影标准解题过程，学生对照，自我点评总结。根据计算结果，很可能有同学会提出问题：老师，为什么力对物体做功还有负值呢？很自然我就引入对正、负功问题的讲解。2、对正功和负功的学习教师导入：好的，这就是接下来要学习的正、负功问题。通过上边的学习，我们已明确了力F和位移S之间的夹角，并且知道了它的取值范围是０°≤α≤180°。那么，在这个范围之内，cosα可能大于0，可能等于0，还有可能小于0，从而得到功W也可能大于0、等于0、小于0。请画出各种情况下力做功的示意图，并加以讨论。学生活动：认真阅读教材，思考老师的问题。①当α=π/2时，cosα=0，W=0。力F和位移S的方向垂直时，力对物体做零功，即力F对物体不做功；②当0≤α＜π/2时，cosα＞0，W＞0。这表示力F对物体做正功，或称为力对物体做功；③当π/2＜α≤π时，cosα＜0，W＜0。这表示力F对物体做负功，或说物体克服这个力做功。教师活动：投影学生画图情况，点评、总结。点评：培养学生分析问题的能力。教师活动：指导学生阅读课本。提出问题，力对物体做正功或负2015年河南省中等职业学校信息化教学大赛第6页共11页功时有什么物理意义呢？结合生活实际，举例说明。学生活动：阅读课文，理解正功和负功的含义。回答老师的问题。教师活动：倾听学生回答，点评、总结。①功的正负表示是动力对物体做功还是阻力对物体做功功的正负由力和位移之间的夹角决定，所以功的正负决不表示方向，而只能说明做功的力对物体来说是动力还是阻力。当力对物体做正功时，该力就对物体的运动起推动作用；当力对物体做负功时，该力就对物体运动起阻碍作用。②功的正负是借以区别谁对谁做功的标志功是标量，只有量值，没有方向。功的正、负并不表示功的方向，而且也不是数量上的正与负。我们既不能说“正功与负功的方向相反”，也不能说“正功大于负功”，它们仅表示相反的做功效果。正功和负功是同一物理过程从不同角度的反映。同一个做功过程，既可以从做正功的一方来表述也可以从做负功的一方来表述。一个力对物体做负功，往往说成物体克服这个力做功。打个比喻，甲借了乙10元钱，那么从甲的角度表述，是甲借了钱；从乙的角度表述，乙将钱借给了别人。例如：一个力对物体做了-6J的功，可以说成物体克服这个力做了6J的功。（三）实例探究☆关于“功”的熟练计算及对正、负功的加深理解［例4］重20N的铁球在离地面40m的高处由静止开始下落，若2015年河南省中等职业学校信息化教学大赛第7页共11页空气阻力是球重的0.2倍，求在铁球从开始下落到着地的过程中，（1）重力对铁球做的功；（2）空气阻力对铁球做的功；（3）铁球克服空气阻力做的功。解析：由题意可知G=20N,f=0.2×20N=4N,依据功的计算公式W=FScosα得(1)重力对铁球做的功：WG=GScos0=20N×40m×1=400N(2)空气阻力对铁球做的功:Wf=fScosπ=4N×40m×(-1)=-160N(3)因空气阻力对铁球做的功为-160N，故铁球克服空气阻力做的功为160N。（四）巩固练习教师活动：投影练习题在下列情况中，哪些力做功？做正功还是负功？哪些力不做功？为什么？（1）关闭发动机后，在平直轨道上行驶的火车。火车受到摩擦力、重力和支持力。摩擦力与位移方向相反，故做负功；重力和支持力与位移方向垂直，故不做功。（2）跳伞员张开伞后匀速下降。跳伞员受到重力和空气阻力。重力与位移方向相同，故做正功；空气阻力与位移方向相反，故做负功。（3）正在匀速上坡的汽车。汽车受到牵引力、摩擦力、重力和支持力。牵引力与位移方向相同，故做正功；摩擦力与位移方向相反，故做负功；重力与位移方向2015年河南省中等职业学校信息化教学大赛第8页共11页的夹角大于900，也做负功；支持力与位移方向垂直，故不做功。学生活动：认真审题，解决问题。教师活动：边让学生回答边通过课件展示正确答案，点评总结。点评：通过实际问题的应用，培养学生独立分析问题的能力。（五）课堂总结、点评教师活动：让学生概括总结本节的内容。请一个同学到黑板上总结，其他同学在笔记本上总结，然后请同学评价黑板上的小结内容。学生活动：认真总结概括本节内容，并把自己这节课的体会写下来、比较黑板上的小结和自己的小结，看谁的更好，好在什么地方。教师活动：通过课件展示老师的课堂总结（如下图）点评：总结课堂内容，培养学生概括总结能力。教师要放开，让学生自己总结所学内容，允许内容的顺序不同，从而构建他们自己的知识框架。2015年河南省中等职业学校信息化教学大赛第9页共11页（六）作业布置教师活动：为了更好地理解和巩固本节可所学习的内容，精心选择了典型的、具有代表性的作业题。课本P112单元测试题三、分析与计算3、（1）、（2）；4、（1）、（2）【教学反思】本课的重点是理解做功的两个必要因素和熟练运用功的计算公式进行计算,难点是做功与否的判断及正、负功的判断、计算与理解。由于“工作”概念的影响，学生对有些物体运动的情况是否做功还是不能正确地判断，例如举重运动员高举杠铃未动，人推车车不动等，虽然人都消耗了体力，但是从物理学的角度来看，他们并没有做功；再比如冰块在光滑的冰面上滑动的过程，也没有做功。所以判断是否做功是教学中的难点。在教学中我把不做功的几种情况做了分类，①劳而无功：如推而未动，搬而未起；②不劳无功：如踢出的足球在空中运动，踢力不做功；③垂直无功：如手提着水桶沿水平方向移动，向上的提力不做功。对于正、负功的理解我打了个比喻，甲借了乙10元钱，那么从甲的角度表述，是甲借了钱；从乙的角度表述，乙将钱借给了别人。例如：一个力对物体做了-6J的功，可以说成物体克服这个力做了6J的功。从而学生对正负功有了更深的理解，很顺利地突破了难点。对于中职高一的学生，具有一定的生活阅历，同时具备分析问题和归纳知识的能力。但由于功的含义比较抽象，在学生的学习过程中主要是指导学生通过生活实例的列举和分析、归纳上，特别是力对物2015年河南省中等职业学校信息化教学大赛第10页共11页体是否做功上及做负功的理解上。由于中职学生有自我展示的一面，可以让学生在自我展示中理解知识，进而掌握知识。