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2019-2020年人教版高中物理必修二 第七章 第2節(jié) 功 教案2 一、教學內(nèi)容分析 1、教材的地位與作用： 《功》這一節(jié)課選自人教版高中物理必修二，第七章第二節(jié)，是《機械能守恒定律》這一章中的重要知識點和后續(xù)課程的基礎(chǔ)，是高考?？嫉膬?nèi)容。能量是當今社會的熱點話題，而功是能轉(zhuǎn)化的量度，直觀表現(xiàn)就是一個力對物體做正功（負功），使這個物體的能量增加（減少）。功能關(guān)系方面的問題是高考必選的內(nèi)容，所以本節(jié)課不僅僅是本章教學體系的重點，也是高考考查的重點。 2、教學內(nèi)容的特點： 本節(jié)課中功的定義比較抽象，學生在初中已經(jīng)學習功的定義并能判斷一個力是否做了功，這節(jié)課主要是對功概念的完善，以及對做功在一般情況下的計算，分析力對物體做功的正負，所以本節(jié)課內(nèi)容并不是簡單的重復(fù)，而是在原有模糊概念的基礎(chǔ)上進行知識的深入和細化。在教學過程中，必須注意區(qū)分高中知識和初中知識的不同。 二、學情分析 學生在初中已初步學了功的有關(guān)知識，對功是能量轉(zhuǎn)化的量度、功的定義、力做功的兩個必要因素、以及功的計算。此階段的學生理解和思考能力很強，但主要以抽象思維為主，所以對正、負功比較難以理解。本節(jié)課授課內(nèi)容并不是將初中已學知識的重復(fù)，而是在現(xiàn)有知識的基礎(chǔ)上進行深化、細化。所以在本節(jié)課的授課內(nèi)容方面，我將側(cè)重于通過演示實驗和分組探討的方式對初中知識的概念修正以及對功的正負等知識點的教學。 三、教學目標： 1知識與技能 （1） 初步認識做功與能量變化的關(guān)系。 （2） 理解功的含義，知道力和物體在力的方向上發(fā)生位移是做功的兩個不可缺少的因素。 （3） 正確理解并應(yīng)用公式W=FLcosα計算力的功。 （4） 明確功是標量，正確理解正功和負功的含義，能正確判斷正功和負功。 2．過程與方法 通過學習使學生經(jīng)歷從特殊到一般的過程，學習應(yīng)用所學知識解決所遇到的問題，學會從不同角度認識、用不同方法解決同一個問題。 3．情感、態(tài)度與價值觀 在功的概念理解和求解功的過程中，培養(yǎng)科學嚴謹?shù)膽B(tài)度，遇到問題敢于提出自己的看法。 四、教學重難點 重點：對功概念的理解，并會用功的公式計算 難點：正負功的物理意義，以及對功標量型的理解。 五、教學過程 教師活動 學生活動 （一）引入新課 教師活動：初中我們學過功的概念：“如果一個力作用在物體上，物體在這個力的方向上移動了距離，就說這個力對物體做了功”。 我們還學過：功是能量轉(zhuǎn)化的量度。能量的變化總是伴隨著做功過程發(fā)生的，我們來一起觀看一個視頻（播放人教版《功》的視頻）。 教師活動：我國古代的水車，流動的水對水車做功，流動的水具有能量，沖擊水車是水的動能轉(zhuǎn)化為水車的動能；被電機拉高的過山車，重力勢能增加，下滑時重力做功速度增大，重力勢能轉(zhuǎn)化為動能等等例子，都說明了能量轉(zhuǎn)化都伴隨著做功的過程。但是，我們要如何來定量的描述能量的轉(zhuǎn)化過程呢？那就是做功。 本節(jié)課我們來繼續(xù)學習有關(guān)功的知識，在初中的基礎(chǔ)上進行擴展。 （二）進行新課 1、推導功的表達式 教師活動：觀察實驗裝置，我們通過輪子對繩子產(chǎn)生一個拉力，從而拖動小車由靜止從甲位置運動到乙位置。大家觀察 教師活動：大家思考 1. 小車從甲運動到乙過程中，拉力做了多少功？ 2. 重力對小車又做了多少功？ 投影問題 教師活動：為什么同樣是物體所受到的力，F(xiàn)對小車做功，而重力卻沒有對小車做功呢？ 教師活動：通過對實驗的分析，F(xiàn)與小車位移同向，力F在空間上的積累效果使得小車的速度增加。而重力在重力方向上并沒有位移，重力在重力的方向上沒有積累，因此重力沒有做功。 從而我們的可以得出： 1.功是力在空間上的積累效果。 2.功的兩個因素：力、力方向上的位移 板書：1.功是力在空間上的積累效果。 2.功的兩個因素 教師活動：將系在繩子上的鑰匙環(huán)套在橫桿上，使得繩子在拉動小車的過程中繩子的拉力的方向是恒定的，觀察實驗。 提問：觀察實驗，小車的速度增大了，那么拉力F對小車做功了嗎？如何總結(jié)？ 教師活動： 根據(jù)分立具有的獨立性和做功的兩個不可缺少的因素可知：分力F1對物體所做的功等于F1x。而分力F2的方向跟位移的方向垂直，物體在F2的方向上沒有發(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=F1x=Fxcosα 板書：W=F1x=Fx cosα 教師活動：卸下橡皮筋和細繩，在木板另一端掛上重物，觀察小車的運動情況；重新裝上細繩，再次觀察小車的運動情況 教師活動：思考，此時繩子拉力F對小車做功嗎？所做功應(yīng)該如何表示？ 教師活動：對公式W=F1x=Fxcosα有沒有其他的理解方式？ 教師活動：根據(jù)位移的矢量性，同樣也可以將位移進行分解，從而可以得出拉力所做的功W=F1x=Fxcosα 板書：W=F1x=Fxcosα 教師活動：根據(jù)公式中的力學單位制，從而可以確定功的單位 1J=1Nm 教師活動：角度α有特指，請大家思考題目，哪些夾角是公式中的α角。 教師活動：板書：α角為力F與位移X的夾角。 教師活動：公式中，力F是恒力，該公式只適用于恒力做功，至于變力做功，我們將會在后面動能定理中學習。 教師活動：公式中，F(xiàn)和X都是取大小來計算的，那么公式中 1.當α＜π/2時（銳角時），拉力做功的正負是什么？ 2.當π/2＜α≤π時（鈍角是），拉力做功的正負是什么？ 教師活動： 板書： 1.當α＜π/2時，cosα＞0，W＞0。這表示力F對物體做正功； 2.當π/2＜α≤π時，cosα＜0，W＜0。這表示力F對物體做負功。 教師活動：結(jié)合實驗，我們可以發(fā)現(xiàn)繩子的拉力有時候充當動力，有時候有充當阻力，我們?nèi)绾卫斫饬ξ矬w做正功還是做負功。 教師活動：板書：動力對物體做正功，阻力對物體左負功 提醒學生：判斷力做功時，應(yīng)該首先判斷力是充當動力還是充當阻力 教師活動：如果一個力做負功，我們也可以說克服了這個力做功。例如：某個力對物體做了10J的負功，那么我們可以怎么說？ 教師活動：我們到這里已經(jīng)對力做功的計算有了整體的認識，對于填空部分，我會留下時間給大家完成，大家可以根據(jù)這節(jié)課所學習的內(nèi)容補充完整。現(xiàn)在大家思考：功到底是什么量，標量還是矢量，為什么？請大家完成下列題目 教師活動：展示某同學的計算過程，并對話 教師活動：合力做功和分力做功在數(shù)量上有什么關(guān)系？ 教師活動：發(fā)現(xiàn)W1=W+W不等于根號，我們只是簡單的將它們進行數(shù)學相加減，并不遵循矢量的相加法則，因此我們可以得出，功是標量，只有大小，沒有方向。 板書：功是標量，正負號表示力的作功效果 教師活動：實際上，我們在剛才這道練習當中不單可以得出功是標量，我們實際上在這道題當中還可以總結(jié)出求多個力做功的方法 1.求出各個力所做的功，則總功等于各個力所做功的代數(shù)和； 2.求出各個力的合力，則總功等于合力所做的功。 教師活動：到這里相信大家對力的做功應(yīng)該有了比較完整的認識，我們這節(jié)課所學習的 重點：對功概念的理解，并會用功的公式計算 難點：正負功的物理意義，以及對功標量型的理解。 教師活動：剩下一點時間，大家可以討論，或者完成《功 學案》的有關(guān)內(nèi)容。 學生活動： 思考老師提出的問題，根據(jù)功的概念獨立推導。 在問題1中，拉力和位移方向一致，這時功等于力跟物體在力的方向上移動的距離的乘積。W=Fs 在問題2中，由于重力方向上沒有發(fā)生位移，故重力對小車沒有做功 學生活動： 思考問題而的不出答案。 學生活動：在問題中，由于物體所受力的方向與運動方向成一夾角α，可根據(jù)力F力的矢量性，F(xiàn)沿兩個方向分解：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： 根據(jù)分力具有的獨立性和做功的兩個不可缺少的因素可知：分力F1對物體所做的功等于F1s。而分力F2的方向跟位移的方向垂直，物體在F2的方向上沒有發(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=F1x=Fxcosα 學生活動：觀察實驗現(xiàn)象 學生活動：此時繩子拉力與繩子成鈍角，分析情況與前一個演示實驗相同，得出W=F1x=Fxcosα 學生活動： 根據(jù)位移的矢量性，將位移進行分解，從而得出答案 學生活動：分析得出B和C兩個圖的角可以作為公式中的α角 學生活動：通過思考，得出結(jié)論 1.當α＜π/2時，cosα＞0，W＞0。這表示力F對物體做正功； 2.當π/2＜α≤π時，cosα＜0，W＜0。這表示力F對物體做負功。 學生活動：通過討論得出結(jié)論： 1. 當α銳角時，拉力使小車加速，充當動力，力對小車左正功； 2. 當α鈍角時，拉力阻礙小車加速，充當阻力，力對小車做負功。 學生活動：克服拉力做功10J 學生活動：動筆計算 學生活動： 求得合力和位移，根據(jù)W1=Fx 根據(jù)公式W1=Fxcosα，分別求得W1和W2 學生活動：合力做功的大小等于兩個分力做功的大小之和。 六、教學反思及自我評價 在整節(jié)課的教學活動中，我發(fā)現(xiàn)自己在本節(jié)課教學上存在的幾點問題： 第一、在教學設(shè)計過程中，我通過學生獨立練習、小組討論等方式來調(diào)動學生的思考積極性，在實際的課堂教學中，并沒有達到預(yù)期的效果，原因是對學生期待值過高，不能在備課時準確把握學生的知識水平，導致課堂不夠活躍，師生互動沒有達到理想效果。 第二、在提出問題時，尚不能完全沿著學生的思維方式將問題進行分解，找到學生問題的關(guān)鍵所在，導致無法引導學生逐步達到預(yù)想的思想高度，從而致使教學重點和教學難點突破不足。 另外，由于時間有限，本次公開課由于備課不足，對教學細節(jié)的處理不夠到位，例如在處理初中“距離”和高中“位移”的區(qū)別、功的正負直觀感受等方面需要進一步斟酌。 總結(jié)整個教學過程，我覺得這次公開課相比以前還是有一定的進步的，主要是對于課堂教學的儀態(tài)、語速和語言掌握的明顯好了許多，但是還是有待改進，以后我會更加努力，多和師傅學習，盡快成熟。