高一物理教案：《功》

高一物理教案：《功》

　　一、教學(xué)目標(biāo)

　　1.理解功的概念：

　　(1)知道做機(jī)械功的兩個不可缺少的因素，知道做功和工作的區(qū)別;

　　(2)知道當(dāng)力與位移方向的夾角大于90時，力對物體做負(fù)功，或說物體克服這個力做了功。

　　2.掌握功的計算：

　　(1)知道計算機(jī)械功的公式W=Fscos知道在國際單位制中，功的單位是焦耳(J);知道功是標(biāo)量。

　　(2)能夠用公式W=Fscos進(jìn)行有關(guān)計算。

　　二、重點、難點分析

　　1.重點是使學(xué)生在理解力對物體做功的兩個要素的基礎(chǔ)上掌握機(jī)械功的計算公式。

　　2.物體在力的方向上的位移與物體運(yùn)動的位移容易混淆，這是難點。

　　3.要使學(xué)生對負(fù)功的意義有所認(rèn)識，也較困難，也是難點。

　　三、教具

　　帶有牽引細(xì)線的滑塊(或小車)。

　　四、主要教學(xué)過程

　　(一)引入新課

　　功這個詞我們并不陌生，初中物理中學(xué)習(xí)過功的一些初步知識，今天我們又來學(xué)習(xí)功的有關(guān)知識，絕不是簡單地重復(fù)，而是要使我們對功的認(rèn)識再提高一步。

　　(二)教學(xué)過程設(shè)計

　　1.功的概念

　　先請同學(xué)回顧一下初中學(xué)過的與功的概念密切相關(guān)的如下兩個問題：什么叫做功?誰對誰做功?然后做如下總結(jié)并板書：

　　(1)如果一個物體受到力的作用，并且在力的方向上發(fā)生了位移，物理學(xué)中就說這個力對物體做了功。

　　然后演示用水平拉力使滑塊沿拉力方向在講桌上滑動一段距離，并將示意圖畫到黑板上，如圖1所示，與同學(xué)一起討論如下問題：在上述過程中，拉力F對滑塊是否做了功?滑塊所受的重力mg對滑塊是否做了功?桌面對滑塊的支持力N是否對滑塊做了功?強(qiáng)調(diào)指出，分析一個力是否對物體做功，關(guān)鍵是要看受力物體在這個力的方向上是否有位移。至此可作出如下總結(jié)并板書：

　　(2)在物理學(xué)中，力和物體在力的方向上發(fā)生的位移，是做功的兩個不可缺少的因素。

　　2.功的公式

　　就圖1提出：力F使滑塊發(fā)生位移s這個過程中，F(xiàn)對滑塊做了多少功如何計算?由同學(xué)回答出如下計算公式：W=Fs。就此再進(jìn)一步提問：如果細(xì)繩斜向上拉滑塊，如圖2所示，這種情況下滑塊沿F方向的位移是多少?與同學(xué)一起分析并得出這一位移為s cos 。至此按功的前一公式即可得到如下計算公式：

　　W=Fscos

　　再根據(jù)公式W=Fs做啟發(fā)式提問：按此公式考慮，只要F與s在同一直線上，乘起來就可以求得力對物體所做的功。在圖2中，我們是將位移分解到F的方向上，如果我們將力F分解到物體位移s的方向上，看看能得到什么結(jié)果?至此在圖2中將F分解到s的方向上得到這個分力為Fcos，再與s相乘，結(jié)果仍然是W=Fscos。就此指出，計算一個力對物體所做的功的大小，與力F的大小、物體位移s的大小及F和s二者方向之間的夾角有關(guān)，且此計算公式有普遍意義(對計算機(jī)械功而言)。至此作出如下板書：

　　W=Fscos

　　力對物體所做的功，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。

　　接下來給出F=100N、s=5m、=37，與同學(xué)一起計算功W，得出W=400Nm。就此說明1Nm這個功的大小被規(guī)定為功的單位，為方便起見，取名為焦耳，符號為J，即1J=1Nm。最后明確板書為：

　　在國際單位制中，功的單位是焦耳(J)

　　1J=1Nm

　　3.正功、負(fù)功

　　(1)首先對功的計算公式W=Fscos的可能值與學(xué)生共同討論。從cos 的可能值入手討論，指出功W可能為正值、負(fù)值或零，再進(jìn)一步說明，力F與s間夾角的取值范圍，最后總結(jié)并作如下板書：

　　當(dāng)090時，cos為正值， W為正值，稱為力對物體做正功，或稱為力對物體做功。

　　當(dāng)=90時，cos=0，W=0，力對物體做零功，即力對物體不做功。

　　當(dāng)90180時，cos為負(fù)值， W為負(fù)值，稱為力對物體做負(fù)功，或說物體克服這個力做功。

　　(2)與學(xué)生一起先討論功的物理意義，然后再說明正功、負(fù)功的物理意義。

　　①提出功是描述什么的物理量這個問題與學(xué)生討論。結(jié)合圖1，使學(xué)生注意到力作用滑塊并持續(xù)使滑塊在力的方向上運(yùn)動，發(fā)生了一段位移，引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識其特征是力在空間位移上逐漸累積的作用過程。