《机械功》教案（2）.doc

机械功
●教学目标
一、知识和能力目标
1.知道功的定义，理解功的两个要素.
2.掌握功的公式：W=Fscosα.明确公式中各个字母所代表的物理量，知道功的单位.
3.知道功是标量，理解正功和负功的含义.
4.能正确运用功的公式计算各力做功的大小.
5.掌握合力做功的两种计算方法.
二、过程和方法目标
1.在具体的物理情景中，判断物体所受各力是否做功以及做功的正负.
三、情感、态度和价值观目标
在功的概念和求解功的数值的过程中，培养科学严谨的态度.
●教学重点
1.功的概念.
2.功的计算公式.
●教学难点
1.如何判定各个力做功的正负.
2.各个力所做的总功的计算.
●教学方法：目标导向法（皮连生）
●教学设计说明
本节课的重点是功的初步概念及功的正确计算，难点是对功的初步概念的正确形式和力对物体做负功的理解.功这个概念比较抽象，学生缺乏感性认识，目标导向教学法的目的是：在具体的物理情景中，让学生从概念的感觉到感受再到感知的逐步加深理解过程。在学习时最好采用类比的方法，将高、初中的功的概念中不同的关键词组进行对比理解.同时要联系实际理解功的概念：如果力对物体做负功，则这个力一定表现为阻力，也常说为物体克服这个力做功，同时要注意学会判定力对物体是否做功的方法.
●教学过程
一、导入新课
我们知道自然界存在各种不同形式的能量，例如机械能（动能和势能）、内能、电能、化学能、核能等，不同形式的能量可以相互转化，而且在转化过程中总能量守恒.
人类发明了各种机械，从简单到复杂，再到智能化…..这都是为了将能量转化成我们容易而且高效利用的能量形式。（教师出示一些图片）
我们在初中学过功的知识，知道功和能是有密切关系的.原来，做功的过程就是能量转化的过程，做了多少功，就有多少能量发生转化，这样，通过做功的多少就可以定量地研究能量及其相互转化了.
本节课我们先来学习机械功.
二、新课教学
［目标导向一］学习机械功的定义
［程序一］投影出思考题
1.做功的两个不可缺少的因素是___________和___________.
2.举几个实例说明力对物体做了功.
3.如果力的方向与物体的运动方向一致，功的大小如何确定？
4.如果力F的方向与位移s方向成某一角度α时，应如何求解力F对物体所做的功？
［程序二］学生阅读、讨论、解答思考题.
［程序三］对学生的解答进行概括.
［程序四］重点讲解点拨：

如图所示，当力F的方向与运动方向成某一角度α时，功的求解.
1.师生共同分析力F产生的效果：
［效果一］向右拉物体；［效果二］向上拉物体；
2.据力F产生的效果对F进行分解.
3.分力F1所做的功等于F1s,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，F2做的功等于零.
因此，力F对物体所做的功W等于F1s,而F1=Fcosα.所以：W=Fscosα
4.还有什么其他的方式来推导：W=Fscosα（可以提示，从位移的角度思考）
教师总结：
（1）力对物体所做的功等于力的大小、位移的大小、力和位移的夹角的余弦这三者的乘积.表达式为W=Fscosα
（2）α指的是力F和位移s间的夹角.
［目标导向二］理解功的公式：W=Fscosα
［程序一］投影第一组训练题：
下图表示物体在力F作用下在水平面上发生一段位移s,试分别计算在这三种情况下力F对物体所做的功，设在这三种情况下力、位移的大小都相同：F=10N,s=2m,角θ的大小如图中所示.

丁

1.学生解答训练题.
2.对学生的解答进行概括.
甲图中：F和s之间夹角为π－θ=30°.
所以W甲=Fscos30°=10×2×J=10J
乙图中：力F和位移s之间的夹角为π－θ=150°
所以W乙=Fscos150°=10×2×(－)J=－10J
丙图中：力F和s之间的夹角为30°.
所以W丙=Fscos30°=10J
丁图中：力F和s之间的夹角为180°.
所以W丁=Fscos180°=-20J
［程序二］拓展讨论
拓展讨论1：甲和丙图中力F做的功相同，那么力F对物体产生的效果有什么不同呢？（对地产生的压力不同）
拓展讨论2：乙和丙图中力F做的功有什么不相同，那么力F对物体产生的效果有什么不同呢？（引出“正功和负功”的含义；及关于力对物体做负功的两种意义等同的说法）
拓展讨论3：从数学的角度来总结力对物体在什么情况下做正功、负功、不做功。
师生一起概括总结，据W=Fscosα讨论得到：
1.当α=时，cosα=0,W=0，这表示力F的方向跟位移s的方向垂直时，力F不做功.
2.当α＜时，cosα＞0,W＞0，这表示力F对物体做正功.
3.当＜α≤π时，cosα＜0,W＜0.这表示力对物体做负功.
拓展讨论4：W=Fscosα公式的使用条件是什么？
［目标导向三］理解合外力所做的功