5.2    功  教学设计(新课标)

教具：带有牵引细线的滑块(或小车)。
（一）引入新课
功这个词我们并不陌生，初中物理中学习过功的一些初步知识，今天我们又来学习功的有关知识，绝不是简单地重复，而是要使我们对功的认识再提高一步。
（二）教学过程设计
1、功的概念
先请同学回顾一下初中学过的与功的概念密切相关的如下两个问题：什么叫做功？谁对谁做功？然后做如下总结并板书：
(1)如果一个物体受到力的作用，并且在力的方向上发生了位移，物理学中就说这个力对物体做了功。
然后演示用水平拉力使滑块沿拉力方向在讲桌上滑动一段距离，并将示意图画到黑板上，如图1所示，与同学一起讨论如下问题：在上述过程中，拉力f对滑块是否做了功？滑块所受的重力mg对滑块是否做了功？桌面对滑块的支持力n是否对滑块做了功？强调指出，分析一个力是否对物体做功，关键是要看受力物体在这个力的方向上是否有位移。至此有如下总结并板书：
(2)在物理学中，力和物体在力的方向上发生的位移，是做功的两个不可缺少的因素。
2、功的公式
 
就图1提出：力f使滑块发生位移s这个过程中，f对滑块做了多少功如何计算？由同学回答出如下计算公式：w=fs。就此再进一步提问：如果细绳斜向上拉滑块，如图2所示，这种情况下滑块沿f方向的位移是多少？与同学一起分析并得出这一位移为scosα。至此按功的前一公式即可得到如下计算公式：
w=fscosα
 
再根据公式w=fs做启发式提问：按此公式考虑，只要f与s在同一直线上，乘起来就可以求得力对物体所做的功。在图2中，我们是将位移分解到f的方向上，如果我们将力f分解到物体位移s的方向上，看看能得到什么结果？至此在图2中将f分解到s的方向上得到这个分力为fcosα，再与s相乘，结果仍然是w=fscosα。就此指出，计算一个力对物体所做的功的大小，与力f的大小、物体位移s的大小及f和s二者方向之间的夹角α有关，且此计算公式有普遍意义(对计算机械功而言)。至此有如下板书：
w=fscosα
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三者的乘积。
接下来给出f=100n、s=5m、α=37，与同学一起计算功w，得出w=400nm。就此说明1nm这个功的大小被规定为功的单位，为方便起见，取名为焦耳，符号为j，即1j=1nm。最后明确板书为：
在国际单位制中，功的单位是焦耳(j)
1j＝1nm
3、正功、负功
(1)首先对功的计算公式w=fscosα的可能值与学生共同讨论。从cosα的可能值入手讨论，指出功w可能为正值、负值或零，再进一步说明，力f与s间夹角α的取值范围，最后总结并作如下板书：
当0≤α＜90时，cosα为正值，w为正值，称为力对物体做正功，或称为力对物体做功。
当α=90时，cosα=0，w=0，力对物体做零功，即力对物体不做功。
当90＜α≤180时，cosα为负值，w为负值，称为力对物体做负功，或说物体克服这个力做功。
(2)与学生一起先讨论功的物理意义，然后再说明正功、负功的物理意义。
①提出功是描述什么的物理量这个问题与学生讨论。结合图1，使学生注意到力作用滑块并持续使滑块在力的方向上运动，发生了一段位移，引导学生认识其特征是力在空间位移上逐渐累积的作用过程。共6页，当前第1页123456