2024-2025學(xué)年高中物理第七章機(jī)械能守恒定律2功2教案新人教版必修2

PAGE1-章課題第七章機(jī)械能守恒定律課時(shí)1課時(shí)節(jié)課題§7.1能和功課型新授課教學(xué)目標(biāo)1．學(xué)問與技能(1)了解守恒思想的重要性，守恒關(guān)系是自然界中非常重要的關(guān)系。(2理解動(dòng)能、勢能及能量的概念與意義；初步相識功能關(guān)系.(3)理解功的概念和做功兩個(gè)要素。(4會利用公式進(jìn)行有關(guān)運(yùn)算．2．過程與方法(1)再一次伽利略的斜面試驗(yàn)，啟發(fā)大家對守恒思想的相識，幫助同學(xué)們建立能量守恒的觀念。(2)理解正、負(fù)功的含義，能說明相關(guān)現(xiàn)象。(3通過實(shí)例對W=Flcosa能敏捷運(yùn)用。3．情感、看法與價(jià)值觀通過動(dòng)能、勢能間的相互轉(zhuǎn)化來探討生活中的物體的運(yùn)動(dòng)，培育酷愛生活的情趣。感受生產(chǎn)、生活中到處體現(xiàn)了功的問題，培育學(xué)生的科學(xué)看法。教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn)初步相識功能關(guān)系及功的計(jì)算教學(xué)難點(diǎn)在動(dòng)能和勢能轉(zhuǎn)化的過程中體會能量守恒，對功能關(guān)系的感受教學(xué)方法教學(xué)方法 老師啟發(fā)、引導(dǎo)，學(xué)生自主閱讀、思索，探討、溝通學(xué)習(xí)成果。教學(xué)手段教學(xué)工具計(jì)算機(jī)、PPT課件、教學(xué)活動(dòng)（一）引入新課老師活動(dòng)：能量這一概念我們并不生疏，你知道哪些有關(guān)能量的學(xué)問？學(xué)生回答：主動(dòng)思索，學(xué)生代表發(fā)言，其他同學(xué)補(bǔ)充。老師活動(dòng)：總結(jié)點(diǎn)評學(xué)生的發(fā)言狀況，引出課題。（二）進(jìn)行新課一、對能量概念的學(xué)習(xí)老師活動(dòng)：能量的概念是人們在物理學(xué)問題探討過程中漸漸清楚起來的。伽利略在他的試驗(yàn)中，進(jìn)行了初步的探究課件展示“伽利略斜面試驗(yàn)”，通過動(dòng)畫展示，讓學(xué)生感受到“有某一量是守恒的”。老師活動(dòng)：老師幫助學(xué)生總結(jié)，得出“能量”的概念。2、對勢能、動(dòng)能概念的學(xué)習(xí)老師活動(dòng)：課件展示“勢能和動(dòng)能的相互轉(zhuǎn)化”，通過動(dòng)畫展示，建立勢能和動(dòng)能的概念，并讓學(xué)生感受到“勢能和動(dòng)能”是可以轉(zhuǎn)化的，但總和是不變的。學(xué)生活動(dòng)：仔細(xì)觀看課件演示，專心體會，并發(fā)表見解。3、初步感受功能關(guān)系老師活動(dòng)：引導(dǎo)學(xué)生閱讀教材，并用能量的觀點(diǎn)，說明“小球”釋放后為什么會重新回到原來的高度。點(diǎn)評：培育學(xué)生視察問題分析問題的習(xí)慣，培育學(xué)生的探究意識和進(jìn)一步學(xué)習(xí)的欲望。老師活動(dòng)：提出問題：從上面例子看，能量的轉(zhuǎn)化需不須要力的參加？學(xué)生活動(dòng)：思索老師的問題，探討后學(xué)生代表發(fā)言。老師總結(jié)：能量的轉(zhuǎn)化須要力的參加，在這個(gè)過程中須要做功。我們還可以舉出許多類似的例子。為了更好的學(xué)習(xí)能量，我們首先還須要學(xué)習(xí)功的有關(guān)學(xué)問。二、功1、推導(dǎo)功的表達(dá)式老師活動(dòng)：假如力的方向與物體的運(yùn)動(dòng)方向一樣，該怎樣計(jì)算功呢？投影問題一：物體m在水平力F的作用下水平向前行駛的位移為s，如圖甲所示，求力F對物體所做的功。學(xué)生活動(dòng)：思索老師提出的問題，依據(jù)功的概念獨(dú)立推導(dǎo)。在問題一中，力和位移方向一樣，這時(shí)功等于力跟物體在力的方向上移動(dòng)的距離的乘積。W=Fs老師活動(dòng)：假如力的方向與物體的運(yùn)動(dòng)方向成某一角度，該怎樣計(jì)算功呢？投影問題二：物體m在與水平方向成α角的力F的作用下，沿水平方向向前行駛的距離為s，如圖乙所示，求力F對物體所做的功。學(xué)生活動(dòng)：思索老師提出的問題，依據(jù)功的概念獨(dú)立推導(dǎo)。在問題二中，由于物體所受力的方向與運(yùn)動(dòng)方向成一夾角α，可依據(jù)力F的作用效果把F沿兩個(gè)方向分解：即跟位移方向一樣的分力F1，跟位移方向垂直的分力F2，如圖所示：據(jù)做功的兩個(gè)不行缺少的因素可知：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=F1s=Fscosα老師活動(dòng)：展示學(xué)生的推導(dǎo)結(jié)果，點(diǎn)評、總結(jié)，得出功的定義式。力F對物體所做的功等于力的大小、位移的大小、力和位移夾角的余弦這三者的乘積。即：W=FscosαW表示力對物體所做的功，F(xiàn)表示物體所受到的力，s物體所發(fā)生的位移，α力F和位移之間的夾角。功的公式還可理解成在位移方向的分力與位移的乘積，或力與位移在力的方向的重量的乘積。在SI制中，功的單位為焦。1J=1N·m在用功的公式計(jì)算時(shí)，各量要求統(tǒng)一采納國際單位制。2、對正功和負(fù)功的學(xué)習(xí)老師活動(dòng)：指導(dǎo)學(xué)生閱讀課文P的正功和負(fù)功一段。通過上邊的學(xué)習(xí)，我們已明確了力F和位移s之間的夾角，并且知道了它的取值范圍是０°≤α≤180°。那么，在這個(gè)范圍之內(nèi)，cosα可能大于0，可能等于0，還有可能小于0，從而得到功W也可能大于0、等于0、小于0。請畫出各種狀況下力做功的示意圖，并加以探討。學(xué)生活動(dòng)：仔細(xì)閱讀教材，思索老師的問題。①當(dāng)α=π/2時(shí)，cosα=0，W=0。力F和位移s的方向垂直時(shí)，力F不做功；②當(dāng)α＜π/2時(shí)，cosα＞0，W＞0。這表示力F對物體做正功；③當(dāng)π/2＜α≤π時(shí)，cosα＜0，W＜0。這表示力F對物體做負(fù)功。老師活動(dòng)：投影學(xué)生畫圖狀況，點(diǎn)評、總結(jié)。點(diǎn)評：培育學(xué)生分析問題的實(shí)力。老師活動(dòng)：指導(dǎo)學(xué)生閱讀課文。提出問題，力對物體做正功或負(fù)功時(shí)有什么物理意義呢？結(jié)合生活實(shí)際，舉例說明。學(xué)生活動(dòng)：閱讀課文，理解正功和負(fù)功的含義。回答老師的問題。老師活動(dòng)：傾聽學(xué)生回答，點(diǎn)評、總結(jié)。①功的正負(fù)表示是動(dòng)力對物體做功還是阻力對物體做功功的正負(fù)由力和位移之間的夾角確定，所以功的正負(fù)決不表示方向，而只能說明做功的力對物體來說是動(dòng)力還是阻力。當(dāng)力對物體做正功時(shí)，該力就對物體的運(yùn)動(dòng)起推動(dòng)作用；當(dāng)力對物體做負(fù)功時(shí)，該力就對物體運(yùn)動(dòng)起阻礙作用。②功的正負(fù)是借以區(qū)分誰對誰做功的標(biāo)記功是標(biāo)量，只有量值，沒有方向。功的正、負(fù)并不表示功的方向，而且也不是數(shù)量上的正與負(fù)。我們既不能說“正功與負(fù)功的方向相反”，也不能說“正功大于負(fù)功”，它們僅表示相反的做功效果。正功和負(fù)功是同一物理過程從不同角度的反映。同一個(gè)做功過程，既可以從做正功的一方來表述也可以從做負(fù)功的一方來表述。一個(gè)力對物體做負(fù)功，往往說成物體克服這個(gè)力做功。打個(gè)比方，甲借了乙10元錢，那么從甲的角度表述，是甲借了錢；從乙的角度表述，乙將錢借給了別人。例如：一個(gè)力對物體做了-6J的功，可以說成物體克服這個(gè)力做了6J的功。3、幾個(gè)力做功的計(jì)算老師活動(dòng)：剛才我們學(xué)習(xí)了一個(gè)力對物體所做功的求解方法，而物體所受到的力往往不只一個(gè)，那么，如何求解這幾個(gè)力對物體所做的功呢?投影例題：如圖所示，一個(gè)物體在拉力F1的作用下，水平向右移動(dòng)位移為s，求各個(gè)力對物體做的功是多少?各個(gè)力對物體所做功的代數(shù)和如何?物體所受的合力是多少?合力所做的功是多少?學(xué)生活動(dòng)：仔細(xì)審題，解決問題。老師活動(dòng)：投影學(xué)生解題過程，點(diǎn)評總結(jié)。解析：物體受到拉力F1、滑動(dòng)摩擦力F2、重力G、支持力F3的作用。重力和支持力不做功，因?yàn)樗鼈兒臀灰频膴A角為90°；F1所做的功為：W1=Fscosα，滑動(dòng)摩擦力F2所做的功為：W2=F2scos180°=-F2s。各個(gè)力對物體所做功的代數(shù)和為：W=（F1cosα-F2）s依據(jù)正交分解法求得物體所受的合力F=F1cosα-F2合力方向向右，與位移同向；合力所做的功為：W=Fscos０°=（F1cosα-F2）s總結(jié)：當(dāng)物體在幾個(gè)力的共同作用下發(fā)生一段位移時(shí)，這幾個(gè)力對物體所做的功可以用下述方法求解（1）求出各個(gè)力所做的功，則總功等于各個(gè)力所做功的代數(shù)和；（2）求出各個(gè)力的合力，則總功等于合力所做的功。老師活動(dòng)：投影例題：一個(gè)質(zhì)量m=2kg的物體，受到與水平方向成37°角斜向上方的拉力F1=10N，在水平地面上移動(dòng)的距離s=2m。物體與地面間的滑動(dòng)摩擦力F2=4.2N。求外力對物體所做的總功。學(xué)生活動(dòng)：仔細(xì)審題，解決問題。老師活動(dòng)：投影學(xué)生解題過程，點(diǎn)評總結(jié)。解析：拉力F1對物體所做的功為W1=F1scos37°=16J。摩擦力F2對物體所做的功為W2=F2scos180°=-8.4J。外力對物體所做的總功W=W1＋W2=7.6J。（另解：先求合力，再求總功）點(diǎn)評：通過實(shí)際問題的應(yīng)用，培育學(xué)生獨(dú)立分析問題的實(shí)力。三、課堂總結(jié)、點(diǎn)評總結(jié)課堂內(nèi)容，點(diǎn)評學(xué)問的重難點(diǎn)。對學(xué)生的表現(xiàn)作出評價(jià)。學(xué)生活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)：仔細(xì)觀看課件演示，專心體會。作業(yè)完成同步作業(yè)板