人教版 (新课标)必修21.追寻守恒量——能量教学设计

追寻守恒量 功           

教学目标

1.通过伽利略理想实验的观察，理解守恒是自然界的重要规律，初步领会能量转化、变中有恒的思想，了解势能、动能的概念。

2.通过实际例子的介绍，让学生理解功的概念，从而说出功的概念，知道功的两个不可缺少的两个因素。

3.知道W=FlCOSα的使用范围，会用这个公式进行计算。

4. 明确功是标量，理解正功和负功的概念，知道什么是几个力对物体所做的总功及其求法。

教学重点：1.做功不可缺少的两个因素    2.功的正负

教学难点： 功的概念

课的类型：新授课

教学准备：PPT

教学过程

一、追寻守恒量

（让学生观察伽利略理想实验（不计阻力））

实验现象：不管倾斜角度如何，小球最后总会在斜面上的某一点速度为0，这点距斜面底端的竖直高度与它出发时的高度相同。

分析原因：小球的能量守恒，即此过程中的动能（由于运动而具有的能量）与势能（相互作用的物体凭借其位置而具有的能量）之和不变

二、功

1.功的概念 （展示图片）

列车在机车牵引力的作用下

  ?   能增加

木头在起重机的拉力作用下  ?  能增加         握力器在手的压力作用下   ？ 能增加       

归纳：物体在力的作用下能量发生了变化，那么这个力一定对物体做了功.  

2. 做功的两个不可缺少的因素

说一说 :在什么条件下力对物体做功呢？

归纳：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

3.功的表达式

（1）.力的方向与运动方向相同(如图所示)

（2）.力的方向与运动方向成某一夹角

分析：根据力的等效性原理,可以把计算F做功的问题转化为分别求F1和F2做功的问题。

      W1= F1l = F lCOSα，W2 = 0，W = W1 + W2，W = F l COSα

说明：此式只适用于恒力做功的情况。l是以地面为参考系

４.功的单位

功的单位是焦耳（牛.米）,单位用符号表示为J (N.m).

５.功是标量,但功有正负之分

6.对功的正负讨论

⑴在W=FlCOSα中，当0°≤α＜90°时，力做正功，表示的物理意义是动力对物体做功.

⑵当α=90°时，力对物体不做功.

⑶当90°＜α≤180°时，力做负功，表示的物理意义是阻力对物体做功（或说成物体克服该力做正功）．

归纳：功只有大小没有方向,是标量。功的正负既不是描述方向也不是描述大小，而是表示这个力对物体做功的效果。

7.总功

例：一个质量m＝150kg的雪橇，受到与水平方向成37°角的斜向上方的拉力F=500N，在水平地面上移动的距离为5m，物体与地面间的滑动摩擦力f＝100N，求

（1）各个力对物体所做的功

（2）各个力对物体做功的代数和

（3）物体所受的合力

（4）合力对物体做的功

分析：雪橇受到的重力与支持力沿竖直方向，不做功。拉力F可分解为水平方向和竖直方向的两个力，竖直方向的分力与运动方向的夹角为900，不做功。

解 （1）拉力F对物体所做的功为W1= Flcos37°=2000J

         摩擦力F阻对物体所做的功为W2= F阻lcos180°= -500J

   （2）各力做功的代数和 W=W1＋W2=1500J

   （3）物体所受的合力F合＝Fcos37°－ F阻＝300N

   （4）合力对物体所做的功 W= F合l＝1500J

归纳：几个力对一个物体做功的代数和，等于这几个力的合力对物体所做的功

课堂练习

1、一学生用100N的力将质量为0.5kg的球迅速踢出，球在水平路面上滚出20m远，则该学生对球做的功是：（  D  ）

   A、2000J　　B、1000J　 C、16J　          D、无法确定

2、关于功的论述，下列说法正确的是： （ C  ）

   A、大的力一定比小的力做的功多   B、+5J的功比-5J的功多 C、+10J功比+5J的功多

3、两质量相等的物体A、B分别放在粗糙水平面上和光滑的水平面上，在同样的拉力F作用下，产生相同的位移S，则拉力：(  C  )

    A、对A做的功多       B、对B做功多

C、一样多            D、以上都有可能

课堂小结