必修2《2.功》集体备课教案设计

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掌握功的计算公式，知道功的单位。

掌握正功和负功的含义，并能用功的公式进行相关运算。

过程与方法

培养学生理论联系实际的习惯，从熟悉的事例分析中进一步理解功的概念。

情感、态度与价值观

培养学生对科学的兴趣，坚定学习、思考、探索的信心。

教学重点

功的公式及其相关运算。

教学难点

正、负功的含义及合外力做功的计算。

教学过程设计

1、从“功”的力学定义入手，了解法国科学家科里奥利对“功”定义的探究，区分平常人们的口头禅“劳而无功”、“事倍功半”中的功不是本章中研究的“功”。进而帮助学生形成本处指的“功”是“力的功”。在引入功的概念之前，帮助学生形成“做功”过程伴随物体能量变化的过程的认识，功与能之间有着必然的联系。旨在：培养学生形成“功与能的思维模式”，同时使学生认识到物理中“力的功”是力在物体空间位置的变化上累积发生的效应，位移的载体是物体，功的载体是力。

2、结合学生初中学习的“功=力X路程”，分析在“力的路程在同一条直线的情况下”，这一做功的“特殊情况”下理解和计算的基础上拓展：列举“重力在物体发生水平位移”的情况下，重力不做功，形成力与位移垂直时力不做功的认识，这样再入手分析正交坐标系下，“两个互相垂直的分力与物体在其中一个分力方向上发生的位移”一个力做功，一个力不做功，加深学生对“做功的两个必不可少的因素”的理解。在介绍“功”是标量，对功的加法可用代数法进行直接“相加”，对推导功的公式W=FScosɑ时，F的功可以直接把两个分力F1、F2的功W1=F1Scosɑ和W2=F1sinɑX0=0直接相加,即W=W1+W2=FScosɑ，从而得出功的计算公式。 旨在：通过借助分力共同作用和合力单独作用做功的等效性，在两分力的功代数相加得到合力功的计算中，暗自渗透“合功”的计算方法，为后续总结合力功的计算方法埋下了伏笔，让学生进行初体验。

3、通过教材课后习题1，练习W=FScosɑ 中的角ɑ是两个矢量：力F与位移S的夹角，在具体计算功时，必须是两个矢量共点于作用点（箭头与箭头相交或箭尾与箭尾相交）时所成的角，才是两个矢量的夹角。旨在：通过上台学生展示计算过程，在课堂“生成”学生错误，教师加以纠正并讲解，加深学生对夹角ɑ含义的深刻理解。

4、在公式中W=FScosɑ中F和S是两个矢量的模（数学上是向量的大小）是正值，而角ɑ的余弦在取不同值时可得正值、负值和零，通过讨论ɑ=0、π、π/2、锐角、钝角五种情况时，功得到正值、负值、零三种情况，进而理解“正功意味着对应作用力提供动力”、“负功意味着对应作用力提供阻力——也可以固定称其为“物体克服此力做正功”。旨在：一方面，通过运算体现和培养学生应用数学的能力的要求；另一方面，把力的作用效果和正功、负功联系起来，让学生感受动力和阻力的做功效果。

5、设置固定于地面的粗糙斜面上物体下滑位移S，先求重力G、弹力N、摩擦力f的功，再求合力F合的功。让学生板演求解过程，学生在用公式时，仍然脱不开初中用力和力的方向上的路程来计算功，不能熟练应用W=FScosɑ。通过教师点评和纠正错误，展示正确计算方法：

WG=GScos（π/2-ɑ）=GSsinɑ>0 G做正功

WN=NScosπ/2=0

Wf=fScos（-π）=-μGcosɑS<0 f做正功

W合=WG+WN+Wf=GS(sinɑ+0-μcosɑ)=GS(sinɑ-μcosɑ)

通过本题的练习，旨在：让学生学过W=FScosɑ公式后，要知道对位移的理解是“物体发生的空间位置变化”，位移属于物体（研究对象），而每个力做功的大小及其正负值要看“力”的大小，“位移”的大小，“夹角ɑ余弦”的数值，找准该力和位移的夹角ɑ是正确计算每个力的功的关键，要突破初中利用“特殊情况”计算功的局限。同时，在展示了合力的功的最后结果时，引导学生看，把结果W合=GS(sinɑ-μcosɑ)中的物理量符号位置调换后得：W合=[G(sinɑ-μcosɑ)]S，其中G(sinɑ-μcosɑ)在本题中是什么力（物体的合力），为后续介绍合力的功的第二种计算方法 W合=F合Scosɑ作了铺垫。

结合之前第二个问题“功的公式的推导方法”，借助功的标量性质，总结合力的功：W合=ΣWN=W1+W2+W3+……Wn，这是求合力的功的第一种方法。然后回顾例题2中：W合=[G(sinɑ-μcosɑ)]S=F合Scos0（此例F合与S同方向，夹角为0），引出得到W合=F合Scosɑ，这个计算合力做功的第二种方法，再通过类比强调本公式中的ɑ是合力F合与物体位移S的夹角，然后回归功的公式：W=FScosɑ，升华其内涵：如果F为分力，W就是分力F做的功，如果F是物体受的各力的合力，W就是合力做的功W合。旨在：通过功的标量性，抓住四则运算的特点，回顾功的公式的推导正交分解力的方法，迁移得出合力功的计算公式，同时升华了W=FScosɑ的含义；另外挖掘出学生在《必修一》中已掌握的“求物体合力”的储备知识和方法，顺理成章、水到渠成地介绍了合力做功的第二种方法。

教学反思：通过教学实践，学生思维能力达到培养，学生储备知识得以唤醒和加强，并能拓展应用。通过例题，抽学生上台板演出现课堂设计“欲设与生成”矛盾的冲突，恰到好处地暴露出学生认知的缺陷和初中学习功的思维定势，教师纠错和展示正确方法同时，从视觉和内心比照中强化和实现了课堂新知和能力培养的生成，从而成就了学生对功的公式应用的熟练和拓展，并培养了学生对“位移属于物体”的认知，并得到了“有意注意”的加强。另外，在引入功的科里奥利“功的定义”和早期工业革命蒸汽机工作原理介绍中，重视了对物理学史知识和和体现了“功与能思维”这一物理学科特点。总体感觉，本节课的预期教学目标达到了实现。