第一篇：高中物理论文：功和能容易讲错的两个问题

《功和能》容易讲错的两个问题

《功和能》这部分，老师们容易讲错的有下面两个问题：一是动能定理中功的计算；二是机械能守恒的条件。

先说动能定理中功的计算。

动能定理并不是力学中一个新的、独立的定律。它是从功和能的定义出发，直接由牛顿第二定律导出的。

由牛顿第二定律∑F= ma 和a=（vt2-v02）/2s可得： ∑Fs=(1/2)m vt2-(1/2)m v02，这就是动能定理。需要说明的是：由于牛顿第二定律中的加速度a是物体的加速度，所以，由公式vt2-v02=2as所确定的s也是物体的位移（注意：s不是力的作用点的位移）。

应用动能定理列方程时往往需要计算合外力对物体所做的功。动能定理中的“合外力对物体所做的功”在任何情况下都等于“各个分力对物体所做的功的代数和”吗？

请看例题：质量为M的长方形木块静止在光滑的水平桌面上。某时刻，质量为m的小铁块（可视为质点）以水平向右的速度v0从长方形木块的左端滑上木块且未滑出，设铁块相对木块静止时，木块移动的位移大小为L，铁块相对木块的位移大小为l，若铁块所受滑动摩擦力的大小为f，试求：木块所受合力对木块所做的功。

先分析“合外力对木块所做的功”。由受力分析可知：木块所受合力的大小为f，方向水平向右。故：“木块所受合力对木块所做的功”等于fL。

再分析“各个分力对木块所做的功的代数和”。木块受到4个力的作用：重力、支持力、压力和水平向右的滑动摩擦力。重力、支持力和压力对木块所做的功为零；由于滑动摩擦力的作用点在木块上是移动的，且力的作用点的位移是（L+l），所以，根据普通物理中功的计算公式可得，滑动摩擦力对木块所做的功为： f（L+l），故：“各个分力对木块所做的功的代数和”为f（L+l）。

显然，在上述例题中，“合外力对木块所做的功”与“各个分力对木块所做的功的代数和”是不相等的。问题出在哪儿呢？上题中，如果改为：某时刻，用水平恒力F拉动木块，木块向右移动L后又立刻撤去F，您可能就不会有这样的疑问了。二者不相等的原因，关键在于：滑动摩擦力的作用点在木块上是移动的，此时，木块不能被看做质点。

大学物理教材中所说的“合外力对物体所做的功等于各个分力对物体所做的功的代数和”是有前提条件的，这个前提就是“质点力学”。换句话说：只有物体可以被看做质点的时候，“合外力对物体所做的功”才会等于“各个分力对物体所做的功的代数和”。

限于高一学生的认知水平，教学中，过分强调W=Fs cos θ中的s是“力的作用点位移的大小”，我认为是欠妥的。

饭要一口一口的吃，路要一步一步地走。

初中阶段，我们可以这样讲：“功等于力跟物体在力的方向上通过的距离的乘积”；高中阶段，我们可以先这样说：“力对物体所做的功，等于力的大小、位移的大小、力与位移夹角的余弦这三者的乘积”，等到了高三一轮复习时，我们就可以再适当加深一点了：将“位移的大小”改为“力的作用点位移的大小”，然后，精选几个学生能够接受的典型例题练习一下即可。

例

1、问：某人蹲在地面上，用力向上跳起，地面对人的支持力是否做功？（不做功。）既然不做功，那么，人体的机械能为什么会增加呢？（人体消耗了体内的生物能。）

例

2、某人从高为H的高台上直立跳下（可视为自由落体），脚落地后，两腿弯曲，重心又下降了h后，静止。求地面对人的平均作用力的大小。

注意：由于地面对人的平均作用力的作用点始终没动，所以，地面对人的平均作用力是不做功的。既然地面对人的平均作用力不做功，那么，怎样应用动能定理列方程呢？应用动能定理列方程时，可用一个作用在重心上的等效的力来代替。模型：重物下面固定一个轻质弹簧，然后，让该系统自由下落。

再说机械能守恒的条件。机械能守恒的条件，大学物理教材中是这样推导的：由功能原理可知，系统从状态1变化到状态2时，它的机械能的增量等于外力的功和非保守内力的功的总和，即

∑W外力+∑W非保守内力=(E k 2 + E p 2)–(E k 1 + E p 1)显然，在∑W外力+∑W非保守内力=0时，有：E k 2 + E p 2 = E k 1 + E p 1

最后，作者得出结论：如果一个系统内只有保守力（重力、弹性力）做功，其他内力和一切外力都不做功，那么，系统内各物体的动能和势能（重力势能、弹性势能）可以互相转换，但是它们的总和保持不变。

据此，我们可得到机械能守恒的条件是：系统内只有保守力（重力、弹性力）做功，其他内力和一切外力都不做功。

何谓“其他内力和一切外力都不做功”呢？“其他内力和一切外力都不做功”与“其他内力和一切外力的总功为零”是否是一回事呢？或者说：“其他内力和一切外力的总功为零”时，机械能一定守恒吗？

“其他内力和一切外力的总功为零”时，机械能有可能是不守恒的。为了说明这一点，我们先设计一个物理情景：一质量为M的木块静止在光滑的水平桌面上。某时刻，将两个水平、反向的恒力F1、F2（假定F1> F2）同时作用于木块，木块移动L后撤去F1，在F2作用下，木块移动s后速度减为0。

在这个过程中，支持力、恒力F1和F2所做功的代数和为零，但木块的机械能在整个运动过程中却是不守恒的（先增加，后减少）。

个人观点：“其他内力和一切外力的总功为零”只能保证物体在初末两个状态的机械能相等，并不能保证物体在整个过程中的机械能保持不变。

怎样让学生理解这一点呢？

先给学生讲一个实验：在水桶下方按一个出水阀门，将水桶置于水龙头下方，实验开始之前，先往水桶里注入半桶水。

演示一：在关闭出水阀门和水龙头的前提下，轻轻晃动水桶。现象：液面有升有降，水的总体积始终不变，组成水的水分子也没有发生替换；

演示二：打开出水阀门和水龙头，并使得进水量和出水量相等。现象：水的总体积始终不变，但“此水”已非“彼水”； 演示三：打开出水阀门和水龙头，并使得进水量大于出水量，经过一段时间，关闭水龙头，当液面降至开始时的液面时，关闭出水阀门。现象：水的体积先增大，后减小，初末状态水的体积相等。

“演示一”和“演示二”形象地说明了“守恒”和“不变”的定义及关系，即：“守恒”是指它的“量”和“质”都不变（演示一）；如果只是“量”保持不变，而“质”发生了变化，我们只能说它“不变”，而不能称之为“守恒”（演示二）。

鉴此，我们可以得出这样的结论：“守恒”一定“不变”，但“不变”却不一定“守恒”。

至于“演示三”，它是对“其他内力和一切外力的总功为零”只能保证物体在初末两个状态的机械能相等的最形象地解释。

至此，相信大家对机械能守恒的条件能有一个比较清晰的认识了。

第二篇：高中物理 《功和能》教案

功和能

一、教学目的：

1．知道在能量相互转化过程中，转化了的能量的多少，可以由做功的多少来确定。2．知道做功的过程就是物体能量的转化过程。3．知道功是能量转化的量度。

4．为后面定量地描述动能和势能及机械能做好准备

二、重点难点：

1．理解做功的过程就是物体能量的转化过程是本节的重点。2．理解功是能量转化的量度是本节的难点。3．能源问题是本节课对学生的一个能力培养点。

三、教学方法：

演示、讲授、讨论、练习。

四、教具：

滚摆、皮球、重物、弹簧

五、教学过程

（一）引入新课

复习提问：在初中，我们已经学过关于能的初步知识，请说出学过哪几种形式的能？（机械能、热能、电能、化学能等）。

不同形式的能量是可以相互转化的，各种形式的能量之间的转化是由什么量来量度呢？ 板书课题：第三节 功和能

（二）进行新课

提问：请同学们举出一些物体能够做功的例子。

（1）流动的河水能够推动水轮机做功，说明流动的河水能够做功。

（2）人们在打桩时，先把重锤高高举起，重锤落下就把木桩打入地里，说明被举高的重锤能够做功。

（3）风吹着帆船航行，流动的空气能够对帆船做功。

（4）运动着的钢球打在木块上，能把木块推走，运动的钢球能够做功。

（5）射箭运动员把弓拉弯，放手后被拉弯的弓能把箭射出去，说明拉弯的弓能够做功。（引导学生分析物体能够做功的共同点就是都有做功的本领-----能）1．一个物体能够对外做功，我们就说这个物体具有能量 提问：我们知道，各种不同形式的能量可以相互转化，而且在转化过程中守恒，那么在这个转化过程中，功扮演着怎样的角色？讨论：

（1）只有重力做功时，重力势能和动能发生相互转化。

演示：把一个滚摆悬挂在框架上，用手捻动滚摆使悬线缠在轴上，滚摆升高到最高点，放开手，观察滚摆的运动，并思考它的动能和势能的变化。

分析说明：滚摆升高到最高点，放开手，在下落过程中，滚摆的动能增加，同时滚摆的重力势能减少，重力对滚摆做了功．重力对滚摆做了多少功，就有多少重力势能转化为动能．同理，在上升过程中，滚摆克服重力做功，滚摆的重力势能就增加，滚摆克服重力做了多少功，重力势能就增加多少．

小结：物体转化了的能量的多少可以由做功的多少来量度．（2）只有弹力做功时，弹性势能和动能发生相互转化．

[演示]拿一根弹簧，水平放置，一端固定，另一端上放一小球并压缩．待静止后放手，小球将被弹出去．观察小球离开弹簧前弹簧的形变及小球的运动情况，并思考弹性势能和动能的变化．

分析说明：被压缩的弹簧放开时把小球弹出去，小球的动能增加，同时弹簧的势能减 少．弹簧对小球做了多少功，就有多少弹性势能转化为动能．

小结：物体转化了的能量的多少可以由做功的多少来量度．（3）机械能与内能的转化． [实例]列车在机车的牵引下加速运动．

分析说明：列车在机车的牵引下加速运动，列车的机械能增加，同时机车的热机消耗了内能．牵引力对列车做了多少功，就有多少内能转化为机械能．

小结：转化过程中，转化了的能量的多少可以用做功的多少来量度．（4）机械能与化学能的转化． [实例]用手抛出一个皮球．

分析说明：你用手抛出一个皮球，对皮球做功的时候，皮球获得动能，同时贮存在你体内的化学能减少，你抛球时做的功越多，皮球获得的动能就越多，你体内的化学能减少的也就越多．实际上，皮球获得的动能是由体内减少的那部分化学能转化来的，而且你做了多少功，就表示有多少化学能转化为皮球的机械能．

小结：转化过程中，转化了的能量的多少可以由做功的多少来量度． [实例]起重机提升重物。分析说明：起重机提升重物，重物的机械能增加，同时，起重机的电动机消耗了电能，起重机钢绳的拉力对重物做了多少功，就表示有多少电能转化为机械能．

小结：转化过程中，转化了的能量的多少可以由做功的多少来量度． 在其他各种形式能之间的转化过程中，同样可以得到以上结果．

结论：功这个物理量重要的意义在于它表示了有多少数量的能从一种形式转化为另一 种形式，做功的过程就是物体能量的转化过程,做了多少功，就表示有多少能量发生了转 化．

2．功是能量转化的量度 知道了功和能的这种关系，就可以通过做功的多少，定量地研究能量及其转化的问题了。

（三）巩固练习

1．演示并解答：皮球从手中落到地上又弹跳起来，你能说出这一过程中能量的转化． 2．风车安装在高铁架上端的水平轴上，轴可以随风向转动，风吹动风车转动，可带动发电机或其它机器工作．试从能量转化的角度说明这个现象．

（四）布置作业

复习本节课文，预习第四节内容． 教学要求和说明：

1．本节是过渡性的一节，目的在于阐述本章的基本线索，使学生知道如何定量地研究机械能，为后面两节定量地讲述动能和重力势能作好准备。

2．要复习初中学过的知识，通过实例使学生理解做功的过程是能量转化的过程，做了多少功，就有多少能量发生转化，功是能量转化的量度。知道了功和能的这种关系，就可以通过做功的多少，定量地研究能量及其转化的问题。学生对这个问题的理解，要有一个过程。要通过这一章的学习以及今后的学习，使学生逐步加深体会。这一节是个开始，使学生有个初步理解就可以了。

第三篇：功和能·功·教案

功和能·功·教案

一、教学目标 1．理解功的概念：

(1)知道做机械功的两个不可缺少的因素，知道做功和“工作”的区别；

(2)知道当力与位移方向的夹角大于90°时，力对物体做负功，或说物体克服这个力做了功。2．掌握功的计算：

(1)知道计算机械功的公式W=Fscosα；知道在国际单位制中，功的单位是焦耳(J)；知道功是标量。(2)能够用公式W=Fscosα进行有关计算。

二、重点、难点分析

1．重点是使学生在理解力对物体做功的两个要素的基础上掌握机械功的计算公式。2．物体在力的方向上的位移与物体运动的位移容易混淆，这是难点。3．要使学生对负功的意义有所认识，也较困难，也是难点。

三、教具

带有牵引细线的滑块(或小车)。

四、主要教学过程(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。至此可作出如下总结并板书：

(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s cos α。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)。至此作出如下板书：

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=400N·m。就此说明1N·m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=1N·m。最后明确板书为：

在国际单位制中，功的单位是焦耳(J)

1J＝1N·m 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cos α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。

然后就此提出：这个累积作用过程到底累积什么？举如下两个事例启发学生思考：

a．一辆手推车上装有很多货物，搬运工推车要用很大的力。向前推一段距离就要休息一会儿，然后有了力气再推车走。

b．如果要你将重物从一楼向六楼上搬，搬运过程中会有什么感觉？

首先使学生意识到上述两个过程都是人用力对物体做功的过程，都要消耗体能。就此指出做功过程是能量转化过程，做功越多，能量转化得越多，因而功是能量转化的量度。能量是标量，相应功也是标量。板书如下：

功是描述力在空间位移上累积作用的物理量。功是能量转化的量度，功是标量。②在上述对功的意义认识的基础上，讨论正功和负功的意义，得出如下认识并板书： 正功的意义是：力对物体做功向物体提供能量，即受力物体获得了能量。

负功的意义是：物体克服外力做功，向外输出能量(以消耗自身的能量为代价)，即负功表示物体失去了能量。4．例题讲解或讨论

例1．课本p．110上的〔例题〕是功的计算公式的应用示范。分析过程中应使学生明确：推力F对箱子所做的功，实际上就是推力F的水平分力Fcosα对箱子所做的功，而推力 F的竖直分力Fsinα与位移s的方向是垂直的，对箱子不做功。

例2．如图3所示，ABCD为画在水平地面上的正方形，其边长为a，P为体。用水平力F沿直线 AB拉物体缓慢滑动到B点停下，然后仍用水平力F沿动到C点停下，接下来仍用水平力F沿直线CD拉物体滑动到D点停下，最后仍DA拉物体滑动到A点停下。若后三段运动中物体也是缓慢的，求全过程中水平功是多少？

静止于A点的物直线BC拉物体滑用水平力F沿直线力F对物体所做的此例题先让学生做，然后找出一个所得结果是W=0的学生发言，此时会有学生反对，并能说出W=4Fa才是正确结果。让后者讲其思路和做法，然后总结，使学生明确在每一段位移a中，力F都与a同方向，做功为Fa，四个过程加起来就是4Fa。强调：功的概念中的位移是在这个力的方向上的位移，而不能简单地与物体运动的位移画等号。要结合物理过程做具体分析。

例3．如图4所示，F1和F2是作用在物体P上的两个水平恒力，大小分F2=4N，在这两个力共同作用下，使物体P由静止开始沿水平面移动5m距离对物体各做多少功？它们对物体做功的代数和是多少？F1、F2的合力对P做

别为：F1=3N，的过程中，它们多少功？

此例题要解决两个方面的问题，一是强化功的计算公式的正确应用，纠正学生中出现的错误，即不注意力与位移方向的分析，直接用3N乘5m、4N乘5m这种低级错误，引导学生注意在题目没有给出位移方向时，应该根据动力学和运动学知识作出符合实际的判断；二是通过例题得到的结果，使学生知道一个物体所受合力对物体所做的功。等于各个力对物体所做的功的代数和，并从合力功与分力功所遵从的运算法则，深化功是标量的认识。解答过程如下：位移在F1、F2方向上的分量分别为s1=3m、s2=4m，F1对P做功为9J，F2对P做功为16J，二者的代数和为25J。F1、F2的合力为5N，物体的位移与合力方向相同，合力对物体做功为W=Fs=5N×5m=25J。例4．如图5所示。A为静止在水平桌面上的物体，其右侧固定着一个滑轮的细绳的P端固定在墙壁上，于细绳的另一端Q用水平力F向右拉，物程中，力F对物体做多少功？(上、下两段绳均保持水平)

定滑轮O，跨过定体向右滑动s的过本例题仍重点解决计算功时对力和位移这两个要素的分析。如果着眼于受力物体，它受到水平向右的力为两条绳的拉力，合力为2F。因而合力对物体所做的功为W=2Fs；如果着眼于绳子的Q端，即力F的作用点，则可知物体向右发主s位移过程中，Q点的位移为2s，因而力F拉绳所做的功W=F·2s=2Fs。两种不同处理方法结果是相同的。

(三)课堂小结

1．对功的概念和功的物理意义的主要内容作必要的重复(包括正功和负功的意义)。2．对功的计算公式及其应用的主要问题再作些强调。

五、说明

1．考虑到功的定义式W=Fscosα与课本上讲的功的公式相同，特别是对式中s的解释不一，有物体位移与力的作用点的位移之分，因而没有给出明确的功的定义的文字表达。实际问题中会用功的公式正确进行计算就可以了。从例题4可以看出，定义一个力对物体所做的功，将位移解释为力的作用点在力的方向上的位移是比较恰当的。如果将位移解释为受力物体在力的方向上的位移，学生会得出W=Fs这一错误结果，还会理直气壮地坚持错误，纠正起来就困难多了。2．由于对功的物理意义的讲解是初步的，因而对正功、负功的物理意义的讲解也是初步的。这节课中只是讲到受力物体得到能量还是失去能量这个程度。在学习了机械能守恒定律之后，再进一步作出说明。在机械能守恒的物理过程中，有重力做功，地球上的一个物体的机械能并没有增加，因而正、负功的意义就不能用能量得失关系去说明了。在这种情况下，重力做正功，表示势能向动能转化；重力做负功，表示动能向势能转化，这里的正功、负功不再表示能量得失，而是表示能量转化方向的。

第四篇：高中物理教学设计——功

高中物理教学设计

《功》

杨先雄

广西壮族自治区桂林市资源县资源中学

541400邮编

《功》高中物理教学设计

杨先雄

【教学目标】

一、知识目标

1．理解功的概念，知道力和物体在力的方向上通过的位移是做功两个不可缺少折因素。

2．知道功的计算公式W=Fscosα，会用这个公式进行计算。

3．理解正功和负功的概念，知道在什么情况下力对做正功或负功。

4．知道什么是几个力对物体所做的总功，知道几个力对物体所做的总功等于这几个力的合力对物体所做的总功。

二、能力目标

调动学生积极参与讨论的兴趣，培养逻辑思维能力及表述。遵循探究式教学的规律，达到“温故而知新”的目的。

三、德育目标

通过引导学生对教材所列知识的探究使学生不仅掌握所学的知识，而且掌握探究物理学科知识的方法，并与学习其它学科知识和生活技能的方法融会贯通，达到不仅教书、而且育人的目的。

【教材分析】

本节教材是根据人们的认识习惯循序渐进地安排对“功”知识点的讲解的，这也与物理学科的“从特殊到一般，从简单到复杂”的认识规律相一致。教材在复习初中所学的功的定义，功的两个要素，及在两种特殊情况下计算功的方法的基础上，提出了“在一般情况下力对物体所做功如何计算”的问题，顺其自然，符合人们的认识规律。在解决这一问题时，不仅复习了力的分解的相关知识，加深了对力与其分力为“等效替代”关系的理解，而且利用旧的知识解决了新问题，增强了学生学好新知识的信心。而本节要讨论的重点知识正功与负功问题也是在推导出功的计算公式之后，结合实际讨论力与位移的方向成不同角度时，余弦函数的不同取值及符号的变更得出来的。至于总功的计算方法的推导，则更加深了学生对合力与分力“等效替代关系的理解。”

【教法建议】

可以按照教材安排的顺序，在讲解的同时，通过引导和探究，边讲边议，如果学生条件许可，可采取讨论式的教法。并 用多媒体教学手段予以补充。

【教学重点】

功的计算方法及正功负功的物理意义。

【教学难点】

正功和负功的物理意义

【教学过程】

一、功的定义及力对物体所做的功的计算公式

1．新课的引入（复习初中所学的功的定义及功的两个要素引入新课）

（1）物体受到力作用且在力的方向上通过一段位移，力就对物体做了功。

（2）功的两个要素：作用在物体上的力及物体在力的方向上通过的位移。

2．思考与讨论：功计算公式的推导

（1）复习两种特殊情况下功的计算（老师提问，学生回答）

当力的方向与位移方向相同时：W=FS

当力的方向与位移方向垂直时：W=0

（2）提问：当力的方向与位移方向既不相同又不垂直时，力对物体做的功如何计算？

老师引导，学生讨论：老师把学生的思考方向引向当力的方向与位移方向不平行也不垂直时该力作用在物体上会产生哪些效果。学生讨论可以把该力向平行于位移和垂直于位移两个方向分解，用两个方向的分力代替该力产生的效果，因此该项力做的功与它的两个分力做的功等效，从而得出结论。

（3）归纳总结：功的计算方法W=FScosα

（设计说明：上述方法也是我们常用的研究问题的方法，从特殊到一般的方法以及等效替代法。）

二．正功与负功的物理意义

1．思考与讨论力与位移所成的角度可以在什么时候范围内变化，当角度逐渐增大时会出现什么情况？ 老师引导学生应用数学知识分析。

2，学生讨论后得出结论：当力的方向与位移方向的夹角在零度到九十度之间时力沿位移方向的分量与位移方向相同，物体的速度增加；反之，物体的速度减小。因此，有如下结论

动力对物体做正功、阻力对物体做负功

（设计说明：运用数学方法解决物理问题的能力也是高考是要求的重要能力，在平时的教学中应不失时机地加以引导，使学生逐步形成这种能力）

三．合力所做的功的计算

1．提出问题：在解决了单个力做功的计算问题后，当物体同时受到多个力作用时，多个力对物体所做的功应如何计算？

（1）各力做的功应如何计算？合力做的功与各力做的功有何关系？（教师引导学生思考，学生讨论后得出结论）

（2）这些力既然同时作用在物体上，能否找到一个力能代替这些共同作用 的力的效果？（引导学生回忆合力与分力的关系，得出结论）

（3）教师归纳总结，得出结论：总功的两种计算方法

先求出各力做的功，再求代数和

先求合力，再求合力做的功

（设计说明：这是简单到复杂的认识规律在教学中的具体应用，应通过引导让学生逐步掌握这种方法，对于今后学生进一步学习和适应社会都是极为有利的）

四、例题

引导学生解决课本上的例题，让学生掌握单个力做功的计算方法，合力做功的计算方法，以及正、负功的含义。

五、知识的拓展

与学生一起讨论变力做功的问题，使学生初步形成微元法的观念。

六、板书设计

（一）功的两个要素

1．作用在物体上的力。

2．物体在力的方向上通过的位移

（二）功的计算方法

（三）正功和负功

1．当力的方向与位移方向的夹角在于零小于九十度时，力对物体做正功。

2．当力的方向与位移方向的夹角大于九十度小于一百八十度时，力对物体做负功。

（四）两种计算总功的方法

1．先求各力做的功，再求代数和。

2．先求合力，再求合力做的功。

七、教学反思

首先，本节课最重要是对一些科学研究方法的教学，若仅仅是对这些知识的传授而不重视科学物理研究方法的教学，则这堂课还不能算是一堂成功的课。其次，在教学过程中应多让学生自己参与到探究活动中去，这样让学生自己通过实践探究出来的结果比教师告诉得到的结果印象要深刻的多，也让课堂教学的师生互动有了更好的效果。

（注；本设计完全由本人独立创作完成，具有完全知识产权。如有侵权者，本人保留追究文责的权利）

第五篇：高中物理《功》教学设计

第七章第二节 功

执教人：郎长红

大庆中学高一物理组

一、教学目标

知识与技能：

1、初步了解做功与能量变化的关系。

2、知道做功的两个要素，理解功的概念，正确应用功的公式计算。

3、知道功是标量，正确理解正功和负功的本质含义。

4、知道总功的两种计算方法。过程与方法：

1、通过推导功的公式，让学生体会由特殊到一般，再由一般到特殊的研究方法，培养学生的逻辑推理能力和科学论证能力。

2、通过求解分力做功、总功和变力做功等问题，让学生在熟练掌握公式的同时，初步接受“微元法”处理问题的思想。

情感、态度与价值观：

1、通过分析日常生活中的物理现象，让学生体会物理与生活、生产、科技的密切联系，激发学生的学习兴趣。

2、工作、学习都要讲效率，“正功”“负功”可以促使学生的勤奋向上思想意识，合作式学习可以培养学生善于发表见解的意识和与他人交流的愿望。

二、教学重点、难点

重点：明确引入功的物理定义，掌握功的概念和功的计算公式。

难点：

1、理解功的公式的使用条件，体会处理变力功的思想方法。

2、理解正功与负功的含义，体会功是标量。

三、课前准备

PPt课件、小钢球、纸巾

四、教学过程

（一）情境导入

在上课之前我请同学们和我一起完成一个小实验，有请两位同学。教师将小钢球放在纸巾上，小钢球静止。教师将小钢球举高，请同学们观察小钢球落下后纸巾有无损坏。

通过这个实验，同学们受到什么启发？

被举高的物理具有穿过纸张的能力，也就是具有了能量。

实际上人们在研究能量的过程中往往涉及到做功，这节课我们来看第七章第二节功。

（二）功的定义

1、功的两个要素

在刚才的例子当中，同学们说我将小球举高了，我对小球做了功，你是怎么知道的？因为我对小球有力，并且向上移动了一段距离。那么，在生活当中你还能不能举出做功的例子？

对学生所举例子进行分析，都有两点值得注意，一个是存在力的作用，还有就是一定要发生一段位移。显然这是做功不可缺少的两个因素。那么有力有位移，这个力就一定对物体做功吗？显然不是，而应该在力的方向上存在位移。那么我们就得到了做功的两个要素：力和力方向上的位移。

2、功的定义式 刚才的这些例子当中，都存在做功过程，那么究竟力对物体做了多少功？你能不能计算出来？实际上在初中我们已经知道了，当力和位移同方向时功的计算。（展示ppt），一个质量为m的物体，受到力F的作用并向前移动了s，这个力对物体做的功W=Fs。如果情况变化一下，力F与s不在一条直线上，你会不会求这个力所做的功呢？请同学们尝试着回答。

方法有两个，一是分解力，二是分解位移。无论哪种方法，得到的结果都是一样的，W=Fscosa。有了这个公式，我请同学们帮我计算一个问题。我现在用100N的力水平踢一个足球，踢了一脚之后足球水平向前滚动了50m，求我对球做的功等于多少？请同学们回答。

显然这个情况不能用这个公式计算，要想脚对球一直存在作用力，那你这个脚得跟着球向前走50m。所以应用公式要注意：（1）F、s要对应，即在s中要一直都有力的作用

再请同学们观察这个表达式，你还注意到了什么？引出cosa有正有负，那么功是标量还是矢量？是标量那功的正负表示什么呢？实际功的正负既不表示方向，也不表示大小。如果力对物体做了正功，表示这个力是个动力，如果是负功则是阻力。（换句话说，如果力做了正功，那表示有能量转移到这个物体上来，反之做了负功就表示有能量从这个物体中转移出去。）

那在我们的例子当中，这些力是什么样的力？细心观察你会发现都是恒力，这个公式仅适用于恒力做功，变力做功不能用它。当然如果在过程中物体受到阶段性变化的力，每个阶段都是恒力，那自然我们可以将过程分段处理，每一段又都变成恒力了，最后再把各个阶段所做的功代数求和即可。

（三）合力的功

如果在某一个过程中物体受到多个力的作用，那么这些力的合力做了多少功又怎么求呢？请同学们回答。方法有两个:

1、先求各个力的功，再取代数和。

2、先求合力，再求合力所做的功。比如，光滑水平面上有一个物体受到水平面内相互垂直的两个力，物体发生5m的位移，求各个力做的功、合力所做的功？

（四）几种可以转化成恒力的变力做功问题

这是我们这节课介绍的有关恒力做功的计算方法，实际上除了刚才所说的阶段性的变力可以转化成恒力来计算做功，还有两种情况我们也可以处理。当力与速度始终同向，而速度方向不断变化时，你会不会计算这个力所做的功呢？引导学生学会用微分的方法处理。

另外如果力方向不变，大小随位移线性变化，我们也可以处理。比如一个弹簧处于原长放在光滑的水平面上，一端固定。用一个力缓慢地拉物体，那么这个力做了多少功呢？在学习匀变速直线运动时，如果初速度是零，末速度是v，它和速度是v/2的匀速直线运动是等效的，我们就用这个平均速度替换掉了这个变化的速度。现在你能不能受到这个例子的启发？我们也可以用一个平均的力替换掉这个变化的力，我们说这是方向不变，大小随位移线性变化的力，它的平均值刚好我们会求，那么这个例子中拉力和弹簧的弹力所做的功就等于kx/2与x的乘积。

五、课堂小结

这节课我们从特殊的情况入手，得到了一般情况下恒力做功的定义式，知道了合力做功的计算方法以及几种能够转变成恒力的变力做功的计算方法，初步体会到了做功与能量变化之间的关系。在接下来的学习中我们会进一步的探讨两者之间的关系。

六、板书设计

§7.2功

一功的定义

二合力的功

1功的两个要素

1先求各个力的功，再取代数和 力和力方向上的位移

2先求合力，再求合力的功 2功的定义式 理解（1）（2）（3）