8.1 功和功率 第一课时 教学设计 -2025-2026学年高一下学期物理人教版必修第二册

第一节：功和功率第一课时 （教学设计） 1、 单元教学目标： 参照新课标内容要求2.1.1，本章单元教学目标是：理解功和功率，了解生产生活中常见的机械功率的大小及其意义。机械功率的计算离不开功的计算。所以在课标要求的基础上，引导学生先学会计算某一个力做的功，以及合力做功的计算方法进而引导学生理解功率的含义。功和功率是建立功能关系的重要概念。功是为进一步提出“能”这个更为广泛、更为重要的概念服务的。做功过程反映了能量的变化过程。只有准确理解“功”才能更好地促进能量概念的建构。学生在初中阶段已初步了解“功”的概念，知道功的定义，功的单位，有一定的概念基础。本节内容主要侧重力与位移不在一条直线上时功的计算、正功和负功、功的正负的意义、功的标量性等知识点，这些对学生来说是全新的内容，这些内容是本节的重点和难点。目标是让学生学会在具体的情景下会计算某一个力做功或者计算总功。 2、 课时教学目标与评价目标： <一>教学目标： （1）清楚功的概念，熟练掌握功的计算式； （2）能区分功是标量，理解正负功的含义以及运算法则； （3）会计算几个力对物体的总功且牢记功的计算式的条件； <二>评价目标 （1）能计算特定条件下恒力对物体做功的大小以及总功的多少。 （2）可以准确判断力对物体做什么功。 （3）各个力做功会求和。 3、 学科核心素养（1课时）： （1）物理观念：理解功的概念，知道做功的两要素，功是标量，正负号的含义。 （2）科学思维：通过实例体验功的概念形成过程及功的实际意义，理解功是空间积累的过程量。知道几个力对物体所做的总功，是各个力分别对物体做功的代数和； （3）科学探究：功的表达式与概念的建立及其意义，总功的计算。 （4）科学态度与责任：使学生养成具体问题具体分析和严密思维的习惯。 4、 教学思路 首先，学生在初中已经对功和功率有了初步了解，知道力和物体运动方向相同时功的计算，现阶段把功的计算扩展到力与运动方向有一定角度的情况，由特殊到一般，引导学生该如何计算恒力与位移有某一角度时力做的功。 然后，用具体的生活，例子让学生试着用各种方法计算力做的功，分解力或者分解位移，通过对比得到求某个力做功的基本公式W＝FLcosα。公式推导完成后让学生完成对应练习题。 接着从W＝FLcosα这个公式，引导学生从标量还是矢量，过程量还是状态量，从正功还是负功，单位以及公式的适用条件逐一分析。完成后让学生完成对应的练习题。学生完成这项任务后，已经具备了计算一个恒力做功的能力。但是实际上一个物体的运动，不仅仅只受一个力，所以要让学生学会计算一个完整的运动过程，力做的总功，并总结计算方法。 最后，师生共同进行课堂总结、布置作业。 整体设计思路是：以问题思考为先导，一步步引导学生从生活实际出发，充分发挥教师的引导作用以及学生的主体作用,把生活中的具体实例变成物理情景，在对新的物理情景进行分析，概括出更多可用的生活实例。师生相互配合，让课堂氛围严谨而活泼，学生乐学且好思。 5、 教学过程 任务一：温故知新 教师提问，学生复习： 问题1：物体竖直下落时，重力做功怎么计算？需要知道哪些物理量？ 问题2：物体在水平方向运动时，手指对物体做的功如何计算？需要知道哪些物理量？ 问题3：汽车在水平路面上行驶时，支持力做功怎么计算？需要知道哪些物理量？ 能力层级： 要求学生具有清晰的物理观念，会用物理作图来描述物体的运动，能从物理学的视角正确描述和解决生活中的现象，能综合应用初中所学过的物理知识来解决实际问题。 设计意图： 回顾初中所学的功的基本知识，为引入新课做准备，且本课中所研究的内容学生们初中就有涉及，让同学们用旧知识来解决一些常见的生活中的物理问题，回顾旧知识，熟悉特殊情况（力与位移垂直和平行）功的计算。 任务二：发散思维 引导1：如上图所示，如何计算力光滑水平面上F所做的功？ 引导2：不同的计算方法得到的结论一样吗？如何理解？ 引导3：通过计算你可以得到任意情况下力做功的公式吗？和以前学的有什么不同？ 能力层级： 能在具体的问题情境中根据需要选用合适的物理规律解决问题；会对不同的方法进行对比理解，并能由个别到一般进行推广； 设计意图： 通过让学生自己用不同方法计算力做的功，进一步推导出任意恒力做功的表达式，并对表达式进行理解，并和初中得到结论比较，进一步的加深印象。 任务三：合理推理 同学们得到功的表达式W＝FLcosα，通过这个公式思考以下几个问题： 引导1：公式中F,L,α分别表示的含义是什么？F,L是力的大小还是包括方向？α角有什么特点？ 引导2：功是标量还是矢量，是过程量还是状态量？单位是什么？ 引导3：角度不同，功的正负不同，什么时候是正功，什么时候是负功？功的正负号含义是什么？克服阻力做功就说明这个力做正功还是负功？ 能力层级： 根据自己推导的公式，把公式进行逐步分析，理解，得到一些常见的物理知识点。并提出新的问题，拓展学生的视野。 设计意图： 通过学生自己摸索，老师引导，让学生自己体会物理知识不知不觉间自己就能掌握，降低学习难度，提高学生学习兴趣。并且通过刻意引导，加入一些新问题，引导学生用生活实例思考新的问题，完善自己的思维。如此设计，让学生养成良好的分析物理问题的习惯，，能有效训练学生的科学思维。 任务四：解决问题 引导1：物体所受的力往往不止一个，那么如何求解这几个力对物体所做的功呢？试着解决下列问题。 质量为m=3kg的物体放在水平面上，在与水平方向成370角的拉力F=20N作用下匀加速运动，通过位移 l=2m的过程中，物体所受摩擦力大小为6N。（cos370=0.8）求： （1）重力对物体做的功 （2）支持力对物体做的功 （3）摩擦力对物体做的功 （4）拉力对物体做的功 （5）合力对物体做的总功 引导2：通过上述练习，总结一下求总功的方法有几种？如何计算？上述用到的公式可以适用于任何时候吗？什么时候不能用？ 引导3：如果物体受到的是恒力，但却是曲线运动，例如平抛运动，重力做的功可以用这个方法不？ 引导4：大家根据上面这个解题模型，找找实际生活中还有哪些例子可以这样用？ 能力层级： 将实际问题引入，引导学生用物理知识和规律来解决实际问题，并对不同的方法进行对比。从个别到一般推广，寻找一些不能用上述公式来计算的例子。 设计意图： 找到计算做总功的方法，并进行比较扩展。引导学生思考，恒力但是是曲线运动时，公式是否适用，并给出解决方案。引导学生用物理思想解决问题。在从这部分模型联系现实生活中的例子，回归生活。 6、 目标检测： 1. (多选)下列说法正确的是(　　) A．－10 J的功小于＋5 J的功 B．功是标量，正、负表示外力对物体做功还是物体克服外力做功 C．一个力对物体做负功，则说明这个力一定阻碍物体的运动 D．功是矢量，正、负表示方向 2.如图所示，两个互相垂直的力F1和F2作用在同一物体上使物体沿虚线方向运动，在通过一段位移的过程中，F1对物体做功4 J，F2对物体做功3 J，则F1和F2的合力对物体做的功为（ ） A．5 J B．7 J C．1 J D．3．5 J 3（多选）质量为m的物体，静止在倾角为θ的斜面上，斜面沿水平方向向右匀速移动了距离L，如图所示。物体相对斜面静止，则下列说法正确的是（　　） A．重力对物体做正功 B．重力对物体做功为零 C．摩擦力对物体做负功 D．支持力对物体做正功 4. 如图所示，同一物体分别沿斜面AD和BD自顶点由静止开始下滑，该物体与两斜面间的动摩擦因数相同.在滑行过程中克服摩擦力做的功分别为WA和WB，则(　　) A.WA>WB B.WA＝WB C.WA<WB D.无法确定 能力提升： 5．如图所示，小孩与冰车静止在冰面上，大人用F＝20 N 的恒定拉力，使小孩与冰车沿水平冰面一起滑动。已知拉力方向与水平冰面的夹角θ＝37°，小孩与冰车的总质量m＝20 kg，冰车与冰面间的动摩擦因数μ＝0.05，重力加速度g取10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8。求： (1)小孩与冰车所受支持力的大小； (2)小孩与冰车加速度的大小； (3)t＝10 s内合力所做的功。 7、 板书设计： 功 1、 功 1 表达式 W＝FLcosα 2 标量 过程量 单位J 3 正负功含义 力：帮助或阻碍 物体的运动 4 条件 ： 恒力做功 二 总功的计算 1 方法（1）：先求各个力做功，再求和 （2）：先求合力，再求合力做的功 2 平抛运动 重力做功如何计算（定性） 8、 作业： 课后题1，2，3 学科网（北京）股份有限公司 $