第十一章机械功与机械能教案.doc

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1、精品文档111 怎样才叫做功 教学目标1学会从物理现象中归纳简单的规律，知道功的概念。2知道做功的两个必要因素。 3理解功的计算公式W=Fs，知道功的单位，能用功的公式进行有关计算。重、难点教学重点：经历建立机械功概念的过程，学会用公式对功进行简单的计算。教学难点：理解功的概念，会用功的两个必要因素判断力对物体是否做功。 器材准备多媒体设备、小车、木块、 小车、木块、弹簧秤、刻度尺等。教学课时 1课时教学过程一、利用故事引入新课：大华同学是一个品学兼优的好学生，不仅学习好，在家里也经常帮爸爸妈妈做一些力所能及的家务。星期天，大华上午去买了30斤大米，午饭后又帮妈妈收拾碗筷，接着又去井边帮爸爸把

2、一大桶水提回家，累得满头大汗。大华的爸爸是个物理教师，他说：“大华今天很辛苦、很劳累，但从物理学的角度来看，你今天做这几项家务活时，并没有做功！。大华百思不得其解。大华的爸爸说得对吗？如何从物理学角度来理解这个问题呢？二、新课教学：一怎样才叫“做功1通过实验，体验“做功学生实验1：用力沿水平方向推着小车前进如图1所示。描述观察到的现象：小车在水平推力作用下，移动了一段距离。要求：用示意图表示出小车所受的推力以及运动过程情况。点拨：此例中小车在水平推力F作用下，移动了一段距离S。学生实验2：用力将地上的物体拿到桌面上来。描述观察到的现象：物体在力的作用下，向上移动了一段距离。要求：用示意图表示出

3、物体所受的拉力以及运动过程情况。点拨：此例中物体在拉力F作用下，向上移动了一段距离S。2. 找找共同点，建立功的概念仔细观察两示意图，比拟一下，看看有什么共同点：1这两幅图中同学的活动有什么共同点？ 2物体为什么会移动一段距离？ 3移动的距离和力之间有何关系？ 共同点：物体受到力的作用，并沿这个力的方向移动一段距离。3. 功的概念：物理学中规定：作用在物体上的力，使物体在力的方向上通过了一段距离，就说这个力对物体做了机械功简称“做功(二) 如何判断力是否对物体做功：1做功的两个必要的因素：1作用在物体上的力；2物体在力的方向上通过的距离。 2活动：请教室后排一同学，将他的文具盒或其它物品送给老

4、师。引起学生注意，再结合这一模型，让学生分析文具盒受力情况和位置变化情况画出示意图，讨论该同学作用在文具盒的力做没做功。3分析课本活动2，进一步理解做功的含义。先让学生交流讨论，鼓励学生用科学语言进行表述。4.练习：分析以下物体受到的力，并指出力对物体是否做功。1手提着木块不动，木块受几个力的作用？哪个力对木块做了功？为什么？ 2放在水平木板上的小车，在水平拉力作用下前进了一段距离，拉力和重力这两个力对小车做功了吗？为什么？ 3工人推动小车在水平地面上前进。当工人停止用力后，小车还能向前运动一段距离，在这段距离上，工人还对小车做功吗？为什么？ 在学生讨论答复的根底上，归纳出三种不做功的情况：1

5、物体没有受到力的作用，靠惯性通过一段路程，也就是没有力做功F=0；2物体受到力，但没有移动距离，即通过的路程为零s=0；3物体受力方向和物体运动的方向垂直F与s的方向垂直。三怎样测算功1功的多少如图甲示，用力把一砖块匀速提升1m，做了一份功W。如图乙示，如果用力把三块同样的砖匀速提升1m，做功多少？如图丙示，如果用力把一块砖匀速提升3m，做功又是多少？点拨：从上面分析可知功与力、距离的关系如何呢？学生交流后得出的结论有：(1) 使物体移动的距离一定，力越大，做的功越多；(2) 力一定，使物体移动的距离越大，做的功越多；(3) 力越大，使物体移动的距离越大，做的功越多；(4) 功的多少跟作用在物

6、体上的力成正比，跟物体移动的距离成正比。 2功的计算方法：定义：力对物体做的功，等于力跟物体在力的方向上通过的距离的乘积。(1) 公式：功=力距离，即 WF(2) 单位：在国际单位制中，功W的单位：牛米(Nm)或焦耳(J)(3) 1J的物理意义：1 N的力，使物体力的方向上通过1m的距离所做的功为1J。 即：1J1N1m1 Nm注意：在运算过程中，力F的单位：牛(N)；距离的单位：米(m)；3功的简单测算： (1)如图示，请学生实际估算“用手匀速托起两个鸡蛋升高lm时，手对鸡蛋做的功大约是多少? (2)图(甲)中，拉力做了多少功你能测出吗？请设计一简单方案探究一下。 (3)如图示，一人拉着重2

7、000N的车子沿水平方向前进5m，你能求出此人做了多少功吗？如果拉力为500N呢？强调解题标准化要求。 四机械功原理1使用机械只能省力或省距离，但不能省功。2机械功原理是机械的重要定律，是能量守恒在机械中的表达。小结1做功的两个必要因素。2功的定义、公式、单位。强调：(1)功是力在距离上的积累效应 (2)1 Nm与1J相等，是等价的。3强调解题标准化。练习设计 根底训练教学反思112 怎样比拟做功的快慢 教学目标1知道功率的概念，知道功率计算式、单位及物理意义。 2会计算有关功率的简单问题。 3通过比拟做功的快慢学习用比值法研究物理问题。4. 通过实例说明功率的含义，认识功率在实际应用中的重要

8、价值。重、难点教学重点：功率的概念教学难点：功率的单位器材准备体重计、卷尺、秒表等。教学课时 2课时教学过程一、通过生活中实例，引入新课讨论：在建筑工地上，需要把几百块砖全部送到楼顶，你能想出几种方法？你认为应选择哪种方法？为什么这样选择？二、新课教学一如何比拟做功的快慢力做功时，不仅有多有少，而且有快有慢。在生产实践中，人们不仅要注意做功的多少，更要关心做功的快慢。 如何比拟做功的快慢呢？活动： 怎样比拟做功的快慢1阅读课本，注意观察两个情景，了解女同学和男同学各是怎么说的。因图中两位“同学的说法都带有片面性，即女同学只比拟功的多少而没有考虑时间，男同学只比拟时间的长短而没有考虑做功的多少。

9、2讨论、交流，提出自己的看法。经过讨论交流，学生可以得出：两位同学的说法都是片面的，不能只比拟做功多少或只比拟做功时间的长短。要比拟物体做功的快慢，必须同时考虑两个因素：一是物体做了多少功，二是物体做功所用的时间。3小实验：准备：在讲台两侧地面上分别放四块砖。实验1：两位同学都将搬四块砖，从地面搬到讲台上。要求：一位同学一次将四块砖搬到讲台上，另一位同学分四次将四块砖搬到讲台上，两次做功所用的时间也就不同了。实验2：要求：两位同学用相同的时间，一个同学将两块砖，另一个同学将四块砖，同时从地面搬到讲台上。实验3：要求：一位同学用较短的时间将两块砖从地面搬到讲台上。另一位同学将三块砖用较长的时间从

10、地面搬到讲台上。观察讨论：谁做功快，谁做功慢，要求说明判断的理由。分析实验1可得出：方法一：做相同的功，用时少做功快。分析实验2可得出： 方法二：做功时间相同，做功多的做功快。 实验3现象：一位同学做功少，但用的时间短。另一位同学做功虽多，但用的时间长。让学生找出比拟做功快慢的方法来。实际教学中，不少学生很快会联想到速度概念和压强概念的建立过程，提出用单位时间里所做的功来比拟做功的快慢。教师指出，这是最简单也是最正确的方法。二认识功率1功率概念：物理学中，把单位时间里做的功叫做功率。2功率的物理意义：功率是表示做功快慢的物理量。3功率计算公式：功率=功/时间 符号表达式：P=W/ t4功率的单

11、位：在国际单位制中，功的单位是焦耳，时间的单位是秒，功率的单位是焦耳/秒，它有一个专门名称叫瓦特，简称瓦，符号是W，这个单位是为了纪念英国物理学家瓦特而用他的名字命名的。 1W= 1 J / s工程上还常用到千瓦 (KW)做功率的单位 1KW= 103 W 1体验：1W的大小在1s内将两个鸡蛋举高1m，做功的功率约为1W。 2阅读教材 “信息浏览，了解一些物体的功率，说明其意义。三功率的计算口答：1人在3s内做功150J，求人的功率？2挖掘机在1min内做了106J的功，求挖掘机的功率？例题：高出水面30m的楼顶上有一个容积是50m3的水箱，要用一台离心式水泵抽水给水箱加水，1小时能把水箱充满

12、即可，这台水泵的功率至少是多少千瓦？g=10N/Kg教学分析：教学时要引导学生首先弄清题意，找出量和待求量，明确解题的过程。分析是沿着P=W=Gh的思路进行。四学生实践体验活动：比一比，谁的功率大1设计实验：1要测出每个同学上楼的功率，需要知道哪些物理量？2怎样测量这些物理量？3测量顺序是怎样的？4怎么设计记录数据的表格？2测量过程：男女同学各选10名“运发动排成两纵队，由两位同学记时间t，一位同学负责测量学生质量m ，两位同学用卷尺测量四楼到地面的距离h ，由教师指挥发出信号，学生开始以最快速度跑上四楼。记时员及时报时，将m、h、t三个数据填入表格中计算功率。最后比一比谁的功率大。姓 名登楼

13、的高度h/m登楼的时间t/s登楼的功率P/W小结1功率概念及其物理意义。2注意功和功率两个概念的区别。3功率是机械的主要技术性能之一，是选购机械的重要依据。 4. 调查常见机械和电器的功率练习设计 根底训练教学反思113 如何提高机械效率 教学目标1知道有用功、额外功和总功的含义，以及它们之间的关系。 2理解机械效率，会用机械效率的公式进行简单的计算。3会测算滑轮组的机械效率。4. 知道机械效率总小于1，知道提高机械效率的方法和意义。重、难点教学重点：有用功、额外功、总功及机械效率。教学难点：同一机械的效率是可变的。器材准备 斜面、小车、铁架台、滑轮组、细绳、钩码、弹簧测力计和刻度尺等。教学课

14、时 2课时教学过程一、课题引入：现代社会是讲求效率的节约型社会，时时处处都要讲究提高效率。使用机械也要讲效率。那么，什么是机械效率呢？下面我们就来研究这个问题。二、有用功与额外功一有用功、额外功和总功日常生活中，人们搬移物体，不是将物体平移到另一个地方，就是将物体从低处搬到高处或从高处搬到低处。 课件展示有关生活、生产中搬移物体的片段，引导学生观察。 搬移物体过程中，可以用手直接搬，还可以利用机械。演示1：1用手将一重物直接从低处匀速搬到高处。 2利用斜面将该重物从低处匀速搬到高处。3用动滑轮将该重物从低处匀速搬到高处。交流：这些实验中，如何测算人做功的多少？测算：测出上述实验中人所做的功？分

15、析：利用机械时，所做的功为何多一些？讨论：哪些功是我们为了到达特定目的必须要做的功？哪些功是我们不需要但又不得不做的功？学生经过思考、讨论，可以作答。分析：教材图13-16a、13-16b中，哪些功是我们为了到达特定目的必须要做的功？哪些功是我们不需要但又不得不做的功？在学生答复的根底上，指出“有用功、“额外功及“总功的含义：1有用功W有用：克服物体的重力所做的功。2额外功W额外：克服机械自身的重力和摩擦力所做的功。3总功W总：动力对机械所做的功。4总功等于用功和额外功的总和，即W总=W有用+W额外。二什么是机械效率讨论： 1当你用水桶提水时，有两只大小相同的水桶可供选择，一只是轻质塑料桶，另

16、一只是厚铁皮桶，你选择哪一只水桶？为什么？2当你用动滑轮提升一只重物时，你希望选用什么样的滑轮？为什么？至此，引导学生自己总结出机械效率的定义和公式。1机械效率的定义：有用功与总功的比。2公式：3讨论：1机械效率的上下表示的物理意义是什么？2机械效率的单位是什么？ 3为什么机械效率总小于1？能不能等于1？4如何提高机械效率？ 4例题：如下图，建筑工人用滑轮组提升重为220N的泥桶，动滑轮重为20N，不计滑轮与轴之间的摩擦及绳重。如果工人将绳子匀速向上拉了6m，那么泥桶上升了多少？滑轮组的机械效率是多少？三测算滑轮组的机械效率实验目的：是测算滑轮组的机械效率。实验原理：讨论：1滑轮组工作中的有用

17、功怎样计算？需要测量哪些物理量？2滑轮组的额外功是怎样产生的，是否便于测量？3有其他简便的方法测算总功吗？需要测量哪些物理量？ 4为了求出滑轮组的有用功和总功，进而测出滑轮组的机械效率，除滑轮组外，实验中还需要哪些测量器材？ 考前须知：1钩码上升的高度h，可用竖直放置在钩码旁的刻度尺读出，以钩码的下端为标准读数。2拉力F的大小由弹簧测力计的示数读出，要竖直向上匀速拉动弹簧测力计，弹簧不要和外壳摩擦。3测量细绳自由端通过的距离s时，可事先在细绳自由端上作一标记，再拉弹簧测力计，用滑轮组提升重物。用刻度尺量出钩码上升的高度后，再量出细绳标记移动的距离，就是细绳自由端通过的距离s。学生实验：实验结果

18、：同一个滑轮组，在提升不同的重物时，其机械效率是不同的。思考：1还有什么因素会影响滑轮组的机械效率？为什么？小结1有用功、额外功和总功的含义，以及它们之间的关系。 2机械效率含义。3机械效率总小于1。4提高机械效率的方法。练习设计 根底训练教学反思114 认识动能与势能 教学目标1知道什么是动能、重力势能、弹性势能、机械能。2知道动能、重力势能、弹性势能分别与哪些因素有关。 3知道动能、重力势能、弹性势能可以相互转化。 4. 能解释自然界中机械能相互转化的现象。重、难点教学重点：建立动能和势能的概念，理解影响动能和势能大小的因素。教学难点：能的初步概念。器材准备 小车、木块、重物、小桌、沙子、

19、弹簧教学课时 1课时教学过程一、新课引入：置疑：你知道人为什么要吃饭呢？学生讨论。 人类生活、生产是离不开能量。因此，我们就很有必要学习并了解一些有关能量方面的知识。问题：根据你的认识与了解，能说说能量有哪些形式吗？学生讨论答复。那么，什么物体具有能呢？指出：机械能是能量中最常见的一种形式。到底什么是能呢？请观察以下实验。二、新课教学一什么是能1演示实验：1运动的小车推动木块运动。2被举高的重物下落将小桌子压入沙中。3被拉伸的弹簧拉动小车运动。2分析、讨论：1运动的小车对木块、被举高的重物对小桌、被拉伸的弹簧对小车做没做功？你判断的依据是什么？ 2运动的小车、被举高的重物、被拉伸的弹簧有什么共

20、同特点？在学生答复的根底上，引出“能量的概念。3“能量的概念：物体具有做功的本领，就说物体具有能4如何去判断能的大小举例讨论：四、五级风能够推动帆船“逆水行舟；八、九级大风可以使大树“前仰后合，而飓风能把大树连根拔起。分析：哪种风具有的能量最大？你怎样判断能的大小？总结：在物理学中，能量和做功有密切的联系，能量反映了物体做功的本领。一个物体能做的功越多，这个物体的能量就越大。5能的单位和功的单位相同：都是焦耳J。 二机械能：问题：运动的小车、被举高的重物、被拉伸的弹簧都具有做功的本领，所以都具有能。它们具有能的原因是否相同呢？回忆实验作答：小车之所以具有能，是因为其运动；重物之所以具有能，是因

21、为其被举高；弹簧之所以具有能，是因为其发生了弹性形变。为了区分它们，物理学中作了如下规定：1动能：物体由于运动而具有的能。2重力势能：物体由于被举高而具有的能。3弹性势能：物体由于发生弹性形变而具有的能。动能： 机械能 重力势能： 势能弹性势能： 举例说明：日常生活中，哪些物体具有动能？哪些物体具有重力势能？哪些物体具有弹性势能？三动能的大小跟哪些因素有关1 探究动能的大小跟哪些因素有关置疑：物体具有的动能大小可能跟什么因素有关？并说明猜测的依据。 学生猜测：1动能的大小可能跟物体的速度有关；理由是：用玩具手枪射出去的塑料子弹威力大，而用手扔出去威力小；2动能的大小还可能跟物体的质量有关；理由

22、是：在车祸中，电动自行车撞倒行人的后果不太严重，而以相同速度行驶的大卡车撞人的后果严重。设计实验：思考：1怎样让小球自己运动起来，获得动能？2动能的大小可能跟两个因素有关，用什么方法进行实验？3怎样改变小球运动的速度？又怎样控制小球运动的速度相同？ 4怎样比拟小球动能的大小？ 实验探究：分析现象、得出结论：质量相同时，速度越大的物体能做的功越多，说明它具有的动能越大；速度相同时，质量越大的物体能做的功越多，说明它具有的动能大。 2练习：(1)一辆汽车突然加速行使，它的动能_。为什么？(2)洒水车在马路上匀速前进并不停地洒水，它的动能_。为什么？(3)交通部门为什么要对车辆进行限速？为什么同一路

23、段不同车辆限速不同？四势能的大小跟哪些因素有关1 探究重力势能的大小跟哪些因素有关置疑：物体具有的重力势能大小可能跟什么因素有关？并说明依据。 学生猜测：设计实验方案，思考：1如何利用所给器材，比拟重物重力势能的大小？2如何在实验中控制有关的变量？学生根据设计方案探究后，汇报结果；分析总结、得出结论：物体被举得越高，质量越大，它具有的重力势能就越大。关于弹性势能的大小与什么因素有关？让学生自己课后自行设计实验方案、并进行探究。五机械能的转化1说明：1动能和势能是机械能的两种表现形式。2一个物体可以既有动能，又有势能，也可以只具有动能或者只具有势能。2练习：说明以下物体具有什么形式的机械能：在海上行驶的轮船。吊在天花板上的吊灯。被拉长的橡皮条。在空中飞行的子弹。3动能与势能的转化通过实验、观察和分析，认识物体的动能和势能之间是可以相互转化的。1演示并分析活动A中设置的实验：得出结论：物体具有的动能和势能是可以相互转化的。2分析教材三个实例。小结1动能、重力势能、弹性势能、机械能；2动能大小与物体质量及速度的关系；3重力势能大小与物体质量及高度的关系；4. 动能和势能是可以相互转化的。练习设计 根底训练教学反思