沪粤版九年级物理全册教案.pdf
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1、第十一章机械功与机械能11.1 怎样才叫做功学习目标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=F s,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、弹簧秤、刻度尺等。教学过程一、利用情景引入新课用力推却推不动 端酒他们都“做工”了,但 是 没“做功”。如何从物理学角度来理解这个问题呢?二、新课教学探 究 点 一 怎 样 才 叫“做功”1 .通过实验,体 验“做功”。学
2、生实验1:用力沿水平方向推着小车前进(如图所示)。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。S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。,tI I sI 要求:用示意图表示出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,比较一下,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
3、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”)。探究点二如何判断力是否对物体做功:L 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(或其他物品)交给老师。引起学生注意,再结合这一过程,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
4、:分析下列物体受到的力,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,在这个过程中,工人还对小车做功吗?为什么?在学生讨论回答的基础上,归纳出三种不做功的情况:(1)物体没有受到力的作用,靠惯性通过一段路程(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(尸与s 的方向垂直)。探究点三怎样测算功1.功的多
5、少:如 图(甲)所示,用力把一砖块匀速提升1 m,做功W。如 图(乙)所示,如果用力把三块同样的砖匀速提升1 m,做功多少?如图(丙)所示,如果用力把一块砖匀速提升3 m,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,等于力与物体在力的方向上移动的距离的乘积。(1)公式:功=力义距离,即W =F s o(2)单
6、位:在国际单位制中,功 W的单位:牛 米(N-m)或焦耳(J)。(3)1 J 的物理意义:1 N 的力,使物体在力的方向上通过1 m 的距离所做的功为1 J。即:l J=l NX l m=l N m注意:在计算过程中,力 F的单位:牛(N):距 离 s 的单位:米(m)。3.功的简单测算:(1)如图所示,请学生估算:用手匀速托起两个鸡蛋升高1 m 时,手对鸡蛋做的功大约是多少?T(2)如图所示,人拉着重2 0 0 0 N的车子沿水平方向前进5 m,你能求出此人做了多少功吗?如果拉力为5 0 0 N呢?强调解题规范化要求。探究点四机械功原理1 .使用机械能省力或省距离,但不能省功。2 .机械功原
7、理是能量守恒在机械中的体现。板书设计11.1 怎样才叫做功一、机械功二、物体做功的两个必要因素:1.作用在物体上的力;2.物体在力的方向上通过一段距离。三、功=力*距离(的 f s)四、在国际单位制中,功的单位是焦耳,简称焦,用字母J 表示。lJ=lN.m,它表示1N的力作用在物体上,使物体在力的方向上通过了 1m的距离,这个力对物体做的功就是1J.教学反思本节课没有直接给出机械功的定义,而是设计了“找找共同点”这样的活动,给学生充分的经历和体验的空间,让他们通过自己的观察、比较和讨论,逐步建立功的概念。关于功的 计 算(“活动3”),也不是直接讲解,而是给出了一种常见的错误,通过学生的辩析、
8、讨论、纠正,充分发挥学生的主体作用,从而得出正确的解题思路。11.2 怎样比较做功的快慢教学目标Ii .知道功率的概念,知道功率的计算公式、单位及物理意义。2 .会进行有关功率的简单计算。3 .学会用比值法定义物理量。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价值。重、难点教学重点:功率的概念。教学难点:功率的测算。器材准备体重计、卷尺、秒表等。教学过程一、通过生活中实例,引入新课讨论:在建筑工地上,需要把几百块病全部送到楼顶,你能想出几种办法?你认为应选择哪种办法?为什么这样选择?二、新课教学探究点一如何比较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
9、要注意做功的多少,更要关心做功的快慢。如何比较做功的快慢呢?活动:怎样比较做功的快慢1 .阅读课本活动1,注意观察图中情景,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,即女同学只比较功的多少而没有考虑时间,男同学只比较时间的长短而没有考虑做功的多少。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,不能只比较做功多少或只比较做功时间的长短。要比较物体做功的快慢,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1:一位同学一次将四块砖搬到讲台上,另一位同学分四
10、次将四块砖搬到讲台上,两次做功所用的时间不同。实验2:两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3:一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地面搬到讲台上。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。让学生找出比较做功快慢的方法来。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,提出用做功的多少与所用时间的比来
11、比较做功的快慢。教师指出,这是最简单也是最佳的方法。探究点二认识功率1.功率概念:物理学中,把做功的多少与所用时间的比叫做功率。2.功率的物理意义:表示做功快慢的物理量。3.功率计算公式:功率=功/时间,即。=必仁4.功率的单位:在国际单位制中,功的单位是焦,时间的单位是秒,功率的单位是焦/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=1J/s工程上还常用到千瓦(KW)作为功率的单位,1KW=103Wo(1)体验:1W的大小在 1s内将两个鸡蛋举高1 m,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。探
12、究点三功率的计算1.人在3 s内做功1 5 0 J,求人的功率?2.挖掘机在Im in内做了 7.2X 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小时能把水箱充满即可,这台水泵的功率至少是多少千瓦?(g=10N/Kg)方法指导:引导学生首先弄清题意,找出已知量和待求量,明确解题的思路。分析是沿W着p=-w=Gh的思路进行。t探究点四学生活动: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
13、:男女同学各选10名“运动员”排成两纵队,由两位同学记录时间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 名登楼的高度h/m登楼的时间t/s登楼的功率P/W板书设计1 1.2怎样比较做功的快慢一、怎样比较做功的快慢1.相同的时间比较做功的多少2.做相同的功,比较所用时间的多少二、功率1.概念:做功的多少与所用时间的比叫做功率.2.公式:P=W/t3.单位:牛 米(Nm),专门名称焦耳,简称焦,符 号“J”。教学反思1.本节课功率概念的建立是重
14、点内容,我的设计是:让学生感受生活中的做功的快慢,随后提出如何比较做功的快慢?激发学生的学习兴趣。通过展示课本图片以及ppt图片和类比速度的方法突破重点知识。(这种方法我认为能行,但是在实施的时候没有处理好细节)。2.本节的难点是功率的测算,我当时的设计是:通过对登楼功率的测量,提过学生参与教学的意识,同时培养团结协作的精神,加强对功率的认识,以突破难点。(这个方法的效果实践证明很好,学生学习物理的兴趣更浓了)。3.对于功率的变形公式我当时是这样设计的:让学生感受几个比较难的题目,然后提出怎样做?激发学生思考。最后提供解题方法,使学生能灵活应用公式。11.3 如何提高机械效率教学目标Ii .知
15、道有用功、额外功和总功的含义,以及它们之间的关系。2 .理解机械效率的概念,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。教学过程一、新课引入学习和工作要讲究效率,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、新课教学探究点一有用功、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
16、)。课件展示有关生活、生产中搬移物体的片段,引导学生观察。演 示 1:(1)用手将一重物直接从低处匀速搬到高处。演示2:利用斜面将该重物从低处匀速搬到高处。演示3:用动滑轮将该重物从低处匀速移到高处。交流:这些实验中,如何测算人做功的多少?分析:利用机械时,所做的功为何多一些?讨论:哪些功是我们为了达到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1 1 T 6 (a)1 1-1 6 (b)中,哪些功是我们为了达到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?在学生回答的基础上,指 出“有用功”、“额外功”及“总功”的含义:1
17、.有 用 功(*制):是我们需要的有价值的功。2 .额外功(卬.外):对人们既无利用价值又不得不做的功。3 .总 功(IV 总):动力对机械所做的功。4 .总功等于有用功与额外功之和,即 W,肝W 有 用+W 峥。探究点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,另一只是厚铁皮桶,你选择哪一只水桶?为什么?(2)当你用滑轮提升一个重物时,你选择哪一种滑轮?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:有用功与总功的比值。2 .公式:T l=55-X100%*3 .讨论:(1)机械效率表示的物理意义是什么?(2)机械
18、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:如图所示,建筑工人用滑轮组提升重为2 2 0 N 的泥桶,动滑轮重为2 0 N,不计滑轮与绳之间的摩擦及绳重。如果工人将绳子匀速向上拉了 6m,则泥桶上升了多少?滑轮组的机械效率是多少?探究点三测算滑轮组的机械效率实验目的:测算滑轮组的机械效率。实验原理:讨论:W右 国(1)滑轮组工作时的有用功怎样计算?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,从而计算滑轮组工作时的机械效率,除滑轮
19、组外,实验中还需要哪些测量器材?注意事项:(I)钩码上升的高度人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)拉力厂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:实验结论: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:还有什么因素会影响滑轮组的机械效率?为什么?板书设计1 1.3 如何提高机械效率一、什么是有用功、额外功1 .有用功:是
20、我们需要的、有价值的功,叫做有用功。2 .额外功:把无利用价值而又不得不做的功,叫做额外功。3 .总 功:有用功和额外功之和是总功。二、什么是机械效率1、概念:有用功与总功的比值。2,公式:n=(w )/w.a)x i o o%三、如何提高滑轮组的机械效率1、减小动滑轮的重。2、增加物重。3、减小绳子与滑轮的摩擦。教学反思本节课我采用提问一一思考一一实验一一分析一一小结的教学方法,逐步提出有用功、额外功、总功的概念,然后进一步建立机械效率的概念,同时注意引导学生主动思考,认真分析,重视实验,使学生在课内有所思、有 所 见、有所做、有所得,淡化教师的主讲思想,体现学生是学习的主体,让学生逐步形成
21、科学的思维方式和主动的学习习惯,有利于更好的完成教学任务。我认为教学中应该注意如下问题:1、机械效率中 效率”概念不能讲得太死,应留有引申的余地,为以后的效率问题做一定的铺垫。2、机械效率的计算难度不宜过大,机械做功的实例也应避免组合机械。3、严格规范卬同、I V 板“、的书写,强调物理量下标的重要性。11.4 认识动能和势能教学目标Ii .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
22、。教学难点:能的初步概念。器材准备小车、木块、重物、小桌、沙子、弹簧。教学过程一、新课引入人类生活、生产离不开能量。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?学生讨论回答。指出:机械能是能量中最常见的一种形式。设问:到底什么是能呢?二、新课教学探究点一什么是能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
23、共同特点?在学生回答的基础上,引 出“能量”的概念。并引导学生看教材图1 1-1 9 中的情景,说出什么物体具有能量。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:下列哪种风具有的能量最大?(1)四、五级风能够推动帆船“逆水行舟”;(2)八、九级大风可以使大树“前仰后合”;(3)飓风能把大树连根拔起。分析: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)。探究点二机械能的分类问题:运动的小车、被举高的重物、被拉伸的弹簧都具有做
24、功的本领,所以都具有能。它们具有能的原因是否相同呢?回顾实验作答: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。4.机械能的分类:动能:机 械 能J 1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?探究点三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?并说明猜想的依据。猜 想 r 动能的大小可
25、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;猜想二:动能的大小还可能跟物体的质量有关。理由是: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很严重。设计实验:教材P l 5活 动1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)怎样比较小球动能的大小?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,表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,表明它具有的动能越大。练习
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