九年级物理第十五章功和机械能教案
第一节：功
教学目标：
⒈理解做功的两个必要因素。认识在什么情况下力对物体做了功，在什么情况下没有做功。
⒉理解计算功的公式和单位，并会用功的公式进行简单计算。
⒊常识性了解功的原理。知道使用任何机械都不省功。会应用功的原理进行简单的计算。
⒋利用不同的研究方法得到功的原理，培养学生的逻辑推理能力。
教学重点
做功的两个必要因素
教学难点
⒈运用公式W＝FS计算机械功
⒉实验结论的归纳得出功的原理
教学方法讲授法、自学指导法实验探索法
教学用具木块、木板、细绳，小车杠杆和支架、钩码、滑轮、细线、刻度尺
课时安排2课时
教学步骤
一、导入新课复习提问
⒈力的三要素是什么？
⒉力能产生哪些作用效果？
二、引入
在物理学中，当一个力作用在物体上，物体在这个力的作用下在力的方向上通过了一段距离，我们就说这个力有了成效。在物理学里，经常要提到“功”的概念，就吸收了“成效”的意思，当然在物理学中功还有它特殊的含义。
三、新课教学力学中的“功”
㈠、学生自学本节课文第一、二自然段，并参看图及图注。提问并由学生回答讨论以下问题：⑴力学里所说的“功”，它的含义是什么？
当一个力作用在物体上，物体在这个力的作用下通过一段距离，力学里就说这个力对物体做
甲
乙
丙了功。
⑵分析图1，做功的实例：在什么力作用下，（这个力的方向是怎样？）沿什么方向移动通过了一段距离？什么力对物体做了功？ ⑶力学里的功包括哪两个必要因素？
力学里的功包括两个必要因素：一是作用在物体上的力，二是物体在力的方向上通过的距离。 强调：“两个必要因素”的含义是指“缺一不可”。只有作用在物体上的力，而没有物体在力的方向上通过的距离，即如果物体仍静止不动，这个力就没有对物体做功。结合课本图2，分析两个小朋友做的功等于零的道理。如果物体靠惯性做匀速直线运动，虽然在水平方向上通过了距离，但并没有水平方向的力作用于它，所以没有什么力做功。结合“在极光滑的水平冰面上滑动的冰球”一例，说明没有什么力对冰球做功。 ⑷练习、分析并演示以下问题，讨论力对物体是否做功？
①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哪个力对物体做了功？为什么？
②用手提着木块不动，木块受几个力的作用？哪个力对木块做了功？
③用沿水平的拉力拉动小车在水平木板上前进。当把拉力去掉后，小车还向前运动一段距离，在这段距离上，拉力对小车做功了吗？
通过以上问题的讨论，进一步理解做功的两个必要因素。研究力对物体做功时，要分清哪个力对物体做功，或者哪个物体（施力物体）对哪个物体（受力物体）做功。 ㈡、功的计算
⒈演示，画板图如图并加以分析。
放在水平面上的小车，在水平拉力作用下前进一段距离，如图1所示，拉力对小车做了功。 甲：拉力为F ，小车在拉力方向上通过的距离是s ，拉力对小车做功；
乙：拉力为2F，小车在拉力方向上通过的距离是s，拉力做的功是甲图中拉力所做功的2倍。丙：拉力为2F，小车在拉力方向上通过的距离是2s，拉力做的功是甲图中拉力所做功的4倍。小结：可见力越大，使物体移动的距离越大，做的功越多。功的大小跟作用在物体上的力成正比，跟物体通过的距离成正比。
⒉功的计算公式
功＝力×距离；即：功等于力与物体在力的方向上通过的距离的乘积。
用W表示功，用F表示力，s表示物体在力的方向上通过的距离，则功的公式可写成：W＝FS＝Gh
⒊功的单位
在国际单位制中，力的单位是牛顿（N），距离的单位是米（m），功的单位是牛顿·米，它有一个专用名称叫焦耳，简称焦（J）。
1焦＝１牛·米
在应用杠杆平衡条件计算时，力和力臂的积的单位时“N•m”，不能写成“J”，这两个单位的物理意义有所不同。
几点说明
①使用W＝F·s，要注意单位的统一。
②做功的多少只由W＝F·s决定，跟物体是做匀速直线运动还是做变速运动无关。
③知道1焦的物理意义，知道1焦的大小。
⒋例题：课本图14—3，求推箱子的小朋友做了多少功？举箱子的小朋友做了多少功？
由一名学生板演，其他学生自己演算。要求解题规X化。
W1＝F·s＝50牛×10米＝500焦
匀速举高箱子，箱子受到两个力，G和F´，F´＝G
W2＝F´h＝100N×＝150J
追问：此题中木箱受到几个力的作用？哪个力做了功？对什么物体做功？重力做了功没有？为什么？学生回答，教师小结。
㈢、小结
⒈力学里的功包括两个必要因素：一是作用在物体上的力，二是物体在力的方向上通过的距离。
⒉功等于力与物体在力的方向上通过的距离的乘积。W＝F·s
⒊功的单位是牛顿·米，它有一个专用名称叫焦耳，简称焦（J）
四、实验研究研究内容：使用机械能不能省功？
⒈杠杆实验
⑴实验目的：研究使用杠杆提升重物时能不能省功？即手直接提升重物做的功与利用杠杆提升重物做的功是否相等。
⑵实验中动力就是手的拉力，阻力的大小等于钩码重。实验是利用杠杆的平衡条件算出手对杠杆的拉力。
实验中手的拉力方向始终要竖直向上，重力方向始终竖直向下，所以它们做功的距离是沿力的方向的距离。把两个刻度尺分别竖直放在砝码及手旁，记下砝码和手的起始位置。当用杠杆提升砝码到一定高度时，再记下砝码和手的终了位置，求出砝码升高的高度h（米）和手移动的距离s（米）。
实验中，杠杆的重及杠杆在运动中的摩擦力忽略不计，实验研究的是理想机械。
⑶按课文实验1，并参照图组装实验器材，将实验结果填入数据表格中，写出实验结论。
⒉动滑轮实验
⑴实验目的：研究使用动滑轮提升重物时能不能省功？即手直接提升重物做的功与利用动滑轮提升重物做的功是否相等。
⑵实验中动力就是手的拉力，阻力的大小等于钩码重。
图，实验是利用杠杆的平衡条件算出手对杠杆的拉力。
实验中手的拉力方向始终要竖直向上，重力方向始终竖直向下，所以它们做功的距离是沿力的方向的距离。把两个刻度尺分别竖直放在砝码及手旁，记下砝码和手的起始位置。当用动滑轮提升砝码到一定高度时，再记下砝码和手的终了位置，求出砝码升高的高度h（米）和手移动的距离s（米）。
实验中，动滑轮的重及滑轮在运动中的摩擦力忽略不计，实验研究的是理想机械。
⑶按课文实验2，并参照图14—5组装实验器材，将实验结果填入数据表格中，写出实验结论。
⒊总结实验结论
⑴学生报告实验记录数值和实验结论。教师将几组数值记于黑板一或事先画好表格的小黑板）上。
⑵实验表明：利用杠杆提升砝码，使用杠杆所做的功F·s（焦）和直接用手所做的功G·h（焦）
相等，即使用杠杆不能省功。利用动滑轮提起砝码，使用滑轮做的功F·s和直接用手所做的功G·h相等，即使用动滑轮也不能省功。
⑶总结出功的原理：
①使用机械时，人们直接用手做的功，都等于使用机械做的功。使用任何机械都不能省功，这个结论叫做功的原理。②功的原理对任何机械都适用。
⒋思维发散：使用任何机械都不省功，为什么人们还要使用机械呢？（课文后“想想议议”）
因为使用机械可以改变动力的大小、方向和动力作用点移动的距离，使用机械还可以改变做功的快慢，使用机械还能比较方便的完成人们不方便完成的工作等，使用机械有很多好处。
⒌斜面
⑴斜面也是一种简单机械，例如在向卡车上装中的货物时，常用木板搭成一个斜面，把重物推上去；爬坡度很陡的山，人感到很吃力，要是沿着盘山公路走就不会感到吃力，可见使用斜面可以省力。根据功的原理，可知使用斜面不省功，省了力就要多费距离。
⑵学生练习：试证明斜面的长度是斜面高度的几倍，所用的推力就是物体重力的几分之一。
⒍小结
⑴功的原理：使用任何机械都不能省功。动力对机械做的功等于机械克服阻力所做的功；
⑵斜面：使用斜面可以省力，斜面的长度是斜面高度的几倍，所用的推力就是物体重力的几分之一。
五、总结
六、作业处理：
第二节：机械效率
教学目标
⒈知道什么是有用功、额外功和总功。
⒉知道什么叫机械效率，知道计算公式。知道机械效率总小于1。
⒊知道提高机械效率的意义和主要方法。
⒋学习组装滑轮组和会测滑轮组的机械效率；
⒌通过学生实验，使学生进一步明确机械效率取决于有用功在总功里所占的百分比，从而了解提高机械效率的途径。
教学重点
⒈使用任何机械都要做额外功
⒉滑轮组的组装，重物上升距离、绳端通过距离的测量
教学难点
⒈有用功、总功的正确判断，理解效率的物理意义
⒉实验的原理
教学方法讲授法实验法
教学用具滑轮、钩码、线、弹簧秤、铁架台、刻度尺
课时安排2课时
教学步骤
一、导入新课复习提问
做功的因素是什么？功的原理是什么？
二、引入
功的原理告诉我们，使用任何机械都不能省功，实际上使用机械还要多做功。例如用动滑轮提升重物时，把滑轮本身也提起来了，滑轮受到重力作用，也发生了一段距离，对滑轮也有做功。另外滑轮与绳子之间存在着摩擦，克服阻力也要多做功。
在利用机械做功时，我们所需的只是其中的一部分，而额外要多做的功也占一部分，那么机械做功就存在一个效率问题。
三、新课教学有用功、额外功、总功
⒈演示实验：用弹簧秤匀速拉动绳端，使重物G升高。从弹簧秤读出拉力F的值，用刻度尺测出重物提升的高度h和弹簧秤移动的距离s。
实验数值G＝5牛，h＝，F＝3牛，s＝1米
弹簧秤的拉力（动力）对动滑轮做的功：W动＝F·s＝3牛×1米＝3焦
提高重物，动滑轮克服阻力做的功：W阻＝G·h＝5牛×
⒉提问：由实验可以看到W动＞W阻，这是为什么？
前面研究简单机械和功的原理时，我们没有考虑摩擦，没有考虑使用动滑轮提升重物时动滑
轮本身重等因素，是理想情况。实际上，我们用动滑轮等简单机械提升重物时，由于要克服摩擦以及不得不把动滑轮一起提升，这时我们用的力（动力）就比没有摩擦时要大（该实验中，理想情况下拉力是2.5牛，而实际的拉力是3牛）。做的功要比没有摩擦时大一些（该实验中，不考虑摩擦时动力做的功是2.5焦，而实际动力对滑轮做的功是3焦）。 ⒊小结
①有用功（W 有用）：利用机械工作时对人们有用的功叫有用功。在用动滑轮提高重物的实验中，用来提高物体的功对我们是有用的，是必须做的。 本实验中的有用功W 有＝G ·h ＝5牛×＝2.5焦。
②额外功（W 额外）：对人们没有用，但又不得不做的功叫做额外功。本实验中，用来克服摩擦做的功、把动滑轮提升做的功对我们没有用，但又不得不做的功，这种功叫额外功。使用任何机械做额外功是不可避免的。
③总功（W 总）：有用功与额外功的总和叫总功。有用功加额外功是总共做的功，叫总功。 本实验中总功W 总＝F ·s ＝F ·2h ＝3牛×1米＝3焦。
本实验中做的额外功W 额外＝W 总－W 有用＝3焦－2.5焦＝0.5焦。 ④判断有用功、额外功
判断有用功、额外功要看做功的过程中，我们想达到的目的是什么，实现这一目的所做的功就是有用功。其余部分就是额外功。例如：用桶打水，提水的功是有用功，提桶的功是额外功；水里捞桶，提桶的功是有用功，提水的功是额外功。 ⑤练习：
计算图中三种不同方法将沙子运上三楼所做的有用功，额外功和总功。以加深对概念的理解。
四、机械效率
⒈根据以上实验，你能算出有用功在总功中占的百分比吗？
⒉定义：有用功跟总功的比值叫机械效率，即有用功占总功的百分比。 ⒊公式：总
有用＝
W W
⒋有用功总小于总功，所以机械效率总小于1
⒌练习：某起重机的机械效率是70%，它表示什么意思？
答：使用起重机提升重物时所做的有用功跟总功的比值是70%，也可以说有用功在总功中占
F
有70%，另30％做的是额外功。 ⒍提高机械效率
阅读课本提高机械效率一段，小结要点，指出采取减小额外 功是提高机械效率的有效方法。 ⒎例题解析
每个动滑轮重力为3N ，用右图两种滑轮组来提升 重物G ，哪些功是有用功、哪些功是总功？哪个滑轮 组机械效率高，为什么？
分析：提升重物G 升高h ，这一部分功为有用功；绳 子末端在力F 作用下通过S 的距离，这个功是总功。W 有用 ＝Gh ，两个滑轮组的W 有用相同。S 1＝3h ，S 2＝5h ，则总功 分别为W 总1＝3F 1h ，W 总2＝5F 2h 。其中乙滑轮组要提升的滑 轮数量更多，做的额外功也较多，所以甲滑轮组机械效率较大。
五、实验 学习组装滑轮组和测滑轮组的机械效率
⒈实验原理
用滑轮组提升重物G 升高h 是做功的目的，这一部分功为有用功；而所有的功都是由绳子末端在力F 作用下通过S 的距离产生的，这个功是总功。 实验原理：Fs
Gh =
总
有用＝
W W η ⒉需要测量的物理量 钩码的重力G ——弹簧秤；
钩码被提升的高度h ——刻度尺； 作用在绳子末端的拉力F ——弹簧秤； 绳子末端被拉高的高度s ——刻度尺。
⒊注意事项
在实验中要将距离测量的准确些。 注意会将细绳绕在滑轮上。 尽可能在竖直方向上使用弹簧秤。
F
注意弹簧秤的示数要用牛顿表示。 拉动的过程中，尽可能使物体匀速上升。 注意分析实验中所出现误差的原因。 ⒋实验记录
⒌小结
根据机械效率的定义，运用公式总
有用＝W W 可以测出滑轮组的机械效率。需要测量的物理量
有4个：钩码的重力G ；钩码被提升的高度h ；作用在绳子末端的拉力F ；绳子末端被拉高的高度S 。
六、总结 七、作业处理
第三节 功 率
教学目标
⒈理解功率。知道什么是功率，知道其物理意义； ⒉知道计算功率的公式、单位，并能进行简单的计算。 教学重点
功率的物理意义
教学难点 功率和机械效率的辨析 教学方法 类比法 课时安排 1课时
教学步骤 一、导入新课
复习提问
⒈力学里的功包括了两个必要因素是什么？功要如何计算？
⒉工地上，要把1000块某某石运到20m 高的楼上，已知每块某某石重50N ，用起重机可以在2分钟之内一次运完。用一个人来运，需要20小时，这两种方法各需要做多少功？哪种方法做功快？
二、引入
用起重机和人来运送某某石，所做的功是相等的。但是用起重机要快的多。可见，做功不但有多少问题，还有快慢的问题。我们已经学过用速度来表示物体运动的快慢。 为了表示做功的快慢我们用功率这个物理量。
三、新课教学
功率
⒈意义：用来表示物体做功快慢的物理量。 ⒉定义：单位时间内完成的功。
类比如何比较物体运动的快慢得到如何比较物体做功快慢的方法。 ⒊定义式：t
W P ⒋单位：瓦特
1瓦特＝1焦耳/秒 1W ＝1J/s
⒌1W 的物理意义：物体在1秒内做功1J 。
⒍指导阅读：P215 图14-12，对各种常见物体的功率有所了解。
⒎功率是机器的主要技术指标之一。指导阅读P215最后一段，简要说明选购机器时，要根据实际需要和可能选择功率合适的机器。
四、X 例分析
例：高出水面30m 处有一个容积是50m 3
的水塔，要用一台水泵在1小时内抽水充满水塔。这台水泵的功率至少要多大？
分析：首先应弄懂题目的意思，找出已知量和待求量，分析时沿着t
W P =→W ＝Gh →G ＝mg →m ＝ρV 的顺序进行；解题之前可以将需要求的量逐步列出，使学生明确解题的思路。
50m 3
的水质量是多少Kg ？
50m 3的水重力多少N ？
水泵一共要完成多少功？
1小时内做这么多功，水泵的功率是多少？ kW W s
J t W P J
m N Gh W N
kg N kg mg G kg
m m kg V m 2.442003600105.1105.130105105/1010510550/101775544333==⨯==⨯=⨯⨯==⨯=⨯⨯==⨯=⨯⨯==ρ解： 五、小结
⒈意义：用来表示物体做功快慢的物理量； ⒉功率的公式：Fv t FS t W P ===
六、作业处理：
第四节动能和势能
教学目标
1．了解能量的初步概念。
2．知道什么是动能及影响动能大小的因素。
3．知道什么是势能及影响势能大小的因素。
4．知道什么是机械能及机械能的单位。
教学重点决定动能、势能大小的因素。
教学难点判断物体所具有的机械能。
教学方法讲授法
教学时间 1课时
教学过程
一、引入新课：从能源，体能方面引入能量复习知识；功和能的关系
二、新课教学能量
演示：A玩具小车拉木块；B举高的钩码拉木块（通过铁架台和滑轮）C伸长的橡皮筋拉木块。
问：三个物体是否对木块做功？（学生回答：做了功）
归纳：⑴物体能够做功，我们就说它具有能量，物体能做的功越多，它的能量就越大。
⑵怎样判断物体是否有能量？看它能否做功。
三、动能探究动能大小与什么因素有关
⒈概念：物体由于运动而具有的能叫动能
⒉决定动能大小因素
演示实验：图1-1
A．质量相同，速度越大，做的功越多，动能越大；
B．速度相同，质量越大，做的功越多，动能越大。
结论：动能的大小与物体的质量和运动的速度有关。
四、势能（重力势能和弹性势能）探究势能的大小与什么因素有关⒈重力势能
②重力势能大小的决定因素
演示实验：如右图
结论：重力势能大小与物体被举高的
高度和质量有关。
⒉弹性势能
①概念：物体由于发生弹性形变而具有的能叫弹性势能。
②弹性势能大小决定的因素：形变的大小
⒊机械能：动能和势能统称为机械能，它的单位是：焦耳
五、练习、小结
六、作业：本节
第五节机械能及其转化
教学目标
1．知道动能和势能、弹性势能可以相互转化。
2．能解释有关动能和势能相互转化的例子。
教学重点动能和势能相互转化
教学难点能解释有关动能和势能相互转化的简单物理现象。
教学方法演示实验法
教学时间 1课时
教学过程
一．复习提问：
什么叫动能、重力势能、弹性势能？它们的大小各由什么因素决定？
二．引入新课：
演示小球竖直上抛，分析其上升和下落过程。
三．新课教学
1．动能和重力势能、弹性势能的相互转化。
（1）．指出演示小球竖直上抛过程中，动能转化成势能（上升），势能转化成动能（下落）。
（2）．演示滚摆实验。
A．学生观察并分析滚摆下落，上升过程中能的转化．
B．归纳：下降：高度↓，速度↑，质量不变，是重力势能转化为动能。
上降：高度↑，速度↓，质量不变，是动能转化为重力势能。
（3）．举例说明动能和重力势能相互转化的例子。如自行车下坡、荡秋千、高空掷物、荡秋千、人造地球卫星等。
2．动能和弹性势能的相互转化。
（1）演示实验：小车的动能与弹性势能的相互转化。
A．学生观察并分析小车运动过程中能的转化．
B．归纳：弹簧压缩：小车速度↓，弹簧形变↑，是动能转化为弹性势能。
弹簧恢复：小车速度↑，弹簧形变↓，是弹性势能转化为动能。
（2）演示实验：分析乒乓球从手中下落到地上，又向上弹的过程中能的转化情况。
分析：乒乓球从手中下落到刚接触地面是重力势能转化成动能，从接触地面到发生到最大形变是动能转化成弹性势能，从恢复形变到离开地面是弹性势能转化为动动，从离开地面上升的过程是动能转化为重力势能。
（3）举例动能与弹性势能相互转化的例子。
⒊介绍人造地球卫星的能量转化关系
四、总结
五、作业处理
第十五章功和机械能 一、单元复习目的 1、知识与技能目标： （1）使学生深刻理解功的概念，明确功的公式，掌握功的计算。 （2）知道什么是机械功以及怎样量度机械功的大小。会理解和计算机械功功率. （3）知道什么是机械效率,它的大小与那哪些因素有关。 （4）知道动能和势能的初步概念以及决定它们大小的因素。了解动能和势能如何转化的。 2、过程与方法目标： （1）通过师生互动，让学生理解做功的两个必要因素，理解功的计算公式，知道功的原理和功率的概念。 （2）培养学生的观察能力。 3、情感、态度与价值观目标： （1）培养学生严谨的科学态度。 （2）培养学生的科学世界观。 二、复习的重点和难点 重点：功和功率的概念；机械功和机械能的概念；机械效率的计算和怎样提高机械效率；动能和势能的相互转化。 难点：做功的两个因素；结合实际理解功率的概念。 三、知识梳理 做功的两个必要因素 功(N) 公式 W＝FS 单位：1焦耳＝1牛米 ? 表示做功快慢的量 概念 定义：单位时间完成的功叫功率 功和功率功率(P) 公式P W t P F v === 单位：瓦焦秒 11/ 有用功：机械对物体做的功。 机械工作时额外功：机械克服自重和摩擦做的功机械效率(η) 总功：动力对机械做的功。 机械效率η=W W 有 总
m 机动能 V 重力势能 m 械势能 h 弹性势能——形变程度 能转化：动能势能 四、教学课时：三课时 第一课时 一、基础练习 1、力学里所说的功包括两个必要因素：一是作用在物体上的力；二是物体在力的方向上通过的距离。 2、功的原理：使用机械时，人们所做的功，都不会少于直接用手所做的功；即：使用任何机械都不省功。公式：W=FS 3、功率：单位时间内所做的功，它是表示物体做功快慢的物理量。公式P=W/t 二、复习内容 1、功： （1）力学里所说的功包括两个必要因素：一是作用在物体上的力；二是物体在力的方向上通过的距离。 （2）不做功的三种情况：有力无距离、有距离无力、力和距离垂直。 即物体受力没有移动；是物体沿力方向通过的距离；物体凭惯性运动。 巩固：☆某同学踢足球，球离脚后飞出10m远，足球飞出10m的过程中人不做功。（原因是足球靠惯性飞出）。 （3）力学里规定：功等于力跟物体在力的方向上通过的距离的乘积。公式：W=FS （4）功的单位：焦耳，1J= 1N·m 。 把一个鸡蛋举高1m ，做的功大约是0.5 J 。 （5）应用功的公式注意：
初三物理第十五章功和机械能复习学案 姓名： 1.某人用20N的力将重为15N的球推出去后，球在地面上滚动了10m后停下来，这个人对球所做的功为（） A．0J B．200J C．150J D．条件不足，无法计算 2．机械师设计制造的任何机械都遵循____原理，使用机械的目的是省____或者省____，但不能省____。 3、下列叙述中能够提高机械效率的是（） A、增加有用功 B、减小机械间的摩擦 C、减小总功 D、使用最省力的机械 4、一台起重机将重6000N的建筑材料提升到10m高的楼房上，做的额外功是40000J，总功是多少？机械效率是多少？ 5.如图，把重为10N的物体推上高为0.5m的斜面，斜面的长为1m所用的推力为12N,沿斜面向上,求推力所做的功和斜面的机械效率? 6. 一个工人用图所示的滑组将800N的重物以0.5m/s的速度匀速提高了2m，人对绳的拉力为250N，求： （1）有用功是多少？（2）滑轮组的机械效率是多少？（3）拉力的功率是多大？ 7. 如图所示，重为500N的物体与地面间的摩擦力为150N，为使物体匀速移动，必须在绳端加60N的水平拉力，则滑轮组的机械效率为
8.甲、乙两辆功率相等的汽车，如果在相等的时间内匀速通过的距离之比s甲：s乙=2：1，那么（） A．两辆汽车的牵引力F甲：F乙=1：2 B．两辆汽车的牵引力F甲：F乙=2：1 C．两辆汽车做的功之比W甲：W乙=1：2 D．两辆汽车做的功之比W甲：W乙=2：1 10.跳伞运动员在匀速下落过程中，下列说法正确的是（） A．势能增大，动能减小，机械能不变 B．势能减小，动能不变，机械能减小 C．势能减小，动能增大，机械能不变 D．势能增大，动能不变，机械能增大 11.小明为了探究动能的大小与哪些因素有关，他设计了如图甲、乙所示的实验。让质量相同的两个小球沿同一光滑斜面分别从A处和B处开始向下运动，然后与放在水平面上的纸盒相碰，纸盒在水平面上移动一段距离后静止，如图甲所示。让不同质量的两个小球沿同一光滑斜面分别从B处开始向下运动，然后与放在水平面上的纸盒相碰，纸盒在水平面上移动一段距离后静止，如图乙所示，则（） A．要探究动能与物体速度的关系应选用甲图，因为质量相同，速度相同 B．要探究动能与物体速度的关系应选用甲图，因为质量相同，速度不同 C．要探究动能与物体质量的关系应选用乙图，因为速度相同，质量相同 D．要探究动能与物体质量的关系应选用乙图，因为速度相同，质量不同
九年级物理第十五章功和机械能教案 第一节：功 教学目标： ⒈理解做功的两个必要因素。认识在什么情况下力对物体做了功，在什么情况下没有做功。 ⒉理解计算功的公式和单位，并会用功的公式进行简单计算。 ⒊常识性了解功的原理。知道使用任何机械都不省功。会应用功的原理进行简单的计算。 ⒋利用不同的研究方法得到功的原理，培养学生的逻辑推理能力。 教学重点 做功的两个必要因素 教学难点 ⒈运用公式W＝FS计算机械功 ⒉实验结论的归纳得出功的原理 教学方法讲授法、自学指导法实验探索法 教学用具木块、木板、细绳，小车杠杆和支架、钩码、滑轮、细线、刻度尺 课时安排2课时 教学步骤 一、导入新课复习提问 ⒈力的三要素是什么？ ⒉力能产生哪些作用效果？ 二、引入 在物理学中，当一个力作用在物体上，物体在这个力的作用下在力的方向上通过了一段距离，我们就说这个力有了成效。在物理学里，经常要提到“功”的概念，就吸收了“成效”的意思，当然在物理学中功还有它特殊的含义。 三、新课教学力学中的“功” ㈠、学生自学本节课文第一、二自然段，并参看图及图注。提问并由学生回答讨论以下问题：⑴力学里所说的“功”，它的含义是什么？ 当一个力作用在物体上，物体在这个力的作用下通过一段距离，力学里就说这个力对物体做
甲 乙 丙了功。 ⑵分析图1，做功的实例：在什么力作用下，（这个力的方向是怎样？）沿什么方向移动通过了一段距离？什么力对物体做了功？ ⑶力学里的功包括哪两个必要因素？ 力学里的功包括两个必要因素：一是作用在物体上的力，二是物体在力的方向上通过的距离。 强调：“两个必要因素”的含义是指“缺一不可”。只有作用在物体上的力，而没有物体在力的方向上通过的距离，即如果物体仍静止不动，这个力就没有对物体做功。结合课本图2，分析两个小朋友做的功等于零的道理。如果物体靠惯性做匀速直线运动，虽然在水平方向上通过了距离，但并没有水平方向的力作用于它，所以没有什么力做功。结合“在极光滑的水平冰面上滑动的冰球”一例，说明没有什么力对冰球做功。 ⑷练习、分析并演示以下问题，讨论力对物体是否做功？ ①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哪个力对物体做了功？为什么？ ②用手提着木块不动，木块受几个力的作用？哪个力对木块做了功？ ③用沿水平的拉力拉动小车在水平木板上前进。当把拉力去掉后，小车还向前运动一段距离，在这段距离上，拉力对小车做功了吗？ 通过以上问题的讨论，进一步理解做功的两个必要因素。研究力对物体做功时，要分清哪个力对物体做功，或者哪个物体（施力物体）对哪个物体（受力物体）做功。 ㈡、功的计算 ⒈演示，画板图如图并加以分析。 放在水平面上的小车，在水平拉力作用下前进一段距离，如图1所示，拉力对小车做了功。 甲：拉力为F ，小车在拉力方向上通过的距离是s ，拉力对小车做功；
第十五章功和机械能 第一课时功 学习目标： 1、知识与技能：●理解做功的两个必要因素. ●知道什么情况下物体做了功,什么情况下物体没有做功. ●掌握功的公式和单位,并会用功的公式进行简单的计算 2、过程与方法： ●培养观察能力. ●养成初步分析问题和解决问题的能力. 3、情感态度与价值观：●通过实践操作,养成实事求是的科学态度,热爱科学的情感. 学习重点：运用功的公式进行计算. 学习难点：判断物体是否做功. 知识链接： 学习过程 第一板块 第一环节——自学质疑 1、请你先阅读“知识链接”中的内容，把你认为比较重要的信息画上线，并快速记住它。 2、请你阅读课文，完成下列任务： 【1】力学里所说的“功”,它的含义是什么 【2】做功的两个必要的因素 【3】总结几种不做功的情况： 【4】功的定义 【5】功的公式符号的意义及单位 【6】功的原理 第二环节——合作释疑 1、虚心请教你的小组伙伴，请他们帮助你解决上面剩余的问题。 2、与小组伙伴交流一下，把大家认为最重要的内容写在下面，准备展示。
第三环节——展示评价 1、按照老师的提示，选派代表展示你们小组的学习成果，小组伙伴帮助他及时修改完善。 2、小组之间相互检查，并评价打分。（小组得分： 分） 3、按照小组检查顺序，检查小组的代表指出被查小组成果展示中出现的问题。 4、请你认真观察各小组展示的结果，把你认为对自己最有价值的信息抄写在下面： 第四环节——巩固深化 1、在老师限定的时间内，请你有选择地快速记忆本节课所学内容。 2、请你独立完成下面的测试（不要参考任何资料）： 【1】做功包含两个必要因素：一个是 ，另一个是 。 【2】在物理学中，把 叫做功，功= 。用公式表示就是 ，功的单位是 ，简称 ，符号 【3】使用任何机械都 功，这个结论叫做 。 【4】（09襄樊）在水平地面上，用50N 的水平拉力拉重为100N 的小车，是小车沿水平方 向前进3m ，所用时间是5s ，则拉力所做的功为 J ，重力所做的功为 . 【5】在2008年北京奥运会上，我国运动员获得女子75kg 以上级举重金牌，她的成绩是165kg.估算她在挺举全过程中对杠铃做的功为（ ） A ．3X102 J B 、1X103 J C.3X103 J D.5X103 J 【6】如图3-1所示的四种情景中，人对物体做功的是（ ） 【7.５ m 2 的物体 A 向左匀速拉动2 m,物体A 受到的摩擦力为６００Ｎ，作 用在绳端的拉力为２５０Ｎ， 则物体A 对地面的压强是 Pa ；拉力做 的功为_________J 。 【8】马拉着质量是2000kg 的小车在水平路上前进了400m ，做了3X105 J 的功，马的水平拉 图3-1
物理人教版第15章《功和机械能》单元复习学案 课题《功和机械能》单元复习课型复习课 学习目标1.理解功的两个必要因素，会判断力对物体是否做功，会正确使用W=FS计算功的大小； 2.理解影响功率大小的因素，能用公式P=W/t计算功率，知道功率的推导公式P=Fv 及应用； 3.理解有用功、总功和额外功，会用η=W有用/W总计算机械效率，知道测定机械效率的 方法；4.知道决定动能、势能大小的因素，能正确分析动能和势能的转化． 重点功的相关计算 难点功与功率的综合运算学具 环节复习过程教师活 动 知识梳理、基础巩固 （一）请完成下面的填空 一、功与功率 功率和功是两个完全不同的物理量，区别如下： （2）在运用P=W/t进行计算时，功和时间必须要对应起来，即要弄清是哪个力对哪个物体做功及完成各部分功所用的时间，不能“张冠李戴”。 二、机械能的分类 三、功的原理：使用任何机械都不＿＿＿＿。因为使用任何机械都不可避免的要做部分额外功，所以任何机械的效率都要小于1，但使用机械可以省力、省距离或改变力的方向。。
典型示例、抽取规律例1.建筑工地上，施工人员用起重机吊臂上的滑轮组吊起建 筑材料(如右图所示)。绕在滑轮组上的钢丝绳最大拉力为6 ×103N，不计滑轮、吊钩、绳的自重及摩擦，一次最多能起 吊 N的建筑材料，实际使用该滑轮组最多只能吊 起5.4×103N的建筑材料，且将建筑材料1s内匀速吊起了 1m，起重机的功率是 W，机械效率为。 若吊起的建筑材料重力减小，机械效率将。 (“增大”、“减小”或“不变”) 例2：如下图所示，钢珠沿竖直平面上的光滑轨道abcd从a点运动到d点，则下列说法中正确的是（） 图19－1 A．通过d时的速度比通过c时大 B．在c点比在b点的重力势能小 C．从a运动到b的过程中，动能转化为重力势能 D．从b运动到c的过程中，机械能转化为重力势能 例3.在不计绳重和摩擦的情况下，利用一滑轮组匀速提升物体．下表是在利用该滑轮组将一物体匀速提升到一定高度时采集到的信息。 (1)通过计算确定该滑轮组提起物体的绳子段数，并在下边虚线框中画出 该滑轮组的组装示意图． (2)用该滑轮组将重为800N的物体匀速提升1m时，拉力做的总功为多少? (解答要求：写出依据的主要公式或变形公式，有数据代入，答案中必须明确写出数值和单位)。 课堂小结本节课我的收获有：我还有这些疑惑：
◆学习目标： 知识与技能：知道动能、势能、机械能及影 响因素，理解功和功率概念、计算公式，知 道有用功、总功、额外功、机械效率及计算 过程与方法：通过对知识结构的整理，培养 综合概括能力。 情感态度价值观：提高应用所学知识解决实 际问题的能力。 重点：应用所学知识解决实际问题 难点：形成知识结构 ◆预习?导学 一、复习本章知识，构建知识网络： 1.功率是表示_______________的物理量，自行车运动员比赛时的功率可达 1 kW，若某运动员以此功率骑车1 min，做功为_______ J. 2.发条拧的越紧的钟表，走的时间越_______，这是因为发条越紧_______能越大. 3.质量为0.5 kg的物体从8 m高处落到地面，重力对该物体做的功是_______ J，物体的_______能减小，_______能增大；若不计空气阻力，则物体增加的_______能是_______. ◆预习反思 4.以下说法正确的是（） A.运动的物体具有的能都是动能 B.一切运动的物体都具有动能 C.只有势能的物体没有机械能 D.质量大的物体具有的重力势能多 5.我国成功发射的“神舟二号”宇宙飞船载人舱按时返回地面指定地点，“神舟二号”载人舱在下落到地面附近时，由于空气阻力作用做匀速运动，则载人舱在匀速下降过程中，它的（） A.动能不变，势能减小，机械能减小 B.动能不变，势能增大，机械能增大 C.动能减小，势能不变，机械能增大 D.动能增大，势能减小，机械能不变 ◆学习?研讨 1.体积相同的实心铁球和木球，以相同的速度沿水平桌面滚动，要使它们具有相同的机械能，可以_____________；若它们处于同一高度，要使它们的机械能相等，可以_____________. 2.一个重物从高处下落的过程中，不计空气阻力它的重力势能不断_______，它的动能不断_______，而它的机械能_______.（填“增大”“减小”或“不变”） 3.一个空中飞行的物体具有80 J的机械能，若它的重力势能为50 J，则它的动能为_________ J；利用它的重力势能最多可做_______ J的功；若将它的重力势能全部转化为动能，则动能的大小为_______ J，此时它的机械能为_______ J. 4.起重机匀速吊起重为1000 N的物体沿竖直方向提升3 m，又使物体沿水平方向匀速移动2 m，则起重机对物体的拉力是_______ N，在整个过程中，拉力对物体做的功是_______. ◆巩固?延展 1.一个人从一楼到四楼，第一次是沿楼梯走上去的，第二次是乘电梯上去的，则人（） A.第一次增加的重力势能较多 B.第二次增加的重力势能较多 C.两次增加的重力势能一样多 D.无法比较 2.篮球落到地面又弹起来，接触地面时被压缩，然后恢复原状，若不计一切阻力，则（）
“功和机械能”复习课案 1．功力作用在物体上，并且使物体沿力的方向通过了一段距离。我们就说力对物体做了功。功的单位是焦（耳）。 2．功率描述做功快慢的物理量，单位时间所做的功叫功率。功率的单位是瓦（特）。 3．功的原理使用机械时做的功，等于不用机械直接所做的功，也就是使用任何机械都不省功。 4．机械效率，有用功跟总功的比值。常用百分数表示机械效率。 5．机械能，物体机械运动的量度，包括动能、重力势能、弹性势能等。 6．动能物体由于运动而具有的能。物体的动能与物体的质量和运动速度有关。 7．重力势能物体由于被举高而具有的能。重力势能与物体的质量和被举高的高度有关。 8．弹性势能物体由于发生弹性形变而具有的能，弹性势能与物体的弹性形变大小有关。 9．动能和势能的相互转化在一定的条件下，动能、势能可以互相转化，并且遵从一定的规律。 10．水能、风能流水和风都是具有大量机械能的天然资源，可以用来为人类服务。 1．杠杆在力的作用下能绕固定点转动的硬棒。从支点到力作用线的距离叫力臂。 2．杠杆的平衡条件动力乘动力臂等于阻力乘阻力臂，即F1L1=F2L2 3．滑轮周边有槽，可绕中心转动的轮子。定滑轮的转轴固定，不省力，能改变力的方向。动滑轮的转轴随物体移动，能省一半力，不改变力的方向。
4．轮轴由轴和大轮组成，能省力和改变力的方向。 一、简单机械 1．为了省力，应选用动力臂长、阻力臂短的杠杆，但使用这种杠杆时，动力通过的距离要比阻力通过的距离长；阻力臂长的杠杆虽费力，但使用时，动力通过的距离比阻力通过的距离小，工作方便，在使用杠杆时，不能同时做到又省力，又少移动距离。 2．轮轴是杠杆的变形。使用轮轴时，动力作用在轮上可省力。 3．使用定滑轮不省力，但可以改变力的方向；使用动滑轮能省一半力；使用滑轮组时，重物和动滑轮的总重量由几股绳子承担，提起重物所用的力就是总重量的几分之一。 4．滑轮组中动滑轮的个数为m，当绳的固定端系在动滑轮的框架上时，则“承担重力”的绳子段数n=2m+1，当绳的固定端系在定滑轮的框架上时，则“承担重量”的绳子段数n=2m。 二、功机械能 1．力和在力的方向上移动的距离是作功的两大要素，缺一不可。没有力也无所谓作功；虽有力的作用，但在力的作用方向上没有移动距离，这个力也没有作功。 作用在物体上的力，使物体沿着力的方向移动了一段距离，那么这个力就对物体作了功。 2．简单机械基本上可以分为二大类，一类称为杠杆类机构、如杠杆、滑轮、轮轴；另一类是斜面类机械，如斜面、螺旋等。这二类简单机械在不考虑无用功的情况下都可以用功的原理来研究。功的原理是机械的基本原理。它告诉我们，使用机械并不能省功。虽然不能省功，使用机械还是有很多好处的：有的可以省力，有的可以少移动距离，有的可以改变力的方向使做功方便。 3．摩擦是普遍存在的，所以使用简单机械时，不可避免地要克服摩擦阻力做功；简单机械本身有重量，在提起重物时又不可避免地要同时提起机械的一部分部件，克服这部分无
人教版物理九年级第十四章《功和机械能》单元备课
物理九年级第十四章《功和机械能》单元备课知识准备： 学生已学过电功和电功率，对于“功”、“功率”的这一名词学生并不陌生，但教师需要点明力学中的功与电学中的功是有区别的，力学中的功具有新的含义。重力、二力平衡的知识、杠杆、滑轮的知识是学生学习本单元必备的前置知识。 单元目标： 1.知道机械功的概念和功率的概念。能计算机械功和功率。能用生活中的实例解释机械功的含义。 2.理解机械效率，会计算机械效率。 3.能用实例说明物体的动能和势能以及它们的转化。能用实例说明机械能和其他形式的能的转化。 4.通过实验探究，理解动能、势能大小的影响因素。能解释动能与势能的相互转化现象。 知识结构： 新课标对科学内容分为三类——物质、运动和相互作用、能量，而本章的功和机械能均属于物质的能量部分。本单元以“功”为中心，辐射出功率、机械效率等知识。由于功的概念比较抽象，在初中阶段更多的是通过实例让学生领
悟功的含义，体现“从生活走向物理”，不是着眼于功的定义。能量概念也是从功的角度引入的，机械能的大小可以从功的角度去描述。 教学策略： 让学生深刻理解物理概念，是学好本单元知识的关键。 1.通过生活实例，让学生深刻理解概念中的关键词。如功的两个必要因 素：1.作用在物体上的力。2.物体在力的方向上移动距离。其中“沿 力的方向”就是关键词，可以举这样的例子让学生判断：在水平面上 自由滚动的铅球，重力对她做功了吗？ 又如，能量的定义“物体能够对外做功，表示这个物体具有能量”。 其中“能够”就是关键词。可以让学生观察吊在空中静止的日光灯，提出问题：日光灯没有对外做功，有能量吗？ 2.让学生理清概念间的联系。如功、功率、机械效率的联系与区别。 3.做好公式的总结。如机械功的公式有两个：W=FS,W=Pt；功率公式有两 个：P=W/t,P=Fv。计算时，根据已知量灵活选择公式。 4.注意总结规律。如通过实验探究，可得到“斜面越陡，越费力，机械 效率越高”的结论。 情景示例： 情景示例一 三功概念的建立与机械效率的教学情景
第十五章功和机械能复习课 教学目标 知识与能力： 知道功的两个必要因素，知道功的公式、单位。了解功的原理。 知道有用功、总功的计算方法，了解额外功的产生，知道做功的过程是能量转化或转移的过程。 理解机械效率，知道斜面的机械效率与什么因素有关。 知道功率的概念、单位，理解功率的含义。 能用实例说明物体的动能和势能及其相互转化，能用实例说明机械能和其他形式能的转化。 过程与方法： 通过探究、自主学习，体验科学探究的过程。归纳、总结所要的学习知识，初步学会归纳的方法 情感、态度与价值观： 能从探究活动中获得成功的愉悦，提高学生学习的自信心 教学重点：机械效率、功率的计算、机械能及其转化 教学难点：功的两个必要因素、斜面的机械效率与什么因素有关。 教学课时：2课时 教学过程 一、知识结构 1、功：做功的两个力要因素，不做功的三种情况，W=Fs ，单位 2、功的原理：理想机械 3、机械效率：公式，测量方法η=（Gh/Fs) ，如何提高η 4、功率：P=W/t=Fv ，与机械效率的区别 5、机械能：概念，动能（m v ），重力势能（m h ），弹性势能（弹性形变） 6、机械能的转化：只有动能和势能的转化时，机械能守恒。 η W 有用 W 总= η Gh FL = ηGh FS =Gh Fh =G F =ηGh FS =Gh F2h =G 2F =η Gh FS = Gh Fnh = G nF = 斜面 滑轮组 动滑轮定滑轮η=Gh/(Gh+fL)η=Gh/（Gh+G 轮h ） 动滑轮，滑轮组
二、练习题 1、小明用100N的力将50N的铅球掷出10m远，则在铅球抛出的过程中，人对铅球所作的功是：（） A、1000J B、500J C、0J D、1500J 2、下列叙述中能够提高机械效率的是（） A、增加有用功 B、减小机械间的摩擦 C、减小总功 D、使用最省力的机械 3、一架匀速上升的直升飞机，它的（） A、动能增加，重力势能不变 B、动能不变，重力势能增加 C、动能和重力势能都增加 D、动能不变，机械能也不变 4、下列自然灾害中，主要由机械能造成的破坏的是：（） A、大火烧毁房屋 B、干旱使庄稼枯死 C、洪水冲垮堤坝 D、汽油燃烧爆炸 5、用100N的力推着小车在水平面上作匀速直线运动，5s内小车前进了10m，则在这段时间内：⑴物体运动的速度是多大？⑵推力做得功多少？⑶推力的功率是多大？ 6、一台起重机将重6000N的建筑材料提升到10m高的楼房上，做的额外功是40000J，总功是多少？机械效率是多少？ 7、使用如图所示的滑轮组，匀速提升质量是500kg的物体，机械效率是70%，对滑轮组做功的总功率是7kW，则重物上升的速度是多少？ 8、在100m深的矿井里，每分钟积水9m3，要想不让积水存留在矿井里，应该用至少多大功率的水泵抽水？ 9、探究：影响滑轮组的机械效率的因素
九年级物理知识点第十五章机械能 第一节、功 1、功定义：在物理学中，把和的乘积。 2、公式： 3、单位：，1J= N·m，1J的物理含义是： 4、做功的两个必要因素：一，二。 5、功的原理：使用任何机械。 第二节、机械效率 1、有用功（）：额外功（） 总功（）：总功、有用功、额外功的关系： 2、机械效率的定义：和的比值。公式: 注意：（1）W 有用 W 总 ，η1（填“<”、“>”或“=”） （2）机械效率用百分数表示 3、（1）竖直滑轮组机械效率的计算： 有用功：总功：机械效率： 备用公式：（力的关系式），（距离的关系式） 其中：F: G 物: G 动 : n： S： h： （2）斜面机械效率的计算 有用功：总功：机械效率： 其中：F: G 物 : S： h： 4.实验：探究竖直滑轮组机械效率的影响因素 （1）需要哪些实验器材： （2）如何拉动弹簧测力计？ （3）表格设计 （4）机械效率：η= （5）影响因素：、、 （6）增大机械效率的方法：、 5.实验：探究斜面机械效率的影响因素 （1）需要哪些实验器材： （2）如何拉动弹簧测力计？ （3）表格设计 （4）机械效率：η=
（5）影响因素：、、 （6）增大机械效率的方法：、 第三节、功率 1、功率的物理意义表示。 2、功率定义：。 3、公式：主单位：常用单位： 1 kw= w 4、测量功率方法：（器材、步骤、表达式） 第四节、动能和势能 1、动能：物体由于而具有的能。影响动能大小的因素：和 2、势能： （1）重力势能：物体由于而具有的能。影响动能大小的因素：和。（2）弹性势能：物体由于发生而具有的能。 影响弹性势能大小的因素： （3）和统称为机械能。 第五节、机械能及其转化
机械能及其转化 教学目标： （一）知识与技能 1. 知道机械能包括动能和势能 2. 能用实例说明动能和势能之间可以相互转化；能解释有关动能、重力势能、弹性势能之间相互转化的简单现象。 3. 初步了解机械能守恒的含义。 （二）过程与方法 观察滚摆的运动、从高处滚下的小球、铁锁的摆动等，分析其具有的能及其变化，理解机械能可以相互转化。 （三）情感、态度与价值观 通过分析物体的能量及其变化，增强学生分析问题、解决问题的能力，培养将机械能的知识应用于日常生活的意识。 教学重点：机械能的概念，机械能的相互转化。 教学难点：机械能的相互转化。 教学用具：滚摆、斜槽、小球、铁锁等。 教学过程： （一）复习提问 手持粉笔头高高举起。以此事例提问：被举高的粉笔具不具有能量？为什么？ （二）引入新课 学生回答提问后，再引导学生分析粉笔头下落的过程。首先提出，当粉笔头下落路过某一点时，粒笔头具有什么能量？继而让学生比较在该位置和起始位置，粉笔头的重力势能和动能各有什么变化？ （三）进行新课 实验1：滚摆实验——展示动能和重力势能间的相互转化 出示滚摆，并简单介绍滚摆的构造及实验的做法。事先应在摆轮的
侧面某处涂上鲜明的颜色标志，告诉学生观察颜色标志，可以判断滚摆转动的快慢。 引导学生复述并分析实验中观察到的现象。开始释放滚摆时，滚摆在最高点静止，此时滚摆只有重力势能，役有动能。滚摆下降时其高度降低，重力势能减少；滚摆旋转着下降，而且越转越快，其动能越来越大。滚摆到最低点时，转动最快，动能最大；其高度最低，重力势能最小。在滚摆下降的过程中，其重力势能逐渐转化为动能。 滚摆到达最低点后，会继续转动，这时，滚摆位置会越来越高，重力势能逐渐增加，速度会随高度上升越来越小，动能逐渐减少，在滚摆上升过程中，其动能转化为重力势能。 结论：动能和重力势能是可以相互转化的。 实验2：斜槽实验——展示动能和弹性势能间的相互转化 演示图2动能和弹性势能的转化实验。让木球从斜槽上端滚下，让学生观察木球碰击弹簧片的过程。然后，依据下图，甲→乙图和乙→丙图分析动能转化为弹性势能和弹性势能转化为动能的过程。 分析：木球接触弹簧，弹簧开始被压缩，随弹簧的缩短，弹性势能增加，速度减小，动能减小，动能转化为弹性势能。木球到达乙图位置时，弹簧形变最大，弹性势能最大，木球速度为零，木球动能为零。弹簧开始弹出木球，到达丙图位置时，木球速度达到最大，动能最大。在弹簧弹出木球的过程中，弹性势能转化为动能。 结论：动能和弹性势能之间也可以相互转化。 —2三幅图中，能量是怎样变化的？又是怎样转化的？ 学生讨论，老师总结。 动能和势能统称为机械能。动能是物体运动时具有的能量；势能是存储着的能量。动能和势能可以相互转化。 甲 乙 丙 图2
初中物理《功和机械能》说单元教材各位评委、老师： 大家好，我说教材的内容选自人教版初中物理第十五章《功和机械能》我将从以下三方面进行阐述： 一、单元主题： 二、单元知识结构： 三、教学方式与策略： 一、单元主题： “能量”是《课程标准》科学内容的三大主题之一，充分说明了“能量”在初中物理教学中的地位，本章的前三节是学习能量的基础，后两内容是认是功和能的关系。 《功和机械能》主要从两个概念，一个定律，一个原理来让学生来认识功和能，并认识生活生产中功的应用。 课程标准对本章的要求我是这样理解的可以分为三个层次：了解、理解、应用。 了解内容包括：1.生活中的功 2.生产中的功；3.机械的发展史及能量的转化 理解内容包括：1功的概念，2功率的概念，3机械效率的概念。 应用部分包括：功，功率和机械效率简单计算。这部分知识是本专题的难点。按课标要求应达到熟练应用能力。 为了达到如上知识与能力的提升，设计了本章教材，下面我
结合本章具体知识，进一步分析《功和机械能》的知识结构。 二、单元知识结构： 学生在学习第八章《电功率》时，对功率及功有了一定的认识。本章内容的学习又是对后续知识《热和能》及《能源及可持续发展》起着铺垫作用，因此本章是力学中的重点章点章节，起着承上启下的作用，它在初中物理力学体系中起着“综合、应用”的作用，占有重要地位。 在这一章中，教材分为六小节，《功》到《功率》和《机械能及其转化》.等。 《功》一节教材从汉字“功”的含义成效出发让学生理解功，同时配有图片，让学生分析生活中做功现象，引导学生归纳出做功的两个因素，并给出公式及单位，最后一部分是让学生探究“功的原理”在探究的过程中复习前置知识简单机械及误差，同时让学生在经历观察、体验的过程，从中获得最直接，生动的实验事实，激发学生学习物理的兴趣。 第二节机械效率是在《功》的基础上，通过想想议议，让学生分析哪些功是必要的哪些功是不必要的，从而给出机械效率的定义及公式，同时从生活的实际出发，让学生去分析如何提高效率，教材中设置了例题让学生对本部分知识巩固应用，同时规范计算题的书写过程，而本节的最后仍然是探究内容，探究《斜面的机械效率》在探究过程中应用了初中重要的研究方法控制变量法。同时在探究过程中培养学生相信科学，尊重科学的良好品质。
第十五章功和机械能 第一节动能和势能 【教学目标】 1.知识与技能 (1)知道动能势能的概念. (2)在探究实验中理解影响动能势能的因素. (3)用能量的初步知识理解分析简单的实际问题. 2.过程与方法 (1)通过观察认识动能势能的存在. (2)通过归纳概括得到动能势能的概念. (3)在讨论探究实验中总结影响动能势能的因素. 3.情感态度与价值观 通过探究实验和合作学习，培养学生严谨的科学态度、敢于探索创新的科学精神及交流合作的团队意讽。 【教学重点与难点】 重点：动能和势能的概念；探究影响动能的因素. 难点：势能的概念 【教学课时】1时 【教学过程】 引入新课 出示斜槽，并演示钢球从斜槽上滚下，在水平桌面上撞击木块，使木块移动了一段距离。让学生分析碰撞过程中，做没做功？ 利用学生分析的结果“钢球对木块做了功”引入能量的概念：一个物体能够做功，我们就说它具有能量。可见物理学中，能量和功有着密切的联系，能量反映了物体做功的本领。 不同的物体做功的本领也不同。一个物体能够做的功越多，表示这个物体的能量越大。 新课教学 物体具有能量的形式是多种多样的，以后我们将逐步认识各种形式的能量。刚才的实验中钢球撞击木块能够做功，但若将钢球停靠在木块一侧(边讲边演示)，这时的钢球并不能推动木块做功。只有运动的钢球才能推动木块做功。 (1)动能：物体由于运动而能够做功，它们具有的能量叫做动能。 引导学生广泛地列举事例，说明运动的空气、水和各种物体都能够做功，而具有动能。概括出“一切运 动的物体都具有动能。” 列举事例说明：运动的物体具有的动能多少不尽相同。如狂风能吹倒大树，而微风只能使树枝摇动。进 而通过演示实验，概括出决定物体动能大小的因素。 演示课本图1-1实验，实验可分三步： 将同一个钢球，从斜面不同高度滚下，让学生观察钢球将木块推动的距离。木块被推动的距离不同, 说明钢球对木块做的功不同。木块被推动得越远，表明钢球的动能越大。实验说明：从不同高度滚下的钢球，具有不同的动能。 上面的实验表明钢球从较高处滚下时具有的动能大。那么钢球从不同的高度滚下时有什么不同呢？ 我们可通过观察实验来得到结论。将质量相同的两个钢球，同时从斜槽的最高点和接近斜槽底部的位置释放。从最高点滚下的钢球能在水平槽上追上从接近底部滚下的钢球。实验表明从高处滚下的钢球速度大。从而得 到结论：物体的动能与速度有关，速度越大，物体的动能越大。 换用不同质量的钢球，从同一高度让其滚下，让学生观察钢球推动木块的距离。从而得出结论：运
人教版九年级物理《第十五章功和机械能》基础知识归纳及练习题 一、功 做功的两个必要因素：作用在物体上的，物体在力的方向上移动的 功的计算：力与力的方向上移动的距离的。W=FS。 单位：焦耳(J) 1J=1Nm 功的原理：使用机械时人们所做的功，都不会少于不用机械时所做的功。即：使用任何机械都不省功。 二、机械效率 有用功：为实现人们的目的，对人们有用，无论采用什么办法都必须做的功。 额外功：对人们没用，不得不做的功（通常克服机械的重力和机件之间的摩擦做的功）。 总功：有用功和额外功的。 计算公式：η=W有用/W总 机械效率小于1；因为有用功总小于总功。 三、功率 功率(P)：，叫功率。 计算公式：。单位：P→瓦特（w） 推导公式：P=Fv。（速度的单位要用m） 四、动能和势能 能量：一个物体能够做功，这个物体就具有能（能量）。 能做的功越多，能量就越大。 动能：物体由于而具有的能叫动能。 质量相同的物体，运动速度越大，它的动能就越大； 运动速度相同的物体，质量越大，它的动能就越大； 其中，速度对物体的动能影响较大。 注：对车速限制，防止动能太大。 势能：重力势能和弹性势能统称为势能。 重力势能：物体由于被而具有的能。 质量相同的物体，高度越高，重力势能越大； 高度相同的物体，质量越大，重力势能越大。 弹性势能：物体由于发生弹性形变而具的能。 物体的弹性形变越大，它的弹性势能就越大。 五、机械能及其转化 机械能：动能和势能的统称。 （机械能=动能+势能）单位是：J 动能和势能之间可以互相转化的。 方式有：动能和重力势能之间可相互转化；动能和弹性势能之间可相互转化。 机械能守恒： 只有动能和势能的相互住转化，机械能的总和保持不变。 人造地球卫星绕地球转动，机械能守恒；近地点动能最大，重力势能最小；远地点重力势能最大，动能最小。近地点向远地点运动，动能转化为重力势能。 一、选择题
人教版物理第十五章《功和机械能》单元教案5 教学目标： 明白得功的两个必要因素；会判定力对物体是否做功；会正确使用W=FS 运算功的大小；明白得阻碍功率大小的因素，能用公式P=W/t 运算功率，明白功率的推导公式P=Fv 及应用；明白得有用功、总功和额外功；会用η=W 有用/W 总运算机械效率；明白测定机械效率的方法，了解提高机械效率的途径；明白决定动能、势能大小的因素，能正确分析动能和势能的转化． 教学过程： 一、学生先看书P 104---119,完成本章知识梳理填空： 2、 重力势能 （1）定义：物体由于被 而具有的能量。 （2）决定其大小的因素： 、 。 5、做功的快慢--功率（P ）：- 3、功的运算： 功 1、定义： 。 2、做功的两个必要因素： ； 。 4、功的单位： （1）定义： 内完成的功。 （2）物理意义：表示做功 的物理量 （3）公式: （4）单位： 单位换算： 国际制单位： 常用单位： 6、做功的效率 ---机械效率（η ）： （1）定义： 跟 的比值。 （2）公式： （3）提高机械效率的方法： 。 3、 弹性势能 （1）定义：物体由于发生 而具有的能量。 （2）决定其大小的因素： 。 机械能 4、动能和势能能够相互转化 机械 能 及其转 化 1、动能 （1）定义： （2）决定其大小的因素： 、 。 5、律机械能守恒定： 。
二、典型例题剖析 例1、一质量为3000kg的汽车沿着长为5.4km的盘山公路匀速行驶，当它从山脚行驶到高为0.5km的山顶时，耗时15min，汽车发动机的牵引力为4000N，求： (1)汽车的行驶速度； (2)汽车发动机牵引力做的功；（图1） (3)汽车发动机牵引力的功率 例2：如图1，从运动员腾空跳起向上运动后再向下落入水中，若不计空气阻力，则运动员的重力势能先（填“增长”“减小”或“不变”），后（填“增大”或“减小”或“不变” 运动员的机械能（填“增大”“减小”或“不变”）。 三、完成抢答题（每4个题一次进行） 1、物理学中常用功率来表示做功的，50瓦= 焦/秒，（图2 其物理意义是。 2、如图是甲、乙两物体做功与所需要时刻的关系图象， 由图可知，甲物体的功率P甲与乙物体的功率P乙是P甲P乙(填“大于”“等于”或“小于”) 3、某同学扛一袋20千克的大米，从校门沿水平的水泥大道走到20米远的食堂，所用时刻 1分钟，后又将这袋米从食堂的底楼扛到3米高的二楼，所用时刻为半分钟，则此同学在水泥大道上的功率为瓦，在上楼过程中功率为瓦，在整个过程中的平均功率为瓦。 4、小华用动滑轮在20s内将重400牛的物资匀速提高2米，所用的拉力为250牛，则在这 一过程中小华所做的有用功是J，他做功的平均功率是W。 5、用10牛的水平拉力使重30N的物体在水平地面上做匀速直线运动，通过的路程为15 米，则物体受到的摩擦力为牛，拉力对物体做的功为J. 6、骑自行车内坡前猛踩一阵，是为了获得更大的，上坡时转化为，以便上的更高。 7、乒乓球落地后又弹起，整个过程中能量转化情形是：下落时，着地时，反弹时，上升时。 8、甲乙两台机器功率之比为2：1，做功时刻之比为2：5，则甲乙做功之比为 9、某矿井深10米，井下每分钟积水3m3，现要使井下工人作业时无水，则应用功率为 W的抽水机抽水。 10、把重15牛的物体匀速提升2米需要对它做J的功；假如用动力臂与阻力臂 长度之比为3：1的杠杆（不计杠杆重力），动力的大小是N；动力作用点沿竖直方向移动的距离是；动力对杠杆做的功是J 11、用一动滑轮将500N的物体匀速提起，人对绳的拉力为300牛，则动滑轮的机械效率为。 12、用一个重12牛的动滑轮，将重100N的物体提高2m，若不计摩擦，W有= J，W 额= J，η= 。 13、重20牛的物体在光滑的水平面上做匀速直线运动，移动距离5m，则外力对物体做功为。 14、研究动能跟哪些因素有关的实验如图3所示，实验过程中，需要让同一个钢球从不同高O 乙 甲 t W
●单元复习目的 一、知识与技能 1.使学生深刻理解功的概念，明确功的公式，掌握功的计算。 2.知道什么是机械功以及怎样量度机械功的大小。会理解和计算机械功功率. 3.知道什么是机械效率,它的大小与那哪些因素有关。 4.知道动能和势能的初步概念以及决定它们大小的因素。了解动能和势能如何转化的。 二、过程与方法 1.通过师生互动，让学生理解做功的两个必要因素，理解功的计算公式，知道功的原理和功率的概念。 2.培养学生的观察能力。 三、情感、态度与价值观 1.培养学生严谨的科学态度。 2.培养学生的科学世界观。 ●复习的重点和难点 重点：功和功率的概念；机械功和机械能的概念；机械效率的计算和怎样提高机械效率；动能和势能的相互转化。 难点：做功的两个因素；结合实际理解功率的概念。 ●课时安排：二课时 第一课时 ●授课时间： 6月 11 日 一、基础知识 (一)功 1.做功的两个必要因素：作用在物体上的力，物体在力的方向上移动的距离 2.功的计算：力与力的方向上移动的距离的乘积。W=FS。 3.单位：焦耳(J) 1J=1Nm 4.功的原理：使用机械时人们所做的功，都不会少于不用机械时所做的功。即：使用任何机械都不省功。 （二）机械效率 1.有用功：为实现人们的目的，对人们有用，无论采用什么办法都必须做的功。 额外功：对人们没用，不得不做的功（通常克服机械的重力和机件之间的摩擦做的功）。 2.总功：有用功和额外功的总和。 3.计算公式：η=W有用 /W总机械效率小于1；因为有用功总小于总功。 （三）功率 1.功率(P)：单位时间(t)里完成的功(W)，叫功率。 2.计算公式：。单位：P→瓦特（w）
第十五章第一节功 一、课标要求：1、知道机械功的概念，能用生活、生产中的实例解释机械功的 含义。 2、结合实例解释机械功的含义。 二、教学设计思想：使学生具有对科学的求知欲,乐于探索自然现象和日常生活中 的物理道理,有将科学技术用于日常生活、社会实践的意识。 三、教学目标：1、结合实例知道机械功的概念。 2、能用生活、生产中的实例解释机械功的含义。 3、理解功的概念，知道使用任何机械都不能省功。 四、教学过程： （一）认识物理学上所讲的做功。 日常生活中常讲做工、工作、不管是体力、还是脑力劳动都是一种工作。这种做工的含义比较广，而物理学中的“做功”是指特定的物理过程，具有一定的含义。 通过请学生看书上的图引入做功的两个必要因素。做功必须具备两个因素：一是作用在物体上的力，二是物体在力的方向上通过的距离，二者缺一不可。教师举例：小孩用力推汽车，车不动，运动员踢足球, 足球在地面上滚动，小孩虽然用力但没有做功，滚动的足球是由于惯性运动的，运动员也没有力对它做功，引导学生知道：作用在物体上的力，使物体在力的方向上通过了一段距离，这个力才对物体做了机械功（简称做功）。 认清是什么力、或哪个物体在做功？根据受力分析，正确判断物体受什么力作用，在该力作用下沿它的方向上移动一段距离。如从井中提起一桶水，是拉力对水桶做了功，拖拉机耕地，机头拉犁做了功，下落的雨滴，重力对雨滴做了功……（学生举例并自我分析） 教师归纳常见的三种不做功的情况。 a.F≠0 S=0，上述所讲的小孩用力推车，没推动，小孩虽然用力但车没动，S=0，所以没 做功。 b.F=0,S≠0，如冰块在光滑的水平冰面上由于惯性匀速滑动，冰块虽然在水平方向上移动 了距离，但因光滑的冰面，冰块不需要牵引力就可以滑动，故没有力对它做功。 c.F⊥S，物体受力方向与运动方向垂直，如在水平地面上滚动的蓝球，球的重力方向竖直 向下，与运动方向垂直，故重力没有对球做功。 (二) 功的计算 根据功的定义得到功的公式，在利用公式W=FS计算功时，要看清移动的距离S一定是在力F的方向上移动的，其次要正确理解公式中各物理量的含义。公式中的各物理量的单位必须统一使用国际单位。 例如：某同学用力提着100牛顿的水桶水平向前走了5米，然后登上高3米的二楼上，问该同学对水桶做了多少功？ 教师分析：水桶重100牛，该同学向上拉力应为100牛顿，水平行走5米时，拉力的方向与运动方向垂直，这时没有对水桶做功，当同学提着水桶上楼时，水桶在拉力的方向上，向上提高了3米，这时拉力对水桶做功。 解： (三)、功的原理。 一般情况下，使用一些机械（如杠杆、滑轮等）时，可以省力，也可以少移动一些距离，但是否可以少做功呢？ 通过演示杠杆和滑轮的实验，得到结论：使用任何机械都不能省功。功的原理是研究使用机械做功时做功规律的，在工作实践中，工程师和物理学家经过期的实验和研究发现。 利用下面的原理图来认识功的原理。