沪粤版九年级上册物理全册教案(推荐)

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第十一章 机械功与机械能 全章概述 教学内容

11.1 怎样才叫做功 11.2 怎样比较做功的快慢 11.3 如何提高机械效率 11.4 认识动能和势能

教学目标

知识与技能 1.理解做功的两个必要因素. 2.理解机械功的计算公式:W=Fs. 3.知道功的原理. 4.理解功率的概念. 5.知道有用功和总功,知道机械效率. 6.理解动能、势能的初步概念,知道弹性势能,知道动能、势能可以相互转化. 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. 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.

教材分析 本章教材的编写思路是:按照初中生的认知规律和知识的内在联系,先探究“机械功”的基本知识,进而研究“机械能”.本章的前三节主要讨论“机械功”:第一节介绍“怎样才叫做功”,建立功的概念,给出功的公式和单位,学习测算功的大小;第二节研究“怎样比较做功的快慢”,从而建立功率的概念,给出功率的公式和单位,并运用公式测量功率;第三节通过分析机械做功的实例,认识有用功和额外功,由此建立机械效率的概念,学习测算简单机械的机械效率.第四节则主要介绍“机械能”:先以功的概念为基础,提出“物体具有做功的本领,即具有能”,然后安排了两个活动,让学生通过观察实验,分析两种形式的机械能——动能和势能的大小分别跟什么因素有关,最后指出动能和势能是可以相互转化的,做功的过程就是能量相互转化的过程. 2

本章框架

11.1 怎样才叫做功 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. 【重点难点】 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.

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.

【新课导入】 导入1:图片导入 多媒体出示四幅图片,人用了力,很累,做了工,但从物理学角度说有的人做功,有的人没有做功,究竟是为什么?

引入本节内容,怎样才叫做了功?

导入2:问题导入 马水平拉货车前进,拉力、重力对货车有没有做功?为什么?如何计算拉力对货车做功的多少? 3

导入3:情景导入 北京时间8月10日,在2016里约奥运会男子举重69公斤级比赛中,中国举重运动员石智勇以抓举162公斤,挺举190公斤,总成绩352公斤,夺得金牌.在石智勇稳稳的把杠铃挺举过头顶时,现场爆发出阵阵的喝彩声,请问当石智勇举着杠铃静止站立时,他有没有对杠铃做功,为什么?

【课堂探究】 1.怎样才叫做功 阅读教材,依据图112找出两者的共同点: 共同点: 物体在作用力的方向上移动了一段距离 . 物理学中关于功的概念,学生阅读教材后完成. (1)物理学中规定, 作用在物体上的力,使物体在力的方向上移动一段距离,就说这个力对物体做了机械功,简称做了功 .

做功的两个必要因素是: 作用在物体上的力 和 物体在力的方向上通过的距离 .

(2)图113的几种情形中人都做功了吗?说明理由. (学生依据课本图交流、讨论) 2.怎样测算功 请学生阅读教材后完成:

(1)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 ; (2)公式: W=Fs ;式中 W 表示功,其单位是 焦耳(J) ; F 表示力,其单位是 牛顿(N) ;s表示物体在力的方向上通过的距离,其单位是米(m).

(3)1 J的功有多大? (4)例题分析:(1)P5例题.(请学生看书) (5)常见的三种情况力不做功: 4

第一:①当你端着一盆水不动时,你累吗?你做功了吗?为什么? ②用力推讲台,讲台没有动,人累吗?人做功了吗? 分析: F≠0,s=0.(劳而无功) ; 第二:用脚踢出足球,球在地面上滚动,滚动过程中,人对球做功了吗? 分析: F=0,s≠0.(不劳无功) ; 第三:①人推着木箱前进时,箱子的重力和支持力做功了吗?为什么? ②人提一桶水沿水平方向前进,提力做功了吗? 分析: F≠0,s≠0.(垂直无功) .

3.机械功原理 学生阅读教材后填写.

用机械工作时,有时可以省 力 ,有时可以省 距离 ,但省力必然 费距离 ,省距离则一定 费力 ,既

省力又省距离是 不可能的 .也就是说 使用任何机械都不能省功 .这个结论叫做机械功原理.

1.在以下四种情境中,人对物体做功的是( A.提着水桶在水平地面上匀速前进 B.扛着米袋慢慢爬上楼梯 C.用力推汽车,汽车没动 D.举着杠铃原地不动 2.人们在使用机械时( A.一定省力 B.一定省距离 C.一定省功 D.可能省力或省距离 3.某同学沿教学楼楼梯,从一楼匀速上到三楼,该同学上楼做的功最接近( A.30 J B.300 J C.3 000 J D.30 000 J 4.起重机将一个重为2×104 N的箱子匀速提高2 m.在这个过程中起重机的拉力做的功为 4×104 J,若又将箱子平移3 m,在这段距离内拉力做功 0 J.

5.图中是一个两面光滑的斜面,∠β大于∠α,同一个物体分别在AC和BC斜面受拉力匀速运动到C点,所需拉力分别为FA,FB,所做功分别为WA,WB,则( 5

A.FA=FB,WA=WB

B.FAB

C.FAB

D.FA>FB,WA>WB

6.小明用20 N的水平推力使重200 N的自行车在水平路面上匀速前进5 m,则小明对自行车做功为 100

J,重力做功为 0 J.

7.斜面长5 m,高1 m,工人用沿斜面方向400 N的力把重1 600 N的集装箱匀速推到车上,推力对集装箱做的

功是多少?(2 000 J)

1.焦耳小时候的故事 英国著名科学家焦耳从小就很喜爱物理学,他常常自己动手做一些关于电、热之类的实验. 有一年放假,焦耳和哥哥一起到郊外旅游.聪明好学的焦耳就是在玩耍的时候,也没有忘记做他的物理实验.他找了一匹瘸腿的马,由他哥哥牵着,自己悄悄躲在后面,用伏达电池将电流通到马身上,想试一试动物在受到电流刺激后的反应.结果,他想看到的反应出现了,马受到电击后狂跳起来,差一点把哥哥踢伤.尽管已经出现了危险,但这丝毫没有影响到爱做实验的小焦耳的情绪.他和哥哥又划着船来到群山环绕的湖上,焦耳想在这里试一试回声有多大.他们在火枪里塞满了火药,然后扣动扳机.谁知“砰”的一声,从枪口里喷出一条长长的火苗,烧光了焦耳的眉毛,还险些把哥哥吓得掉进湖里. 2.焦耳提出功的公式 19世纪的德国医生梅耶(Julius Mayer)看到一匹马拉着重物上坡时大汗淋漓,他认为马儿热得满身大汗不是因为跑得快,而是因为做很吃力的工作,因此他将施力于一个物体时所要付出的东西称为功,而且功与热有关系:功可以转成热,热可以转为功.不过,梅耶并未为功下一个量化的定义.真正为机械功下定义的是物理学家焦耳(James Prescott Joule),他将梅耶所提出的功这个概念,决定为只与施于物体的力及该物体移动的距离有关,也就是说:功=力×位移,这个关于功的公式是由焦耳提出并确定的.

11.2 怎样比较做功的快慢

1.知道功率的概念,知道功率的计算式、单位及物理意义. 2.会计算有关功率的简单问题. 3.通过比较做功的快慢学习用比值法研究物理问题. 6

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. 【重点难点】 重点:功率的概念和物理意义.

难点:设计实验测功率.

【新课导入】 导入1:情景导入 问题1:有一堆沙子约1 t,要送到七楼上去,一种方法是把它们装在桶里,一桶一桶的抬上去;另一种方法是使用小型塔吊一次吊到七楼.你认为两种情况下,对沙子做功是否相同?说出你的理由. 问题2:小明的教室在四楼,通常上楼需要1 min,一次他跑步上楼只用了30 s,请问: (1)小明在两种情况下,做的功是否相同? (2)你认为这两种上楼方法从物理学的角度思考,有什么不同? 导入2:图片导入

如图所示的(甲)、(乙)图片中,如何比较做功的快慢,你分别采取了哪种方法比较?

导入3:问题导入 提问: (1)什么是机械功?怎样才算做功? (2)怎样计算功? (3)如何比较物体做功快慢?物理学中用什么量表示物体做功快慢?功率是如何定义的? 【课堂探究】

1.比较做功的快慢 阅读教材,依据图1110自学并填写. 不同物体做相同的功,时间短的做功较 快 ,时间长的做功较 慢 . 方法一: 做相同的功比较时间的长短 . 不同物体做功的时间相同,做功多的物体做功较 快 ,做功少的物体做功较 慢 .由此可见物体做功有 快慢 之分,这跟物体的运动也有 快慢 之分是一样的. 方法二: 相同时间比较做功的多少 . 2.认识功率 阅读教材内容,学习功率的概念、计算公式、单位及物理意义.