物理九年级15-17章 功 教案.pdf
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1、功教学目标1.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。2.理解计算功的公式和单位,并会用功的公式进行简单计算。教学重点做功的两个必要因素,一是作用在物体上的力,二是物体在力的方向上通过的 距离教学难点运用公式W=F S计算机械功教学方法讲授法、自学指导法教学用具木块、木板、细绳,小车课时安排1课时教 学 步 骤导 入 新 课1.复习提问力的三要素是什么?力能产生哪些作用效果?2.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
2、在物理学中功还有它特殊的含义。新课教学1.力学中的“功”学生自学本节课文第一、二自然段,并参看图1及图注。提问并由学生回答讨论以下问题: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了功。分析图1,做功的实例:货物、铁塔、火箭和原木在什么力作用下,(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?货物在竖直向上的举力作用下,竖直向上通过了一段距离,叉车的举力 对货物做了功。铁塔在竖直向上的拉力作用下,竖直向上通过了一段距离,直升飞机的 拉力对铁塔做了功。火箭在竖直向上的燃烧的气体压力作用下,竖直
3、向上起飞通过了一段距 离,燃烧的气体的压力对火箭做了功。原木在沿水平向前的拉力作用下,沿水平向前通过了一段距离,马的拉 力对原木做了功。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142,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
4、球”一例,说明没有什么力对冰球做功。练习、分析并演示以下问题,讨论力对物体是否做功?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,进一步理解做功的两个必要因素。研究力对物体两个力哪个力对物体做了功?为什么?用手提着木块不动,木块受儿个力的作用?哪个力对木块做了功?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 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。2.功的计算演示,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,
5、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=Gli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
6、(m),功的单位 是牛顿米,它有一个专用名称叫焦耳,简称焦(J)o1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“Nm”,不能写成“J”,这两个单位的物理意义有所不同。儿点说明使用W=F-s,要注意单位的统一。做功的多少只由W=Fs决定,跟物体是做匀速直线运动还是做变速运 动无关。知道1焦的物理意义,知道1焦的大小。例题:课本图143,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。要求解题规范化。Wi=F s=50 牛X 10 米=500 焦匀速举高箱子,箱子受到两个力,G和F,F=GW2=Fzh=100NX1.5m=150J追问:此题中
7、木箱受到儿个力的作用?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。3.小结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。功等于力与物体在力的方向上通过的距离的乘积。W=F s功的单位是牛顿米,它有一个专用名称叫焦耳,简称焦(J)o在应用杠杆平 衡条件计算时,力和力臂的积的单位时“Nm”,不能写成“J”,这两个单位的 物理意义有所不同。作业设置:板书设计功三、功的计算一、什么是功1.功的定义:力与物体在力的方向上通1.意义:力的成效过的距离的乘积2.当一个力作用在物体上,物体|W=FS=Gh|在这个力的作用下通过一段距 离,这
8、个力对物体做了功。二、两个必要因素1.作用在物体上的力;2.力的方向上通过的距离。2.单位:1焦=1牛米教后记机械效率教学目标1.知识与技能知道有用功、额外功、总功的含义,指出它们之间的关系.能结合实例认识什么是有用功、额外功、总功.理解机械效率的概念,知道机械 效率小于1及没有单位的原因.会利用公式7)=W有/W总进行有关计算.2.过程与方法经历测量斜面的机械效率的过程.通过参与探究斜面的机械效率的活动,学习拟 定简单的科学探究计划和实验方案.3.情感、态度与价值观目标关注生产、生活中各种机械的机械效率,具有用机械效率来评价机械的意识.通 过探究活动,进行充分的交流与合作,培养学生严谨求实的
9、科学态度和团结协作 的科学精神.教学重点与难点重点:能结合实例认识什么是有用功、额外功和总功;理解机械效率的概念,会利 用公式7)=W有/W总进行有关计算.难点:会分析影响机械效率大小的因素,指出提高机械效率的方法.教学课时:1时教学过程:引入新课一.复习提问/午s1.什么是功的原理?。2.如图所示的动滑轮提升重5N的 X HF物体,用功的原理求动力F=_o Y3.让学生计算最近一次考试本班的合格率。9二.新课教学1.有用功、额外功和总功(1)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so以下边讲边板书:“实验数值G=5
10、牛,h=0.5米,F=3牛,s=l米。弹簧秤的拉力(动力)对动滑轮做的功:W产Fs=3牛XI米=3焦,提高重物,动滑轮克服阻力做的功:亚阻=6h=5牛X0.5米=2.5焦”(2)提问:由实验可以看到亚动亚阻,这是为什么?学生回答,教师总结: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
11、2.5焦,而实际动力对滑轮做的功是3焦)。(3)总结并边讲边板书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。问:本实验中的有用功是多少?答:W有=6h=5牛X0.5米=2.5焦。本实验中,用来克服摩擦做的功、把动滑轮提升0.5米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。本实验中,有用功加额外功是总共做的功,叫总功。板书:”3.总功(W总):有用功与额外功的总和叫总功”问:本实验中总功W总=?答:W 总=F s=F 2h=3 牛 X 1 米=3 焦。问:本实验中做的额外功是多少?答:W额外=亚总一W有用=3焦一2.5焦=
12、0.5焦。2.机械效率问:根据以上实验,你能算出有用功在总功中占的百分比吗?学生演算,答出计算过程和结果。答:83.3%。教师小结并板书:“4.机械效率:有用功跟总功的比值叫机械效率”有用功总小于总功,所以机械效率总小于1”教师指出:表示机械效率的字母的读音。机械效率用百分数表示,没有单位。问: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 总功中占有70%,另30%做的是额外功。3.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。三.小结及测试。四.布置作业:板书设计:机械效
13、率1.有用功的定义:对人们有用的功叫有用功。W力=Gh2.额外功:人们不需要但又不得不做的功叫额外功。W额二W总-W仃3.总功:有用功和额外功之和。W总二F S4.机械效率:有用功跟总功之比。7=-x lOO%,计算本实验n。5.了解一些常见机械的效率。总教学后记:功率教学目标3.理解功率。知道什么是功率,知道其物理意义;4.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 骤导入新课3.复习提问力学里的功包括了两个必要因素是什么?功要如何计算?工地上,要把1000块大理石运到20m高的楼上,已知每块大理石重
14、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?4.引入用起重机和人来运送大理石,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。新 课 教 学4.功率意义:用来表示物体做功快慢的物理量。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。定义式:P=t单位:瓦特1瓦特=1焦耳/秒 1W=1J/s1W的物理意义:物体在1秒内做功Uo指导阅读:P 215图14-12,对各种常见物体的
15、功率有所了解。功率是机器的主要技术指标之一。指导阅读P 215最后一段,筒要说明选 购机器时,要根据实际需要和可能选择功率合适的机器。5.范例分析例:高出水面30m处有一个容积是50m3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,分析时沿着尸=匕tf W=Ghf G=mgf m=pV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。50m3的水质量是多少Kg?50m3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?解:m-pV-lx l03g/w3 x50zm3=5x l0
16、4gG=mg=5x lO4gx lO7V/A:g=5x lO57Vpr=G/2=5x l05Ax 30m=1.5x l07JP=15x10=420=4.2kW t 360Ck6.小结意义:用来表示物体做功快慢的物理量;功率的公式:尸=匕=1=网t t作业板书设计功率一、意义:用来表示物体做功快慢的物理量二、定义:单位时间内完成的功三、公式n 叩 FS P=-=Fvt t四、单位:1瓦特=1焦耳/秒 1W=1J/s教学后记:动能和势能教学目标1.知识与技能 知道动能势能的概念.在探究实验中理解影响动能势能的因素.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 通过观察认识动能势能的存在.
17、通过归纳概括得到动能势能的概念.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
18、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。演示课本图实验,实验可分三步:将同一
19、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
20、的距离。从而得出结论:运动物体的质量越大,动能就越大。演示实验之后,总结实验结果:运动物体的速度越大,质量越大,动能就越大。势能:物体由于运动的原因而具有动能,物体还可能由于其他的原因而具有能量。例如,同学们都玩过用橡皮筋弹射纸弹的游戏,拉长的橡皮筋能给纸弹一个力,并推动 纸弹移动一段距离,从而对纸弹做了功。同样拉弯的弓,压缩的弹簧也能够做功,它们 都具有能量,这种能量叫做弹性势能,它是由于物体发生弹性形变而具有的能量。解释弹性形变:物体受到外力作用而发生的形状变化,叫做形变。如果外力撤消,物体能够恢复原状,这种形变叫做弹性形变。列举事例说明物体的弹性形变。如:拉长 的弹簧,压扁的皮球,弯曲的
21、钢锯条,上紧的钟表发条等。利用课本图-4的实验,阐明物体的弹性形变越大,它具有的弹性势能就越大。为节 省课堂时间,课前将两个性质相同弹簧,按照课本图4压缩到不同的长度。先后将拉紧 弹簧的绳烧断,两次祛码被弹起的高度不同。弹簧压得越紧,放松时它做的功越多,表 示它的弹性势能越大。被举高的重物,也能够做功。例如:举高的铅球,落地时能将地面砸个坑;举高的 夯落下时能把木桩打入地里。举高的物体具有的能量叫重力势能。列举事例说明:物体的质量越大,举得越高,它具有的重力势能越大。如:举起同 样高度的铅球和乒乓球,铅球落下时做的功多,具有的重力势能大。铅球举得越高,具 有的重力势能就越大。引导学生讨论树上结
22、的苹果是否具有重力势能?通过讨论使学生理解“一个物体能 够做功”的含义。能够做功只是说物体具有了做功的“本领”,但不一定做了功。树上 结的苹果虽然没有做功,但只要它从树上掉下来就能做功,所以我们说它具有重力势能。机械能:让学生分析静止在桌面上的钢球是否具有能量?(具有重力势能)继而 让学生分析在桌面上滚动的钢球具有什么能?通过分析得知滚动的钢球既有动能,又有 势能。动能和势能统称为机械能。一个物体既有动能,又有势能,那么动能和势能的和就 是它的总机械能。(4)能量的单位:从前面的讨论,我们可以认识到能量是跟做功有密切联系的概念,能量 反映了物体具有做功的本领,能量的大小可以用能够做功的多少来衡
23、量。因此,动能、势能和机械能的单位跟功的单位相同,也是焦耳四、作业设置:教学后记:机械能及其转化教学目标1.知识与能力知道机械能包括动能和势能.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.初步了解机械能守恒的含义.2.过程与方法通过观察和实验,认识动能和势能之间的相互转化的过程.动手设计实验,勇于探索自然现象和身边的物理道理.3.情感态度与价值观关心机械能与人们生活的联系,有将机械能应用于生活的意识.乐于参加观察、实验、制作等科学实践.教学重点与难点能量守恒的理解和动能和势能的转化.教学课时:1时教学过程:引入新课手持粉笔头高高举起。以此
24、事例提问:被举高的粉笔具不具有能量?为什么?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,粉笔头具有什么能量?(此时既有重力势能,又有动能)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?(重力势能减少,动能 增加)在粉笔头下落的过程,重力势能和动能都有变化,自然界中动能和势能变化的事 例很多,下面我们共同观察滚摆的运动,并思考动能和势能的变化。实验1:滚摆实验。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,可以判断摆轮转动的快慢。引导学生复述并分析实验中观察到的现象
25、。开始释放摆轮时,摆轮在最高点静止,此时摆轮只有重力势能,没有动能。摆轮下降时其高度降低,重力势能减少;摆轮旋 转着下降;而且越转越快,其动能越来越大。摆轮到最低点时,转动最快,动能最大;其高度最低,重力势能最小。在摆轮下降的过程中,其重力势能逐渐转化为动能。仿照摆轮下降过程的分析,得出摆轮上升过程中,摆轮的动能逐渐转化为重力势台匕 目匕。实验2:单摆实验。此实验摆绳宜长些,摆球宜重些。最好能挂在天花板上,使单摆在黑板前,平行 于黑板振动,以便在黑板上记录摆球运动路线中左、右最高点和最低点的位置。分析 单摆实验时,摆球高度的变化比较直观,而判断摆球速度大小的变化比较困难,可以 从摆球在最高点前
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