5 第十五章功和机械能.docx
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5第十五章功和机械能
第十五章功和机械能
单元备课
本单元主
要内容
本章将学习有关机械能的知识，内容包括：
功、功的原理、机械效率、功率、动能和势能、机械能及其转化。
在整册教材中的地位和作用
本章体现新课程标准的教育理念：
1、注重全体学生的发展；2、注重从生活走向物理；3、注重突出实验的作用；4、密切联系社会生活的实际。
本单元的重难点
1、重点：
功的概念、机械效率、功率的概念。
2、难点：
机械效率的理解和分析。
采用何种教学方法
1、突出实验的作用。
2、将理论知识与社会生活紧密联系。
所需课时安排
一、功1课时；二、机械效率1课时
三、功率1课时；四、动能和势能1课时
五、机械能及其转化1课时；复习2课时
预计达到的效果
本章应该让学生进一步理解功和能的关系，在头脑中建立能量的概念。
一功
课型：
新授
教学目标：
1、知识与技能：
结合实例，知道机械功的概念，理解功的含义，知道使用任何机械都不省力。
2、过程与方法：
通过观察和实验，了解功的物理意义。
3、情感态度与价值观：
乐于探索自然现象和日常生活中的物理学道理。
教学重难点：
1、理解功的含义：
功的概念。
2、掌握做功的两个必要因素。
教学过程：
一、复习引入
师：
让生回顾电功是怎么回事？
电流做功的实质是什么？
生：
回答。
师：
说明：
简单理解电流做功也就是电流能为我们做一些事情，电功与电能是紧密联系的。
师：
本学年，我们研究了力，力能不能为我们做功呢？
师：
我们研究力，主要研究力和运动的关系，我们发现，一个力作用在物体上，有时能使物体移动一段距离，有时不能使物体运动。
力能使物体运动，我们说力有了成效，我们就说它做了功。
力作用在物体上，没有使物体运动，我们就说它没有做功。
引出新课。
二、进行新课
（一）、力学中“功”的含义：
师：
结合实例和刚才的分析，让生阅读教材的第一自然段，了解力学里“功”的含义。
生：
归纳：
如果一个力作用在物体，物体在这个力的方向上移动了一段距离，我们就说这个力对这个物体做了功。
师：
引导学生分析：
做功必须包含哪些要素。
生：
一是作用在物体上的力。
二是物体在这个力的方向上移动的距离。
师：
结合具体实例“不劳无功”“劳而无功”进一步强调做功的两个因素在做功中是缺一不可的。
师：
一物体在水平推力的作用下，在水平方向上移动了一段距离，请分析：
推力对物体是否做了功？
重力是否对物体做了功？
为什么？
生：
回答。
师：
设计一个具体的问题：
某同学从水房的地上提起一桶水，沿水平地面回到教室门口，上了台阶，进入教室。
在此过程中，哪些时候人对水桶做了功？
在由水房到教室门口这段路程中，人对水桶做了功了吗？
为什么？
生：
交流与讨论，进一步加深对功的概念的理解。
（二）、功的计算
师：
让生自学本部分内容，了解相应的公式，单位。
生：
师：
课件展示例题，让生在练习本完成此题。
进一步理解功的两个必要因素。
（三）、功的原理
师：
让生回顾前面学过的有关简单机械的知识，我们使用简单机械的目的是什么？
生：
使用方便，省力，省距离。
师：
结合滑轮组思考：
理想情况下F与G的关系是什么？
绳子自由端移动的距离s与物体被提升的高度h之间的关系是什么？
我们的目的是对谁做功？
为了达到目的，我们需做多少功？
人实际做了多少功？
省力吗？
省功吗？
生：
一一讨论，交流，得出结论。
师：
结合教材，分析省力杠杆，省力，但费了距离，最终不省功？
师：
让生阅读教材相应内容，并归纳概括“功的原理”。
生：
使用任何机械都不省功。
三、小结
四、处理课后练习。
五、板书设计
二机械效率
课型：
新课
教学目标：
1、知识与技能：
通过对事例的分析，了解什么是有用功，额外功和总功。
理解什么是机械效率。
2、过程与方法：
通过对斜面机械效率的探究。
学会制定探究方案。
3、情感态度与价值观：
通过探究斜面的机械效率激发学生的探究热情。
教学重难点：
1、重点：
通过探究加深对机械效率的理解。
2、难点：
引导学生提出问题后，要让学生独立完成探究过程。
教学准备：
斜面、小车、弹簧测力计、刻度尺、滑轮组、钩码
教学过程：
一、复习回顾、引入新课
师：
做功的两个必要因素是什么？
生：
回答。
师：
马拉着质量是2000Kg的小车在水平路上前进了400m，做了3×105J的功，马的水平拉力是多大？
生：
在练习本上完成。
师：
让生分析利用滑轮组提升重物的做功情况。
人要做的功的多少？
人实际做的功是多少？
在理想情况下，利用机械能省功吗？
如果不在理想的情况下，能省功吗？
人都对哪些物体做了功？
这些功哪些是对人有用的？
哪些是没有用的？
二、进行新课
（一）、有用功和额外功
师：
根据具体实例，分析有用功、额外功和总功的概念及意义。
1、对重物所做的功Gh是对人有用的功；
2、对动滑轮所做的功G轮h是对人们没有用，但又不得不做的功，是额外功。
3、动力所做的功包括有用功与额外功。
生：
回答。
师：
利用有用功，额外功，总功的相关的相关概念分析，课前插图。
生：
分析。
师：
说明一下，有时额外功与有用功根据具体情况而定，如：
用水桶从进里提水。
（二）机械效率
师：
让学生分析：
使用机械做功时，有用功多好还是少好？
生：
多好。
师：
如果有用功多的同时，额外功更多，还好吗？
生：
不好。
师：
一个机械怎样表示它的性能的好坏？
生：
所做的功中，有用功多额外功少。
师：
补充说明：
也可以说是有用功在总功中所占的比例越大，表明这台机械的性能就好，我们把机械的这种性能称之为机械效率。
师：
让生自学机械效率的有关内容，并谈自己的收获。
生：
1、有用功跟总功的比值叫机械效率。
2、η=W有用/W总=Gh/Fs
3、有用功总是小于总功，所以机械效率总小于1。
师：
补充：
机械效率没有单位，通常用百分数表示。
师：
η=70%的物理意义。
生：
有用功占总功的70%，或100J的总功中，有用功有70J。
师：
处理例题。
生：
在练习本上处理。
（三）、探究滑轮组的机械效率和斜面的机械效率。
1、滑轮组的机械效率
师：
让生根据滑轮组的组成，分析如何来求的滑轮组机械效率。
生：
η=W有用/W总=Gh/Fs
师：
让生思考若要测定滑轮组机械效率应测哪些量？
用到哪些测量工具。
生：
G、h、F、s。
弹簧测力计、刻度尺。
G/N
h/m
F/N
s/m
W有用/J
W总/J
η
师：
找一生到前面演示测定过程，并记录、计算。
生：
操作，发布数据，其化生完成表格。
师：
让生进一步思考，滑轮组的机械效率的高与低应与哪些因素有关。
生：
猜想：
滑轮组的组装方式；
动滑轮重；
被提升的物重。
师：
引导学生验证猜想，在验证过程中应注意什么？
生：
控制变量法。
师：
课件展示如下表格及数据，让生计算并分析。
结论：
滑轮组的机械效率与滑轮的组装（吊动滑轮绳子段数）无关。
2、斜面的机械效率
师：
让生猜测：
斜面的机械效率可能与哪些因素有关？
生：
猜测：
物重、斜面的粗糙、斜面的倾角。
师：
让生思考在设计实验及实验过程中，应注意什么？
生：
控制变量：
用弹簧测力计重物时，应匀速上拉。
师：
让生设计实验记录表格，与滑轮组类似。
师：
让生分析下面的实验数据并得出结论。
结论：
。
结论。
师：
归纳：
1、滑轮组机械效率的影响因素：
、被提升的物重（被提升的重物越重，机械效率越高。
）
、动滑轮的重（个数）（动滑轮越重，其机械效率越低）
、滑轮组的机械效率与滑轮组的组装方式无关。
2、斜面的机械效率的影响因素：
、斜面的粗糙程度（越粗糙，其机械效率越低）；
、斜面的倾斜斜程度（倾角越大，其机械效率越高）；
、斜面的机械效率与被提升重物的重力无关。
三、小结
四、作业与练习
五、板书设计：
三功率
课型：
新授
教学目标：
1、知识与技能：
知道功率的要念，结合实例理解功率的概念。
2、过程与方法：
通过观察了解功率的物理意义。
3、情感态度与价值观：
有将科学技术应用于是常生活，社会实践的意识。
教学重点：
1、重点：
对功率的理解、计算。
2、难点：
功率与机械效率的区别。
教学过程：
一、复习引入：
师：
让生复习回顾有关电功，电功率的知识、明确电功率的物理意义
及概念。
生：
电功-----电流所做的功叫电功。
电功率的意义：
表示电流做功快慢的物理量。
电功率：
单位时间内电流所做的功。
师：
前面我们学习了力学中的功。
力对物体做功有没有快慢之分呢？
让生举例。
二、进行新课
生：
举例
师：
补充：
2000块砖，往三楼上运，人工与机械有区别吗？
生：
做功快慢不一样。
师：
引出力学里的功的功率（物理意义及概念）。
师：
让生自学有关功率部分内容，并归纳概括知识点。
生：
1、概念：
单位时间内所做的功叫功率。
2、公式及单位：
3、一些物体运动的功率。
师：
说明：
1、功率只表示物体做功快慢，不能反映做功的多少？
2、功率与机械效率无关。
师：
拓展：
1、当知道一个物体受到的牵引力的大小，还知道其运动速度的大小，即可算出功率的大小。
2、可以解释为什么样汽车低档位时，牵引力大，面高档位时牵引力小。
师：
引导学生处理例题。
三、小结
四、习题处理
五、板书设计
四动能和势能
课型：
新授
教学目标：
1、知识与技能：
让学生初步了解能量的概念，影响动能和重力势能大小的因素。
2、过程与方法：
S通过探究活动，培养学生的观察、实验能力和分析概括能力。
3、情感态度与价值观：
接着学生良好的科学态度和实事求是的科喾精神。
教学重难点：
1、重点：
通过实例理解动能、势能的初步概念，探究影响动能大小的因素。
2、难点：
组织学生在探究中仔细观察、认真分析。
教学过程：
一、复习引入
师：
电流之所以能做功，就是因为它具有某种本领，能车，一个物体具有了做功的本领，我们说它具有了能量。
师：
同理，在力学量，如果一个物体能对别的物体做功，我们就说它具有了能量。
二、进行新课
师：
让生列举几个能够做功的物体。
生：
流水能将石头冲走；跑动的同学将别的同学撞倒；运动的汽车能将木杆碰倒。
师：
让生体会这些能够做功的物体有什么共同的特点？
生：
都在运动。
师：
我们就把物体由于运动面具有的能量，叫动能。
师：
物体的动能也是有大有小的，一个物体所具有的动能的大小小与哪些因素有关。
生：
猜测：
可能与物体的质量、速度、等有关。
师：
引导学生用实验来验证自己的猜想，设计教材实验。
生：
读教材探究部分的内容。
师：
让学生分析：
1、做该实验时，应注意什么？
2、如何控制速度？
生：
回答。
师：
演示。
生：
观察。
师、生：
得出结论：
质量相同的物体，运动的速度越大，它的动能越大，运动速度相同的物体，质量越大，它的动能也越大。
师：
思考：
小资料及想想议议的问题。
生：
阅读、讨论、思考。
师：
演示，将一铅球举起，它能否做功？
生：
能。
师：
它为什么能做功，让生自学“势能”内容，并归纳概括知识点。
生：
物体由于被举高而具有的能量，叫做重力势能。
物体由于弹性形变而具有的能量，叫做弹性形变。
重力势能和弹性势能统称机械能。
师：
引导学生分析重力势能大小的因素。
生：
质量的大小，高度。
三、小结
四、练习
五、板书设计
五机械能及其转化
课型：
新授
教学目标：
1、知识与技能：
能用实例理解动能和势能的相互转化，能解释一些有关动能、重力势能和弹性势能相转化的现象。
2、过程与方法：
通过实验认识动能和势能的转化。
教学重难点：
动能和势能之间的相互转化
教学准备：
多媒体课件、滚摆、单摆
教学过程：
一、复习巩固
师：
上节课我们学习了动能和势能，这两种能都有与物体的机械运动有关，帮它们统称为机械能。
师：
让生思考，当物体具有势能时，它能否直接对其他物体做功？
生：
不能。
师：
让生思考，具有重力势能的物体是如何对物体作功的？
生：
重力势能先转化为动能，再对其他物体做功。
师：
引入：
机械能中的动能与势能可以相互转化的。
二、进行新课：
师：
演示滚摆实验，让生分析在滚摆下落的过程中，其重力势能如何变化？
其动能如何变化？
生：
重力势能减小；动能增大。
师：
减小的重力势能哪里去了？
生：
转化为动能了。
师：
让生分析滚摆在上升过程式中能量是如何转化的？
生：
重力势能逐渐增大，动能逐渐减小，动能转化为重力势能。
师：
演示单摆实验并让生分析其中能量转化的过程。
生：
师：
让生阅读教材关于人造地球卫星的能量转化问题。
生：
阅读。
师：
提出问题：
根据机械能转化的相关知识分析，卫星在近地点与远地点的重力势能与动能哪个大哪个小？
在哪点时卫星的速度最大？
在哪点速度最小？
在卫星由近地点向远地点运行的过程中，其机械能是如何转化的？
生：
讨论、交流、回答。
师：
引导学生分析动能与弹性势能间的相互转化。
1、当球将弹簧压至最短时，能量是如何转化的？
2、当弹簧恢复原状将球弹出时，能量又是如何转化的？
生：
交流、讨论、回答。
师：
演示：
将一皮球抬高至某一高度，松手后，皮球下落，落地后又被反弹而起，分析此过程中机械能是如何转化的？
生：
讨论，交流。
1、下落过程：
重力势能转化为动能；
2、落地形变：
动能转化为弹性势能；
3、恢复原状：
弹性势能转化为动能。
4、上升过程：
动能转化为重力势能。
师：
拓展引申：
在刚才的过程中，如果没有能量的损失，开始有多少重力势能，就会转化为多少动能，也就转化为多少弹性势能，最后也会转化为多少重力势能，也就是说皮球会反弹至原来的高度，但事实上，皮天很难返回至原来的高度，为什么？
生：
有能量损失：
球与空气的摩擦，与地面间的摩擦，均会损失一部分机械难能。
师：
实际上，机械能在相互转化的过程中，一定有能量的损失，也就是转化为机械能以外的其他形式的能量，故其机械能是越来越小的，如果忽略能量损失，机械能在转化的过程中是守恒的。
正如人造地球卫星，由于其在轨道运行的过程中，机械能损失十分微小，故其运行轨道能够在较长的时间里不会有明显的变化，但终究有一天其机械能越来越小，其轨道半径越来越小，最终坠毁在大气层中。
三、小结
四、作业与练习
1、补充练习：
让生分析：
在奥运会上，绷床运动员从高空跳下，双被绷床反弹回空中的过程中，其机械能是如何转化的。
2、处理课后练习题
五、板书设计
升级会员 