第十五章 功和机械能教案.docx
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第十五章功和机械能教案
康庄中学九年级物理教案
课题
第一节 功
（共课时）
备课人
授课人
授课时间
周星期
教学
目标
1．知识与技能
（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，知道使用任何机械功都不省功。
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：
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学道理，有将科学技术应用于日常生活、社会实践的意识。
教学
重点
功的概念和做功的两个必要因素，功的计算公式。
教学
难点
功的概念。
教具
学具
教学设计（第课时）
教学内容及教师活动
学生活动
个性增补
一、引人新课：
提问：
平时，我们常用力去移动物体，使其位置改变。
下面请同学们一起做三个小实验。
讲述：
由此，人提物体“累”的程度，不能仅仅单独由力的大小或单独由移动的距离大小来比较或表示，所以我们引人一个新的物理量——机械功（简称功）。
板书:
一、功
二、讲授新课：
功这个物理量和什么因素有关呢？
请同学们看图：
课本104页图15.1－1：
这两幅图中有什么共同的地方或者共同的要素。
答：
都有力，物体都移动了一段距离。
问：
移动的距离和力之间有何关系？
答：
是在力的作用下，沿力的方向上移动的距离。
讲述：
在物理学中就说图中的力对物体做了功。
请同学们看图：
课本104页图15.1－2：
甲：
用力而未移动距离；乙：
水平方向移动的距离但水平方向上却没有力。
分析得出：
l．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的距离。
讲述：
必要的意思就是一个都不能少，请同学们用做功的两个必要因素判断下面几种情况下，力对物体是否做功？
[演示1］手提着钩码在空中静止不动，问拉力是否对钧码做功？
为什么？
[演示2］手提着钩码匀速水平移动一段距离，问拉力是否对物体做功？
为什么？
［演示3］手提着钧码匀速上升，问拉力是否对物体做功？
为什么？
讲述：
通过以上分析，我们看出，物理学中的做功与日常生活中工作的意思不同。
日常生活中所说的工作包括一切消耗体力和脑力的劳动，但物理学中功的涵义要狭窄且严格得多，即做功必须同时满足两个必要因素。
想一想上课起始同学们一起做的提书包和提书的实验中，我们所说的“累”的程度大小，这个“累”字体现的含义是什么？
［功］
功的大小与力和距离这两个因素有何关系呢？
力越大，使物体移动的距离越大，这个力的成效越显著，说明力所做的功越多。
2．物理学中，力与物体在力的方向上通过的距离的乘积叫做功。
即 功＝力×距离用
功的公式：
W＝FS。
W－功－焦耳（J），F－力－牛顿（N），s－距离－米（m）。
3．功的单位：
焦耳（J）l焦耳＝l牛顿·米 1J=1N·m
〔例题l〕一台拖拉机耕地时，牵引力是28500牛，前进了l00米，此拖拉机的牵引力做了多少功？
［例题2]马拉着重为19600牛的车在水平路面上前进了400米，做了3×105焦耳的功。
车受的重力有没有做功？
马的水平拉力是多少牛？
分析：
因为马在水平路面上前进，竖直方向上没有通过的距离，所以车受的重力不做功。
求马的水平拉力，可从已知拉力做功和车前进的距离，由W＝F·S公式求得。
答：
车受的重力没有做功，马的水平拉力是750牛。
学生阅读课本106页，小结：
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，也就是
功的原理：
使用任何机械都不省功。
三、巩固检测：
［例题3］回忆上课起始做的三个实验，若匀速提书包和4本书所需的力分别为30牛和5牛，课桌高80厘米，计算下面情况下拉力做功的大小：
（1）把书包和4本书从地面提到桌面上，拉力分别做功多少？
（2）把书包提高5厘米，把4本书从地面提到桌面上，拉力做功分别为多少？
小结：
功的大小是由力和在力的方向上移动的距离大小共同决定的，作用力大的做的功不一定多，距离长的过程做的功也不一定多。
解题时要注意单位统一。
［例题4］小刚把重为1000牛的箱子沿着水平地板推动1米，小刚对箱产做的功（） A．1000焦 B．l焦 C．0焦 D．无法确定 引导学生分析物体受到几个力，画出力的示意图。
1．学生实验：
用手匀速将放在桌旁地面上的书包和4本书分别提到桌面上。
问：
两次移动的距离怎样？
哪次“累”一些呢？
为什么？
答：
两次移动的距离相同，提书包“累”一些，因为提书包需较大的拉力。
［移动相同的距离，需要的力越大越“累”］
2．学生实验：
用手将放在桌旁地面上的书包分别匀速提到凳子上和桌面上。
问：
哪次“累”一些呢？
为什么？
答：
提到桌面上“累”一些，因为移动的距离较大。
［用同样的力移动物体，移动的距离越大越“累”。
］
3．学生实验：
用手将书包提5厘米左右和将4本书从地面提到桌面上。
问：
哪次“累”一些？
为什么？
答：
无法比较，因为两种情况需要的拉力大小不同，移动的距离也不同。
力的大小不同，移动的距离不同，无法比较哪次更“累”。
作业设计
课本107页练习2、3。
板书设计
第一节 功
l．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的距离。
2．物理学中，力与物体在力的方向上通过的距离的乘积叫做功。
即 功＝力×距离用
3．功的单位：
焦耳（J）l焦耳＝l牛顿·米 1J=1N·m
4.功的原理：
使用任何机械都不省功。
拓展与提高
解释斜面的原理
反馈与解决
评价与反思
备课组长：
教研组长：
教导主任：
康庄中学九年级物理教案
课题
第二节 机械效率
（共课时）
备课人
授课人
授课时间
周星期
教学
目标
1．知识和技能
（1）了解什么是有用功、额外功和总功。
（2）理解什么是机械效率。
2．过程与方法
通过参与探究斜面机械效率的活动，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
在实验中培养合作精神，养成实事求是、尊重实验结果的科学态度。
教学
重点
知道有用功、额外功和总功，理解机构效率。
探究斜面的机械效率。
教学
难点
测量简单机械的机械效率。
教具
学具
弹簧秤、小车、长木板、铁架台。
教学设计（第课时）
教学内容及教师活动
学生活动
个性增补
一、引入新课
师：
小明家最近买了一处新楼房，一单元二楼。
想把洗手间、厨房装修一下，需把沙子运到二楼。
请同学们根据需要，选择器械帮助小明家解决这个问题，看看哪个小组选的办法最好？
（把沙子装入桶中，用动滑轮把沙子拉到楼上；在地面与楼面之间搭上木板，将沙子装入袋子沿着木板推到楼上……）
二、进行新课
师：
假如用动滑轮提升沙子，请同学们观着提沙子的过程（媒体显示）。
师：
对谁做的功是我们需要的？
师：
（板书有用功：
我们所需要的功。
）
哪部分功是我们不需要，但不得不做的？
师：
（板书额外功：
工作时，对于额外负担所不得不做的功。
）
一共做的功等于什么？
师：
（板书总功：
有用功与额外功之和。
）
假如用斜面推沙子（媒体显示），有用功、总功、额外功各是多少？
师：
假如我们用下面三种方法搬运沙子（媒体显示），
你认为哪一种方法最好？
为什么？
师：
工作中，我们总是希望额外功越少越好；也就是有用功在总功中所占的比例越大越好。
在物理学中，用机械效率表示有用功在总功中所占的比例。
（板书机械效率：
有用功在总功中所占的比例）表示机械效率；W有表示有用功；W总表示总功。
那么，机械效率应该怎样表示？
师：
根据公式计算，上面斜面的机械效率是多少？
。
师：
观察计算结果，对“机械效率”，你能发现什么？
师：
同学们，刚才我们知道上面斜面的机械效率，任何斜面的机械效率都一样吗？
请同学们再来观察用斜面推物体的情景（媒体显示）。
师：
下面我们探究斜面的机械效率（板书探究：
斜面的机械效率。
）
通过观察上面用斜面推物体的情景，对斜面的机械效率你能提出什么问题？
生：
提出问题。
（斜面的机械效率与斜面的倾斜程度有什么关系？
斜面的机械效率与斜面的粗糙程度有什么关系？
……）
做出猜想。
（在斜面高一定时，斜面的倾斜程度越大，机械效率越高；在斜面的长、高一定时，斜面越光滑，机械效率越大。
）
师：
请同学们根据提出的问题和做出的猜想，每一小组选择其中的一个问题进行实验，设计出实验的方案。
师：
下面请同学们根据设计的实验方案，选择桌面上的器材进行实验。
师：
分析实验数据，你能得出什么结论？
生：
小组回答。
师：
回想实验的过程，影响实验的误差是什么？
三、小结
师：
通过本节课的学习，你有哪些收获？
生：
思考回答。
（1．有用功、额外功、总功；2．机械效率：
定义、公式、计算；3．探究：
斜面的机械效率。
）
四、动动脑
师：
根据生活中你使用的机械，想想：
怎样提高机械效率？
结合自己的学习实际，如何提高学习效率？
五、布置作业
设计实验，测定滑轮组的机械效率
生：
小组讨论后自由回答
生：
观察思考。
生：
对沙子做的功。
生：
提桶所做的功，克服动滑轮的重力所做的功。
生：
有用功与额外功之和。
生：
（计算回答）
生：
讨论回答。
（第三种方法最好，因为第三种方法做的额外功最少。
）
生：
计算回答
生：
讨论回答。
（机械效率没有单位，小于1，常用百分数表示。
）
生：
观察思考。
师：
请同学们猜想上面提出的问题。
生：
小组讨论，设计实验的方案。
生：
小组实验，同时设计表格记录数据。
生：
讨论回答。
作业设计
110页1,
板书设计
四．机械效率
1．有用功：
我们所需要的功额外功：
对于额外负担所不得不做的功。
总功：
有用功与额外功。
2．机械效率：
有用功与总功之比。
公式
，没有单位，小于1，常用百分数表示。
3．探究：
斜面的机械效率
提出问题、猜想、设计实验方案、进行实验、分析数据，得出结论、评估。
拓展与提高
斜面的应用
反馈与解决
评价与反思
备课组长：
教研组长：
教导主任：
康庄中学九年级物理教案
课题
第三节功率
备课人
授课人
授课时间
周星期
教学
目标
1．知识与技能
（1）知道功率的概念。
（2）结合实例理解功率的概念。
了解功率在实际中的应用。
2．过程与方法
通过观察和联系生活实际了解功率的物理意义。
3．情感、态度与价值观
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学道理，有将科学技术应用于日常生活、社会实践的意识。
教学
重点
理解做功率的物理意义；能用公式P=W/t解答相关的问题。
教学
难点
理解功率实际上是表示能量转化快慢的物理量。
教具
学具
多媒体
教学设计（第课时）
教学内容及教师活动
学生活动
个性增补
●教学过程：
一、复习：
1、力学里的功包括两个必要的因素是什么？
2、计算功的公式和国际单位制中功的单位是什么
二、引入：
我们怎样比较做功的快慢，做功不但有一个多少的问题，还有一个做功快慢的问题。
如体重相同的甲、乙两同学，甲慢慢从一楼走到五楼，乙快速从一楼跑到五楼，尽管两人做的功一样多，但甲需较长时间，做功慢；乙需时间较短，做功快。
比较做功快慢就像比较物体运动的快慢一样，可以采用：
a.做同样的功，比较做功时间的长短；b.在相同的时间内比较做功的多少。
物理学上常采用b情况，一般都取“单位时间”。
就是指单位时间里完成的功叫功率。
很显然功率是表示物体做功快慢的物理量。
三、新课教学：
功率：
单位时间内做做的功叫做功率，它是用来表示物体做功快慢的物理量。
功率公式：
P－功率－瓦特（W）；W－功－焦耳（J）；t－时间－秒（s）。
1W＝1J/s，1KW＝103W。
举例说明瓦特的物理意义。
机械效率和功率的区别：
功率和机械效率是两个不同的概念。
功率表示做功的快慢，即单位时间内完成的功；机械效率表示机械做功的效率，即所做的总功中有多大比例的有用功。
四、例题讲解
例1．建筑工地上,水泥板质量是1t,起重机在20s内匀速把它提升到5m的高度,起重机提升重物的功率是多少W?
合多少KW?
（g=10N/kg）
例2.起重机以0.1m/s的速度将重400N的重物匀速提高5m,起重机做功多少J？
它的功率是多少W？
合________KW.
五、课堂练习（测）（每题10分,共100分）
1.下列说法中正确的是（）
A、机械做的功越多,它的功率一定大B、机械做功时间短,它的功率一定大
C、机械做功越快,它的功率就越大D、做相同的功,机械用的时间长,它的功率大
2.下列都是功率的单位的是（）
A、W、J/sB、KW、PaC、W、N/mD、N/m2、N·m
3.某机械在2min内把600N的物体匀速提升4m,这个机械的功率为（）
A、2400WB、1200WC、20WD、50W
4.10kw的机器正常工作时,每分钟做的功是（）
A、10JB、2.4×107JC、6×105JD、104J
5.一台机器的功率是750W,它表示的意思是（）
A、这台机器1min做功是750WB、这台机器1min做的功是750J
C、这台机器1s做的功是750JD、这台机器1s做的功是750W
6.甲乙两台机器,功率之比为2:
3,工作时间之比为1:
3,则它们所做的功之比为（）
A、2:
9B、2:
1C、3:
2D、3:
1
7.计算功率的公式是P=_______,由此公式变形可得计算功的另外一个公式W=_______.此公式中只有功率的单位是______,时间的单位是_______,功的单位才是焦耳.
8.甲乙两台机械,它们的功率之比是3:
1,在相同的时间里,所做的功之比为______,若做相同的功,则所需时间之比是______.
9.蓝鲸游动时的功率可达350KW,合__________W;某洗衣机的功率是350W,合_______kW.
10.建筑工地上有300块砖,已知每块砖的质量是1.2kg,把这些砖运送到15m高的楼顶,如果用起重机需要1min,而如果用工人则需要1个小时,分别计算起重机和工人的功率.（g=10N/kg）
阅读课本111页，钩出重点知识，在不懂之处打上问号。
作业设计
113页1、3。
板书设计
第三节功率
一、间里完成的功叫功率。
很显然功率是表示物体做功快慢的物理量。
二、
P－功率－瓦特（W）；W－功－焦耳（J）；t－时间－秒（s）。
1W＝1J/s，1KW＝103W。
拓展与提高
观察常见机械的功率
反馈与解决
评价与反思
备课组长：
教研组长：
教导主任：
康庄中学九年级物理教案
课题
第四节 动能和势能
备课人
授课人
授课时间
周星期
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。
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识。
教学
重点
通过实例说明物体的动能和势能。
教学
难点
引导学生探究影响动能和势能大小的因素。
教具
学具
斜槽，钢球，木块，橡皮筋，压缩弹簧等。
教学设计（第课时）
教学内容及教师活动
学生活动
个性增补
一、引入新课
或为什么小小的馒头能把人砸伤？
学完这节课大家自然会明白。
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?
通过“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不同。
一个物体能够做的功越多，表示这个物体的能量越大。
二、新课学习
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。
”
通过演示实验，概括出决定物体动能大小的因素。
演示课本实验，实验可分三步：
①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：
从不同高度滚下的网球，具有不同的动能。
②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。
③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。
2.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，物体由于弹性形变而具有的能量叫做弹性势能。
如：
拉长的弹簧，压扁的皮球，弯曲的钢锯条，上紧的钟表发条，撇开的弓等。
将两个性质相同弹簧，压缩到不同的长度。
先后将拉紧弹簧的绳烧断，两次砝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。
物体由于被举高而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的苹果是否有重力势能?
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。
3.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量。
因此，动能、势能以及其他能量的单位跟功的单位相同，也是焦耳。
三、小结
通过以下问题的讨论，进一步帮助学生理解能量、动能、势能等概念及其单位。
（1）高山上有一块大石头，稳稳地待在那里，它有没有能量?
有什么能量?
（2）列举几个物体具有动能、重力势能、弹性势能的事例。
（3）在同一高度铅球和棒球具有的重力势能不相等，若使它们的重力势能相等，可采取哪些方法?
（4）从斜槽上端滚下的小球，它有没有重力势能?
在它下滚的过程中重力势能的大小有没有变化?
为什么?
在滚下的过程中有没有动能?
它的动能有没有变化?
为什么?
学生看一则新闻：
《一铁路职工“中弹”昏倒》。
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。
作业设计
思考课本116页1。
板书设计
第四节 动能和势能
1.动能：
物体由于运动而具有的能量叫做动能。
2.势能：
3.能量的单位
拓展与提高
动能和势能的相对性
反馈与解决
评价与反思
备课组长：
教研组长：
教导主任：
康庄中学九年级物理教案
课题
第五节 机械能及其转化
备课人
授课人
授课时间
周星期
教学
目标
1．知识与技能
（1）知道机械能包括动能和势能。
能用实例理解动能和势能的相互转化。
（2）能解释一些有关动能、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。
2．过程与方法
通过观察和实验，认识动能和势能的转化过程。
3．情感、态度与价值观
（1）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。
（2）培养学生具有爱国意识。
教学
重点
通过实例说明物体的动能
教学
难点
引导学生探究影响动能大小的因素
教具
学具
滚摆、铁锁、细绳、溜溜球、铁架台、钢球、细线、带弹簧的斜面。
教学设计（第课时）
教学内容及教师活动
学生活动
个性增补
引入新课:
一、我们在初二的时候就已经学习过关于能量的转化，请回答，电灯工作的时候，能量是怎么转化的？
风力发电机工作的时候，能量是怎么转化的？
水利发动机工作的时候，能量是怎么转化的？
电动机工作的时候，能量是怎么转化的？
学生讨论回答
二、情景：
操作乒乓球，吸引学生注意力并切入主题
动手动脑搞探究：
1．老师提问：
为什么乒乓球在松手后能够不停的上下运动呢?
这需要学生自己探究：
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。
三、加强巩固
1．单摆实验：
说明动能和重力势能是可以相互转化的。
2．蹦蹦床分析：
弹性势能和动能的相互转化。
得出：
动能和弹性势能也是可以相互转化的。
自然界中动能和势能相互转化的事例很多。
首先分析课本图15.5—2,加深学生对动能、势能转化的认识，再请学生列举生活中动，势能转化的实例，老师和学生共同分析。
如下坡时自行车运动得越来越快、打夯等。
概括结论：
一、动能和势能可以相互转化
四、引出机械能的定义：
动能和势能之和
2．学生实验
先将滚摆置于最高点，然后释放摆轮。
分析：
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能。
作业设计
思考课本120页“动手动脑学物理”1、3、4。
板书设计
第五节 机械能及其转化
动能和重力势能是可以相互转化的。
动能和弹性势能也是可以相互转化的。
机械能的定义：
动能和势能之和
拓展与提高
1．学生分组做教材中的“想想做做”，请学生分析现象产生的原因，分析这其中是否有其他能量的转化。
2．假设没有阻力，会
升级会员 