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 功和机械能

一、教学内容：1、功 2、机械效率 3、功率 4、动能和势能5、机械能及其转化

二、教学基本技能目标：

1、解释做功是能量转化或转移的过程;能背诵功的概念,阐明使用任何机械都不能省功。

2、能说出有用功、额外功、总功的定义;解释机械效率,会计算机械效率。

3、结合实际理解功率的概念;能运用功率的计算公式进行功的简单计算。

4、了解能量的初步概念，知道什么是动能及影响动能大小的因素，知道什么是重力势能和弹性势能及影响势能大小的因素，能举例说明物体的动能、重力势能、弹性势能，能用动能、势能大小的因素解释简单的现象.

5、初步认识动能与势能的相互转化及机械能的守恒;能够说出日常生活中动能与势能相互转化的实例;学会区分动能与势能并知道机械能包括动能与势能。

第一课时 功

一、重点和难点

影响功的两个因素通过实验来得出,设计表格得出公式w=Fs

二、本节重难点解析：

1、引入 播放踢足球的动画引入在力的作用下足球有了动能和势能,放映图片"炮打飞人,掷铁饼的图片",放映功的视频文件,还有课本上的图片。提出问题,它们的共性是什么? 观看图片并思考他们的共性。准备回答问题

功 通过上面的例子向学生提问它们的共性。总结结论

物体在力的作用下动能和势能发生了改变,我们就说力对物体做了功(work) 学生回答问题,通过课本上刹车的例子,体会生命的可贵。

2、影响功的两个因素 观看马拉车,举杠杆,人提水桶不做功的动画。让学生思考为什么有的做了功,有的没有做功。得出一个设想。

做实验验证自己的设想,学生分组做课本上动滑轮的实验,在设计一个定滑轮的实验

总结学生的结论总结规律:

功和力和在距离有关,这两个量的乘积是不会变的

物理学上把力和力的方向上移动的距离的乘积叫做功(work)

功=力×力的方向上移动的距离

用公式表示就是W=Fs

W--功--焦耳(J) F--力--牛顿(N) s--距离--米(m)

3、讲解焦耳的生平和对科学的贡献 学生观看并思考。做分组实验。

得出结论,总结共性,在实验中得到乐趣,体会经过验证得出的结论才是正确的结论。

通过焦耳的例子体会科学探索的过程的科学家的贡献。体会物理来源于生活,作用于生活

4、想想议议 结合人提水桶不做功的动画来想想为什么要强调"在力的方向上" 学生讨论,得出结论

三、本节问题探讨或拓展内容：

第二课时 机械效率

一、重点：理解机构效率;探究斜面的机械效率

二、难点：理解机械效率

三、重难点解析：：

1、 思考：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……)

2、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)。

观察思考。

(1)对谁做的功是我们需要的?

(2) 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。)

(3)一共做的功等于什么?

(4)假如用斜面推沙子(媒体显示),有用功、总功、额外功各是多少?

(5):假如我们用下面三种方法搬运沙子(媒体显示),

(6) 你认为哪一种方法最好?为什么? (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。)

(7):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?

(8):根据公式计算,上面斜面的机械效率是多少?

(9):观察计算结果,对"机械效率",你能发现什么?

(机械效率没有单位,小于1,常用百分数表示。)

(10):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)。

(11):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?

(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?……)

(12):请同学们猜想上面提出的问题。

(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。)

(13):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。

四、本节问题探讨或拓展内容：

第三课时 功率

一、教学目标：结合实际理解功率的概念;能运用功率的计算公式进行功的简单计算

二、教学重点难点：

(1)功率的概念

(2)运用功率的计算公式进行功的简单计算

三、重难点解析：

1、引入

把1000块大理石板送到20米高处,起重机和工人做的功是相等的。但是,在做相等的功时,起重机比工人做功快。做功不但有个多少的问题,还有一个快慢的问题。在物理学里用功率这个物理量来描述物体做功的快慢。

2.、 功率是表示物体做功快慢的物理量

提问:如果起重机和工人做的功不同,做功用的时间也不同,如何比较它们做功的快慢?比较它们的功率大小呢?

启发学生回答,教师总结。

我们已经学过,速度是表示物体运动快慢的物理量。我们用单位时间里运动物体通过的路程表示运动的快慢,与此类似,做功的快慢是用单位时间里完成的功来表示的。

3、功率是表示物体做功快慢的物理量

提问:如果起重机在2分钟里完成l.0×106焦的功,它的功率如何计算?要求学生答出:

4、单位:瓦特(国际单位制)

1瓦特=1焦/秒, 1千瓦=1000瓦特

四、本节问题探讨或拓展内容：

第四课时 动能和势能

一、教学重点和难点：

分析动能和势能概念的建立，重力势能概念建立:由于实际看到的下落物体做功都表现为有速度的物体的做功,所以在建立重力势能概念时,要强化能够做功的物体就有能量.

二、重难点解析：

(1)、动能概念的建立和动能大小的决定因素

观察和分析生活中的实例:风吹动帆船航行,空气对帆船做了功;急流的河水把石头冲走,水对石头做了功,运动的钢球打在木块上,把木块推走,钢球对木块做了功.

利用板图帮助学生找到不同现象的共性的内容:运动的物体能够做功,我们把它们所具有的能量称为“动能”.

从板图上,学生应当能够总结出“物体由于运动具有的能量称为动能”.

根据学生的具体情况,可以由学生总结结论,也可以教师帮助学生逐步的寻求共同点,得到结论. 实验步骤1:让同一个钢球在斜面的不同位置上滚下,观察小球撞击木块的现象,并分析得到的结论.

学生在观察过程中要思考的问题:钢球先后从不同高度处滚下的原因;撞击距离的远近说明了什么;做功多少说明了什么;实验结论.

分析过程:同一个钢球,原来的位置越高,滚到斜面下端时的速度越大,把木块推得越远,做的功越多,说明具有的动能越大,所以动能的大小与物体运动速度有关.

实验步骤2:观察钢球和木球在斜面的同一高度处滚下,撞到平面上的木块发生的现象,并分析实验的结论.

学生在观察过程中思考的问题:钢球和木球从斜面的同一高度处滚下的原因;撞击木块的远近说明了什么;做功多少说明了什么;实验结论.

分析过程:钢球和木球从斜面的同一高度处滚下,到达斜面底部时速度相同,钢球的质量大,把木块推得远,做功多,具有动能大,所以动能的大小还与物体的质量有关.

综上所述:物体的动能大小和物体的质量、运动速度有关.

(2)重力势能概念的建立及其大小的决定因素

引导学生观察分析重锤具有做功能力,因而具有能量:重锤被举高,当下落时,能够把木桩打入地里,对木桩做功,所以它因能够做功而具有能量,我们把这种能量称为重力势能.

学生列举生活中存在重力势能的实例.并结合实例分析出物体和地面有高度差就有重力势能(可以让学生知道我们都是以地面为参考,来分析重力势能的)

学生从实例中分析重力势能的大小的决定因素,并结合实际现象分析是否有重力势能、重力势能大小比较、重力势能的变化三个方面的问题.

2),弹性势能概念的建立及其大小的决定因素

建议学习方法为学生阅读,并回答问题:什么是弹性势能;举例说明物体具有弹性势能可以做功;分析压缩弹簧被放松而做功的实例;列举并分析弹性势能大小比较和弹性势能变化的实例.

(3)机械能

讲清机械能上动能和势能的统称其中统称的含义:表示动能和势能都属于机械能,即机械能有两种表示方式:动能和势能.一个物体既可以有动能也可以有势能.

三、本节问题探讨或拓展内容：

第五课时 机械能及其转化

一、 教学重点：动能与势能的相互转化。

二、教学难点：动能与势能的相互转化的规律的理解。

三、重难点解析：

1、回忆旧知：体会其运用

问题1：动能、势能的大小与哪些因素有关，怎样判断一个物体动能、势能的变化。

问题2：汽车由静止起动逐渐加速的过程中，动能如何变化?

汽车行驶中司机关油门踩刹车，逐渐减速停止的过程中，汽车的动能又如何变化?生甲答：汽车加速时，动能逐渐增大。

汽车减速时，速度减慢，动能逐渐减小。

问题3：师演示：上抛一小球。(引导学生观察小球在上升和下落过程中高度、速度变化情况，且讨论其动能、势能的变化情况。)

对于同一物体，小球而言，小球在上升过程中，速度越来越小，其动也在减小，但其上升高度增加，所以势能在增大。(注其余各组同学对该同学所说都予以认可)

2、演示实验：引导学生观察

( 1 )从高处释放的滚摆

( 2 )拉起的单摆释放后运动情况

提出探究问题：A、滚摆在由最高点往下滚动过程中其动能势能如何变化?

B、单摆在左右摆动过程中，动能、势能又是如何变化?

(滚摆在下降过程中，越转越快，它的重力势能越来越小，动能越来越大;滚摆上升过程中越转越慢，重力势能越来越大，动能越来越小。)

师问：滚摆下降时重力势能变小，跑哪去了?上升时，重力势能又变大，动能又跑哪去了?

3、探究课题：

A、从斜坡上滚下的小球队其动能、势能怎样变化?

B、举高的重锤下落过程中将木桩打入地里，重锤被举得越高打入的越深，原因又是什么呢?

C、向上抛出的物体和下落的物体其能量如何转化?

D、乒乓球自由落地到弹起的过程中，能量之间如何转化?

E、一些钟表和玩具发条拧的越紧，走的时间越长原因是什么?

F、自行车上坡前加紧蹬几下原因是什么?

启发学生，调动学生积极性，使其充分讨论，完成以上内容。

G、现在让我们带着所拥有的知识去遨游一下科学世界，探究以下几个问题。

卫星由远地点向近地点运行时，能量怎样转化?速度怎样变化?

卫星由近地点向远地点运行时，能量怎样转化?速度怎样变化?

在哪一点卫星的动能最大?在哪一点卫星的动能最小?

说明：

人造地球卫星绕地球沿椭圆轨道运行，它的位置离地球中心最远的一点叫远地点，这里卫星的重力势能最大;离地球中心最近的一点叫近地点，这里卫星重力势能最小。

注意：不考虑空气阻力作用，机械能守恒。

四、本节问题探讨或拓展内容：

相关链接：

如何学好初三物理