第二节 能量转化的量度
新课标目标:建立机械功的概念;了解做功伴随能的转化(或转移);用实例说明功率的概念。
教材分析:“功”概念的引入是从能量转化的角度入手。通过运动员举杠铃、马拉车等实例中能量转化过程的分析,指出为量度能量转化的多少需要引入功。做功有快慢,引入功率。
教学建议:
一、关于功的学习。
1.功的概念的引入:(1)复习举重和马拉车能量如何转化?(2)提问:举重运动员将60千克的杠铃举高2米,有多少化学能转化为杠铃的势能?马拉着车行走100米,需消耗多少化学能?——为了量度能量转化的多少需要引入功。
2.理解做功的条件:
上述两种能量转化情景有什么共同特点?教科书比较重视功的两个必要因素的提出和分析,但没有给功下一个明确的定义。在引导学生读图、讲述这两个例子时,一定要抓住它们本质上相同的东西,帮助学生理解做功的条件。可举如下反例加深理解。
(1)物体受了力,但却没有在力的方向上通过一段距离:如推桌子
(2)物体没有受力,但是却通过了一段距离:沿光滑水平面匀速直线运动的小球
(3)物体受了力,也通过了一段距离,但是不是在力的方向上通过的一段距离:如提着一桶水水平移动了一段距离。思考问题:搬运工扛着货物在平地上行走,他对货物做功了吗?若搬着货物上楼呢?
3.关于功的计算。
在对功的两个必要因素有了初步认识之后,教学中可通过情景图可知:力越大,物体在力的方向上移动的距离越大,所做的功也越大,从而给出功的计算公式:功=力×距离。需要指出的是:这个公式实际上是功的定义式,而不是推导得出的。教学中要尽可能举一些结合实际、又能反映力和距离方向关系的例子,帮助学生理解:这个公式中的力是作用在物体上的力,距离是指物体在力的方向上移动的距离,在这种情况下,力对物体所做的功才等于两者的乘积。
1焦耳的含义;体验1焦耳有多大,补充两题:1、把一只鸡蛋举高2米所做的功大约为 1焦耳;2、把一本<科学>书从地面捡起放回桌面所做的功大约为 2焦耳。建议引导估算的方法。建议此处解决引入时提出的两个问题。
4.关于功和能的关系。(建议由学生归纳)
(1)能:物体具有做功的本领,就说物体具有能(单位:焦耳)(2)做功的过程实质上就是能量转化的过程(3)功用来量度能量转化的多少
二、关于功率的学习
1.功率概念的引入:选用学生能感知的例子如(为了支援学校建设,同学们参加了义务劳动。下图为甲乙两位同学分别将一百块砖搬到二楼时的情景,图中两位同学谁对砖块做的功多?)----做功有快有慢,功率就是表示做功的快慢。
2.讨论:有哪些办法可以比较做功的快慢?(建议对照速度概念学习功率的定义)
①做功相同,比较做功的时间,时间短的做功快
②时间相同,比较做功的多少,做功多的做功快
3.建议以书中介绍的人和交通工具的功率 练习“瓦特” 的意义,计算时注意公式的同体性,引导学生明白功率也表示了能量转化的快慢