功和机械能全章教案[下学期]

第一节 功
一、教学目标
1、知识与技能
（1）知道做功的两个必要因素。
（2）理解功的定义、计算公式和单位，并会用功的公式进行简单计算。
2、过程与方法
（1）通过思考和讨论，判断在什么情况下力对物体做了功，在什么情况下没有做功？
（2）学会从物理现象中归纳简单的物理规律。
（3）通过观察和实验，了解功的含义，学会用科学探究的方法研究物理问题。
3、情感态度与价值观
（1）乐于探索自然现象和物理规律，乐于参与观察、实验、探索活动。
（2）有将科学技术应用于日常生活、社会实践的意识。
（3）培养学生的综合学习能力，激发学生的求知欲。
二、教学重点
理解功的概念
三、教学难点
判断力对物体是否做功，以及做功的计算
四、教具准备
木块、木板、细绳、弹簧测力计、小车，杠杆和支架、钩码、滑轮、细线、刻度尺（两个）。
五、教学过程
1、引入新课
提问学生回答日常生活中“功”的含义。思考力学里所说的“功”含义。
演示实验：在水平长木板用相同大小的力分别拉一木块和小车。
在实验基础上引入本课内容。
观察木块、小车的运动状态，思考并评价这两个力的作用成效。
2、力学中的功
（1）由课前的演示实验引导学生总结出力学中关于“功”的确切含义：
如果一个力作用在物体上，并且使物体在力的方向上通过一段距离，这个力的作用就有了成效，力学里面就说这个力做了功。
（2）请学生观察教材图8．1-1中力做功和8．1-2中力不做功的实例，分析、总结一下力学中的做功有哪些共同特点？分组讨论总结。观察、思考、回答各图中力做功和没有做功的原因，分析、概括、总结出做功的两个必要因素。
力学中做功的两个必要因素：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
（3）实例分析（突破难点）
举例说明在你的周围你发现有哪些做功的例子？比一比，看谁对生活观察得最仔细？思考、回答、交流、讨论。
学生可能举很多的例子？如起重机吊起重物、火箭升空、马拉车前进等等。教师对正确的例子予以肯定，对错误的例子引导改正。
接下来看老师这里的几个例子是否有做功的情况存在？
（1）举重运动员在把杠铃举高过程中是否对杠铃功。举在高处停留5秒过程中是否做功？
（2）小球在光滑水平地面做匀速直线运动，小球在竖直方向上受什么力的作用？是否做功？在水平方向上是否受力？是否做功？
（3）起重机使货物在水平方向上匀速移动一段距离，拉力对货物做功了吗？
引导学生根据以上事例分析、总结在什么情况下不做功？思考、讨论后，按教师提出的问题有目的阅读，并交流自己的观点
通过以上的学习，知道了做功不能离开两个必要因素，缺一不可，又知道有三种情况下不做功，那么我们猜想一下，力学中的功的大小可能与哪些因素有关呢？指导学生带着问题去阅读教材。
3、功的计算
力学里规定，功等于力和物体沿力的方向上通过的距离的乘积。
功的计算公式：功=力×距离 W=Fs
单位：焦耳，简称焦符号J
1焦=1牛·米（1J=1N·m）
出示例题，启发学生分析计算。
4、小结及练习
请学生谈自己知道本节哪些知识，还想知道哪些内容及对本课的感受，教师进行情感激励。
P58 动手动脑学物理
5、作业布置
估算一下你上楼到教室时，克服自身重力做多少功？
第二节 功率
一、教学目标
1、知识与技能
（1）知道什么是功率，知道功率的物理意义
（2）知道计算功率的公式及功率的单位，会用功率的公式进行简单的计算。
2、过程与方法
（1）学会从物理现象中归纳简单的物理规律。
（3）了解功率的物理意义。
3、情感态度与价值观
（1）乐于探索自然现象和物理规律，乐于参与观察、实验、探索活动。
（2）有将科学技术应用于日常生活、社会实践的意识。
（3）培养学生的综合学习能力，激发学生的求知欲。
二、教学重点
理解功率的概念
三、教学难点
会用功率的公式进行简单的计算
四、教具准备
五、教学过程
1、复习提问
（1）力学里的功包括两个必要的因素是什么？计算功的公式和国际单位制中功的单位是什么？　　（2）在建筑工地上要把1000块大理石板送到20米高处，已知每块大理石板重50牛，用起重机可以在2分钟内将大理石板一次全部送到20米高处。如果用一个工人来背，把这些大理石板送到20米高处所用的时间是20小时，试求用这两种方法，把大理石板全部运送到20米高处，起重机和工人各做了多少功？
解答：起重机吊送大理石板所做的功
　W1＝F1·s＝G·h＝50×1000牛×20米＝1.0×106焦，
工人背运大理石板所做的功
W2＝F2·s＝G·h＝50×1000牛×20米＝1.0×106焦。
2、进行新课
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。
（1）在物理学里用功率这个物理量来描述物体做功的快慢。
（2）功率的定义、公式和单位
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。
单位时间里完成的功，叫做功率
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：
教师给出功率公式和单位：
公式：功率=功/时间； 用字母表示：P=W/T
单位：瓦特（国际单位制）
１瓦特＝1焦/秒，1千瓦＝1000瓦特。
（3）功率是机器的主要技术性能之一，阅读P60一些运动物体的功率。简要说明选购机器考虑它的功率时要从实际出发。
（4）例题：课本例题。教师要把此题分解为几个问题逐个提出，由一名学生板演，其他学生自己演算，要求解题规范化。学生解答完以后教师讲评。
3、小节及练习
什么叫功率？功率是表示什么的物理量？公式是什么？说明公式中各字母的意义。在国际单位制中功率的单位是什么？
P61 动手动脑学物理
4、作业布置
第三节 动能和势能
一、教学目标
1．知识与技能目标
能用实例说明物体的动能和势能的概念，知道动能和势能的大小跟什么因素有关。
2．过程与方法目标
经历探究影响动能、势能大小的因素的实验过程，自主探究发现物理规律，提高分析问题、解决问题的能力。
3．态度与价值观目标
让学生体会到物理是有趣的、有用的，激发学生的求知欲和科学探究的兴趣，达到培养实事求是的科学态度和关心、服务社会意识的目标。
三、教学媒体和教学技术选用
木块、橡皮、书、纸、小钢珠、木球等。
四、教学和活动过程
1．设计实验情景
多媒体课件显示不同路况下的交通安全限速标志牌，学生认真观看。
师：为什么不同的路况下要限制汽车的速度
生：讨论并回答(有的说：速度快容易出事故；有的说：速度越快，遇到障碍时，不能立即停下来；当汽车撞到人时，汽车对人有力的作用，汽车越快，力的作用越大……)
师：我们生活中还有哪些“物体由于运动而对其他物体有作用效果”的例子
生：学生讨论回答(微风吹动树叶；流水推动小船运动；滚动的铅球推动木块……)
师：以上物体由于能够对其他物体有作效果而具有能量，它们有什么共同点
生：学生讨论回答：它们都在运动，由此得出动能的定义。
2．形成课题，设计实验
师：关于动能，我们想知道哪些方面的知识
生：学生讨论回答(动能的大小与哪些因素有关 具有动能的物体对其他物体有什么作用效果 动能大小如何计算 动能有什么用处，可否与其他能进行转化 ……)。
师：如果我们要研究动能的大小与哪些因素有关 应该按照怎样的思维程序
生：提出问题──提出假设──制定计划与设计实验──进行实验──得出结论──交流评估。
师：让我们来猜想影响动能大小的因素有哪些
生：学生讨论回答(物体的质量、物体的形状、物体的速度、物体的体积……)。
师：要想证明自己的假说对不对，应该怎么办
生：设计实验验证。
师：在有多个因素影响实验结果的情况下，应该怎么办
生：注意控制变量，学生分组讨论，制定实验计划……
师：哪位同学谈一谈自己的实验计划并演示给大家看 生：学生上台演示：让大小相同的铁球和木球分别从斜面的同一高度落下，撞击放在水平面上的木块，观察木块被推动距离的远近(研究动能大小与物体质量关系时，注意控制物体速度、形状、体积一定……)。
3．进行实验，得出结论
师：同学们根据自己刚才的讨论，进一步修正自己的方案，开始实验。
生：学生实验，教师巡回指导。
师：根据实验现象，得出什么结论
生：动能大小与物体的质量和速度有关，质量越大，速度越大，物体的动能越大。
4．交流、评估
师：下面给同学一段时间，把刚才的实验过程和实验现象进行交流，看看有什么不同和不足之处，如何加以改进
生：交流、反思。
5．拓展应用
师：根据我们探究实验得出的结论，我们再来分析这节课开始提出的问题。
生：讨论、分析、回答……，为此提出自己的建议。
师：让我们再来分析“动手动脑学物理”中的“列车上飞出物体，铁路职工中弹昏倒”新闻报道。
生：讨论、分析、回答……，为此提出自己的建议。
一、动能和势能
1．动能：物体由于运动而具有的能量。
势能：重力势能：物体由于被举高而具有的能量。
弹性势能：物体由于弹性形变而具有的能量。
2．探究课题：动能的大小跟什么因素有关。
猜想：动能的大小可能与质量、高度、速度、重力……有关
分析：质量相等的物体，运动的速度越大，它的动能越大；
运动速度相等的物体，质量越大，它的动能越大。
第四节 机械能及其转化
一、教学目标
1、知识与技能
（1）初步认识动能与势能的相互转化及机械能的守恒。
（2）能够说出日常生活中动能与势能相互转化的实例。
（3）学会区分动能与势能并知道机械能包括动能与势能。
2、过程与方法
（1）通过观察和实验的方法探究动能和势能相互转化的规律，利用机械能守恒定律解释日常生活中某些具体问题。
（2）通过观察滚摆、单摆的实验，推论出机械能守恒的条件。
3、情感、态度、价值观
树立能量应用意识，为振兴中华敢于奉献。积极参与科学探究活动，养成善于发现问题、提出问题、探究问题的习惯。
二、教学重点
动能与势能的相互转化。
三、教学难点
动能与势能的相互转化的规律的理解。
四、教具准备
滚摆、单摆各一个，过山车模拟装置。
五、教学过程
1、回忆旧知
问题：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。
习题：思考、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？
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。
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。）任选一同学来回答。
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。
2、 演示实验
从高处释放的滚摆
拉起的单摆释放后运动情况
提出探究问题：（ 1 ）滚摆在由最高点往下滚动过程中其动能势能如何变化？
（ 2 ）单摆在左右摆动过程中，动能、势能又是如何变化？
引导学生充分讨论并回答：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。
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？
重力势能变小、动能增大了，那动能一定是由重力势能转化来的。
今天，我们就来学习这一内容。设疑：那么什么是机械能呢？
给出定义：动能和势能，统称为机械能。并指出它是一种常见的能量形式。
举例说明：例：空中飞行的飞机由于距地面有一定的高度，所以飞机具有重力势能，飞机的飞行具有较大的飞行速度，所以飞机具有一定的动能，我们就称为飞机具有较大的机械能。
请大家分析一下单摆，并回答我所提出的探究问题 2 。（启发引导各组学生发言）
3、布置探究课题：
从斜坡上滚下的小球队其动能、势能怎样变化？
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？
向上抛出的物体和下落的物体其能量如何转化？
乒乓球自由落地到弹起的过程中，能量之间如何转化？
一些钟表和玩具发条拧的越紧，走的时间越长原因是什么？
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。
从斜坡上滚下的小球，高度逐渐减小，速度却越来越大，所以该小、球重力势能逐渐减小，动能在增大，重力势能的减少量应等于动能的增加量，即动能与势能之和保持不变；重锤之所以被举得越高将木桩打入越深，是因为高重力势能大，所需转化的动能也大。
向上抛出的物体，在上升的过程中，高度增加，但速度减小，所以势能增加、动能减小，如果不考虑阴力作用，则减小的动能等于增加了的势能，其动能与势能和保持不变。
乒乓球下落过程中势能减小，动能增加，与地面碰撞后转化为乒乓球的弹性势能，上升过程中，动能逐渐减小，势能增加。
发条拧的越紧弹性势能越大，那么在表走动过程中转化成的动能就越多，维持时间就长。
自行车上坡前紧蹬几下，其目的是为了增大自行车的动能，动能，这样转化成的势能就越多，上坡就越容易。
通过以上问题，大家对动能和势能的相互转化掌握得非常好。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？
在生读完，作简要回答之后，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。
4、小结及练习
P70 动手动脑学物理
5、作业布置
本章复习
一、教学目标
掌握本章重点内容
二、教学过程
1、内容小结
2、典型例题讲解