沪粤版九年级物理上册 11.1怎样才叫做功 教学设计

第十一章　　机械功与机械能
一、课标要求
1.知道机械功的概念。用生活中的实例说明机械功的和功率的含义。
2.知道机械效率。了解提高机械效率的途径和意义。
3.知道动能、势能和机械能。通过实验，了解动能和势能的相互转化。举例说明机械能和其他形式的能的转化。
二、本章教材分析
本章讲述功和能的初步知识，主要内容有：功、功率、机械效率的概念，动能、势能、机械能的概念以及动能、势能的相互转化规律。
功和能的关系及各种不同形式的能相互转化和守恒的规律，从更深的层次上反映了物质运动和相互作用的本质，是自然科学的核心内容之一。
能的概念把各种自然现象统一起来，揭示了自然界中的各种现象不是孤立的，而是互相有联系的。本章所讲述的机械能是最常见的一种形式的能量，是学习各种不同形式能的起点；所讨论的机械功和功率的概念，是运动和力的进一步综合和扩展，也是理解机械能和他各种不同形式能的基础，为以后学习电功和电功率打下基础。
本章的前三节主要讨论“机械功”。
11.1节介绍“怎样才叫做功”，建立功的概念，给出功的公式和单位，学习测算功的大小；
11.2节研究“怎样比较做功的快慢”，从而建立功率的概念，给出功率的公式和单位，并运用公式测量功率；
11.3节通过分析机械做功的实例，认识有用功和额外功，由此建立机械效率的概念，学习测算简单机械的机械效率。
11.4节则主要介绍“机械能”。
以功的概念为基础，提出“物体具有做功的本领，即具有能”，安排的两个活动，让学生通过观察实验，分析两种形式的机械能：动能和势能的大小分别跟什么因素有关，最后指出动能和势能是可以相互转化的，做功的过程就是能量相互转化的过程。
三、本章重、难点
教学重点：功和机械能的概念。
教学难点：功、机械效率及能的概念。
四、课时安排
本章共4节内容，教学用11课时，每节用2课时，复习及单元检测用3课时。
11.1
怎样才叫做功
教学目标：
知识与技能
(1知道机械功的概念和做功的两个因素。
(2)
知道功的计算公式W=FS和功的单位。能用功的公式进行有关计算。
过程与方法
(3)
经历观察和解释生活、生产中的有关实例的过程，了解功的含义，学习从物理现象中归纳简单物理规律的方法。。
情感、态度和价值观
（4）通过观察生产、生活中的做功实例，认识到物理知识与自然现象、生产生活的紧密联系，乐于探索自然现象与物理规律。
教学重点：建立机械功概念的过程、学会用功的公式进行简单的计算。
教学难点：理解功的概念及会用做功的两个必要条件判断力对物体是否做功。
学习方法指导：
本节学习的是功的两个必要因素的理解以及计算，研究功的相关问题，可遵循以下原则。
（1）物体是否受到力的作用，没有力则无法谈论功
（2）物体是否发生距离的改变，没有距离也不会存在功。
（3）物体受力的方向与移动距离的方向是否垂直，如果垂直力不会做功。
另外在确定功的大小时，必须同时考虑力和距离的情况，具体情况具体分析，不要随便把一个力与另一个毫不相干的距离相乘得到功。S为物体在力的方向上通过的距离，而F则为物体在通过距离的方向所受到的力。
思维误区
本节常见的易错、易漏、易混点有：
1、根据功的两个因素，确定功是否存在，这是非常关键的又是极容易出错的地方。
2、能够从众多的条件中筛选真正有用的条件，完成功的大小的确定。
教学准备：小车、细线、钩码。
教学方法：讨论、阅读法。
教学过程：
第一课时
一、新课导入
观察课本图11-1，人用了力，但没有做功。究竟怎样才叫做功呢？
活动1观察或演示活动1，找出它们的工作过程有什么共同特点，请同学们观察课本。
师：指导学生分析讨论，注意引导“机械”工作过程共同点。
二、新课教学：
（一）、怎样才叫做功
1、力学上的功
作用在物体上的力，使物体在方向上移动了一段距离，就说这个力对物体做了机械功，简称做了功。
2、做功的两个必要因素
力学上所学的功包括两个因素：一是作用在物体上的力；二是物体在力的方向的距离。
教师强调注意：
1、判断一个力是否做了功，哪些因素缺一不可。否则就没有做功。例如：运动员把杠铃举在头上不支时，虽然有力但没有沿这个力的方向移动距离，所以没有做功，可见功包括两个必要因素，缺一不可，也就是说有力作用在物体上这个力一定做功；物体移动了距离也一定有力对它做功。但做功过程中，一定有力的作用，而且物体在力的方向上通过距离。
2、引导学生根据上面的知识判断活动2：力对物体做了功吗？
小结：在下列三种情况下，力对物体没有功
(1)物体没有受到力的作用，但因为惯性通过一段距离，也就没有力做功。例如某同学踢足球，球离开脚后飞出了100m远，足球飞出100m远过程中，人做功为零。
(2)物体受到力的作用，但没有移动距离，也就不可能在力的方向上通过距离，力对物体不做功，如一辆汽车，一个人用很大的力也推不动它，推力对汽车没有做功；再如上面的举重运动员，也没有对杠铃做功。
(3)物体受到了力的作用，同时也运动了一段路程，但在力的方向上没有通过距离，这个力也没有对物体做功。手提水桶在水平面上运动一段距离，水桶跃然受到手的提力作用，由于提桶的力的方向始终竖起向上，跟水平地面垂直，所以在水平面上行走得再远，手的提力对水平水桶也没有做功。
（二）、怎样测算功
的力学里规定，功等于力跟物体在力的方向上通过的距离的乘积。功的计算公式W=FS。
教师强调注意：应用上述公式计算时，还必须注意以下几点：
(1)要明确是哪个力对哪个物体做功，或者哪个施力物体对哪个受力物体做功。
(2)公式中的F是作用在物体上的力。公式中的S是物体在力的作用下“在力的方向上通过的距离”。这句话引起重视，否则在计算功时容易出错误。例如某人用50N的水平推力，推动重100N的箱子，在平地上前进10m，求此人对箱子做的功。
如果按W=FS=100N×10m=1000J计算，其计算结果是错误的。因为100N是箱子的重力，方向是竖直向下的，而箱子并没有在竖直向下的方向上通过距离，重力没有做功，而人对箱子的推力(50N)地箱子做了功，其大小为W=FS=50N×10m=500J。
(3)W=FS中的F，是使物体沿着F方向移动S距离过程中始终作用在物体上的，其大小和方向是不变的。
（4）、功的单位
在国际单位制中，功的单位是焦耳(J)。
三、小结：
本节课我们学习了力学中“功”的概念，知道了做功的两个必要因素，给出了功的计算公式W=F?S，知道了功的单位是焦耳。下面再给出一组尝试题，供大家练习，帮助大家更好地理解功的意义，掌握功的计算。下面请大家边看书，边练习。
四、练习：
1、一个中学生从教室一楼登上二楼，他做的功约为＿＿＿＿＿＿＿J。
2、某人用50N的力，将重30N的铅球抛到7m远处，则人对铅球做的功为：
A　350J　　　B　210J　　　C　0　　　D　无法计算
3、某同学背着重40N的书包沿水平方向走了200m，登上大约10m高的四楼才回家，则他在回家过程中对书包所做的功为：
A　0J　　　B　400J　　　C　200J　　　D　2400J
4、一列火车以20m/S的速度在平直的轨道上均速行驶，整列火车受的阻力是9×103N。求这列火车行驶1mm火车做了多少功。
5、一支步枪的枪膛长80mm，火药燃烧时产生的高压气体对子弹的平均推力是2×103N，子弹离开枪口能在空中飞行400m才落地，则高压气体对子弹做的功是：
A　1.6×103J　　　B8×104J　　　C　8.16×104J　　　D　1.6×105J
五、课堂小结：让学生交流本节课的收获。
六、布置作业：基础训练部分作业。
第二课时
教学过程
复习提问，新课引入
1、做功的两个因素
2、功的计算公式及单位
3、判断下列情况力对物体做了多少功，为什么？
⑴用100牛的力将物体举高2米。
⑵用100牛的力提着物体站在2米高处。
⑶用100牛的力提着物体站在水平前进的小车上，随着小车一起向前移动了2米。
⑷用100牛的力提着物体沿扶梯走在2米高平台上。
⑸用100牛的力将垒球掷出10米。
⑹用100牛水平力拉着重500牛的小车沿水平面前进了10米。
二、新课教学
（一）、进一步理解功的概念和做功的两个因素。
1、下列所展示的现象中，什么力对物体做了功？
①人推小车前进
②马拉车前进
③起重机吊起重物
④当你端着一盆水不动时，你累吗？你有没有做功？为什么？
⑤当你使劲地用力拉（固定在地面上的）讲台，讲台移动了吗？你累吗？你做了功没有？
⑥人推木箱前进时，重力和支持力对木箱有没有做功？为什么？
⑦人提前水桶沿水平地面前进时，提力有没有做功，为什么？
⑧抛出的小球，在水平地面上滚动时，有没有力对它做功？
学生看书、讨论，教师巡视，3分钟后，师生一起讨论完成题中的解答。
（二）、用功的计算公式W=FS进行有关计算
活动3：怎样正确地计算功。
师生交流
例1、在平地上，用50N的水平推力推动重100N的箱子，前进了10m（图1），推箱子的小朋友做了多少功？如果把这个箱子匀速举高1.5m，他做了多少功？
【分析】水平推箱子做的功W１，等于水平推力F和水平前进的距离s的乘积Fs。匀速举箱子时用的力F′与箱子重G大小相等、方向相反。举箱子是F′克服重力（阻力）G使箱子在F′方向上升高h，所做的功W2＝F′h＝Gh，这种情况下，常常为了简便而说：克服阻力G做的功W2＝Gh。
【解答】
　F＝50N，s＝10m，G＝100N，h＝1.5m。
　　W１＝Fs＝50N×10m＝500J。
　　W2＝Gh＝100N×1.5m＝150J。
　　答：他推箱子做功500J，举箱子做功150J。
【说明】题中给了两个力：50N、100N，也给了两个距离：10m、1.5m。千万不要死记乱套公式，算出两个功：W１＝100N×10m＝1000J，W2＝50N×1.5m＝75J。
　　对于公式，务必要在理解的基础上记忆、运用。W＝Fs中的F是使物体在它的方向上通过距离s的力，s是物体在F方向上通过的距离。
例2：课本P5页例题。（学生练习）
（三）、功的原理
1、分析两个物理事例：①、用如图所示的滑轮组将重为G的物体匀速提升h
.
绳子末端移动的距离为S
,
提升物体所做的为多少J；假设所用的拉力为F,
拉力为F所做的为多少J。你还发现了什么问题？
②、用杠杆提升重为G的物体匀速提升h，手移动的距离为S
,
提升物体所做的为多少J；假设所用的拉力为F,
拉力为F所做的为多少J。你还发现了什么问题？
2、引导学生小结机械功原理：使用任何机械都不省功
三、小结
四、练习：
1、用动滑轮提升重5N的物体（忽略动滑轮重和摩擦），用功的原理求动力F=
。
2、某人用100N顿的水平拉力，将500N顿的物体在水平地面上匀速移动8m，拉力做了多少功？若他用100N顿的力竖直向上提此重物，他对物体做多少功？
3．用10N的水平拉力，拉着木块在水平桌面上做匀速直线运动，木块受到的摩擦力是多少N,若木块移动了0.5m，则拉力做的功多少J.
五、布置作业：
1、自我评价与作业。
2、基础训练剩余作业。
六、教学反思：