以下是小编整理的初中物理精选功的教案(共含15篇),欢迎阅读分享,希望对您有所帮助。同时,但愿您也能像本文投稿人“wangzhenwu1109”一样,积极向本站投稿分享好文章。
11.3功
第( 2 )次与第(1)次相比,做功数值上的关系?
2、如图4,将重2N的物体匀速提升0.2.不用滑轮组做的功W不用机械 ?
【课堂反馈】
1.一个人用100N的力往下按某一杠杆,把一个物体举高了0.5。如果人手下降的高度是2,在这一过程中,人做的功是____,被举高的物体重_____N。
2.用10N的水平拉力拉着重为60N的小车在水平路面上前进3.5,拉力做的功为__,重力对小车做的功是__。
3.某同 学用20N的力将重50N的铅球沿水平方向扔出,球在地面上滚动了10后停下。在铁球滚动的过程中,人对球做的功是____,重力对球做的功是___。
4. 举重运动员把重1500N的杠铃举在2高处静止不动时,下列说法正确的是( )
A. 人既用了力,也做了功 B. 人既没用力,也不做功C. 人在用力,但没做功 D. 无法确定
5. 对于功的理解,下列说法正确的是( )
A.作用在物体上的力越大做的功越多
B.物体通过的距离越长,对物体做的功越多
C.物体由于惯性在光滑水平面上匀速滑动时,没有力做功 D.有力作 用在物体上这个力就一定做功
6.一个人把5N的砖头沿冰面水平抛出, 砖头在冰面上滑行20停下来, 则砖头在滑行的过程中( )
A. 人对砖头做功100 B. 惯性做功100 C. 重力做功100 D. 上述均不正确
7.起重机的钢绳将500牛顿的物体匀速提高6米后,又 水平匀速移动4米,钢绳对物体所做的功为( )
A. 3000焦耳 B.5000焦耳 C.20xx焦耳 D. 1000焦耳。
8.质量为40千克的物体受到100牛的水平拉力,移动了50厘米。求:(1)拉力对 物体做了多少功?(2)重力对物体做了多少功?
9.如图3是在水平面上移动重物的装置,若物重为600N,在阻力为重力的0.2倍时,匀速移动物体,使其以2/s的速度前进,经过5s钟,(滑轮内部摩擦及滑轮重不计)试求:
(1)拉力F的大小。(2)拉力F所作的功。
【作业布置】
预习11.4功率 完成补充习题相应作
1教学目标
一、知识与技能
1、结合实例认识机械工的概念,理解做功的两个必要因素,能用生活、生产中的实例解释机械功的含义。
2、理解功的计算公式 ,并能进行相关计算,知道功的单位是焦(J)。
二、过程与方法
1、通过从实例中认识做功需要两个必要因素的过程,学习从物理现象中归纳简单规律的方法。
2、通过学习活动,使学生掌握功的计算方法。
三、情感态度和价值观
1、通过学习活动,引导学生积极思考,使学生有克服困难的信心,能体验战胜困难、解决物理问题的喜悦。
2、通过对生活中实例的解释,让学生体会到物理知识的应用,增强学生学习物理知识的欲望。
2教学准备
滑轮、砝码、细绳、小车、木块、图钉、弹簧秤、木槽、铁球
3重点难点
教学重点:理解做功的两个必要因素。
教学难点:能够正确的理解、计算功。
4教学过程
4、1第一学时
教学活动
活动1【讲授】功
一、引入新课
(回忆这本书的力学部分,主要是研究力和运动的规律性知识,本章主要讨论力和运动的一个重要概念。)
大家对功这个词并不陌生,如功课,功劳、立功、大功告成、事半功倍、用功学习等等。这些词中有的功具有“成效”(板书在黑板右侧)的意思,力学里所说的“功”就吸收了“成效”的意思,当然在力学中还有它严格的含义。
二、新课学习
(一)功的概念
以下我们要通过物理小实验,借此来理解物理学中的“功”,为此我们演示实验并归纳得出功的两个必要因素。
板书1.功的两个必要因素:
演示:教师用不同颜色的粉笔在黑板上标出箭头及F、s。
指出:F这个力作用在物体上,而且在这个F力的作用下,有了通过一段距离S的成效,那么,力和运动具有这种关系的,物理学里就说这个拉力做了功。任何一种机械在工作时,都必须对工作对象施以力的作用,还必须使工作对象沿着力的方向移动一段距离。
如果对物体用了力,并使物体沿力的方向移动了一段距离,我们就说这个力对物体做了机械功。就像物体在F的作用下,沿着力的方向向上移动了距离s。我们就说力F对物体做了功。
现在想一想,功的两个必要因素是什么?你知道了吗?
你们说的真好,力和沿力的方向通过的距离就是机械功不可缺少的两个因素。这两个因素是严格的,缺一不可。
板书:功等于作用在物体上的力与物体沿力方向通过的距离的乘积。用F表示力,s表示物体沿力的方向通过的距离,W表示功。功可以表示为 。还记得力和距离的单位各是什么吗?你能推断出功的单位吗?
单位:力的单位是N,距离的单位是m,公的单位就是N·m,叫做焦耳,简称焦(J)。
1J=1N·m
(二)做功
我们知道了做功的两个重要因素,那到底怎样判断是不是做功了呢?请同学注意以下的物理小实验,看这些物体或者力是否对物体做功了?看谁能准确无误地掌握了功的两个因素。
1、小明用力推一块大石头,但没有推动。
因为石头没被推动,所以在力的方向上没有距离,也就是说小明并没有对大石头做功。
2、踢出去的足球,滚动了 12米的距离。
足球被踢出去之后,是依赖惯性滚动,在滚动的方向上没有受到外力的作用,没有做功。
3、请同学们再注意下面的演示实验,用功的两个必要的因素来判断外力是否做功了。手提砝码在水平方向上匀速地移动了一段距离。
人对砝码的拉力是否做功了?虽然力是作用在砝码上,但砝码所移动距离的方向跟砝码受力的方向垂直,故拉力并没有对砝码做功,或者说拉力所做的功等于零。可见当力和移动的距离方向垂直时,这个力也不做功。
通过刚在的实例,我们知道,不是有力、有距离,就是做功了,我们还要分析他们的方向。接下来,我们来分析一下这个推出去的小铁球在木槽中滚动的过程。
问:小铁球开始阶段的受力F作用,至A点处撤去外力作用,由于惯性,它仍可经B运动至C,小球在水平方向上移动了S的距离,推力是否对铁球做功了?
正确的回答明确哪个阶段:
在A点之前,推力F是对物体做了功,而在A点之后,推力F已经不存在,当然不会做功。
强调:做功的两个因素是严谨的,用两个因素去鉴别就不会出现结论的错误。小球从A至C虽有一段距离,它在水平方向上没有受推力的作用而是靠它的惯性,所以推力并没有对小球做功。
以上我们已经解决了,力做功的两个必要因素。如果我们已经确定了物体做了功,那么需要解决物体做功的多少,也就是我们怎样把物体做功的多少计算出来。
(三)功的计算:
功的计算公式: ,在计算功时,找到力的大小和对应方向上移动的距离,相乘就可以得到功的大小。
如何计算出水平推力对箱子所做的功。
已知:F=50N、S= 10m、G=100N。
求:W
解:在水平方向上,推力F根推动箱子移动了 10m的距离。
跟据 =50N× 10m=500J。
在重力的方向上,箱子并没有移动,所以重力并没有做功。
答:水平推力对箱子所做的功为500J。
讨论:根据上题如何改变条件,利用功的计算公式可以与物重G有关,而与水平推力F无关。提示:在重力的方向上移动,而在水平方向没有移动。
三、小结
功的两个重要因素:1、作用在物体上的力,2、物体沿力的方向通过的距离。
功的计算:
教学目标
一、知识与技能
1、结合实例认识机械工的概念,理解做功的两个必要因素,能用生活、生产中的实例解释机械功的含义。
2、理解功的计算公式,并能进行相关计算,知道功的单位是焦(J)。
二、过程与方法
1、通过从实例中认识做功需要两个必要因素的过程,学习从物理现象中归纳简单规律的方法。
2、通过学习活动,使学生掌握功的计算方法。
三、情感态度和价值观
1、通过学习活动,引导学生积极思考,使学生有克服困难的信心,能体验战胜困难、解决物理问题的喜悦。
2、通过对生活中实例的解释,让学生体会到物理知识的应用,增强学生学习物理知识的欲望。
教学准备
滑轮、砝码、细绳、小车、木块、图钉、弹簧秤、木槽、铁球
重点难点
教学重点:理解做功的两个必要因素。
教学难点:能够正确的理解、计算功。
教学过程
4、1第一学时
教学活动
一、引入新课
(回忆这本书的力学部分,主要是研究力和运动的规律性知识,本章主要讨论力和运动的一个重要概念。)
大家对功这个词并不陌生,如功课,功劳、立功、大功告成、事半功倍、用功学习等等。这些词中有的功具有“成效”(板书在黑板右侧)的意思,力学里所说的“功”就吸收了“成效”的意思,当然在力学中还有它严格的含义。
二、新课学习
(一)功的概念
以下我们要通过物理小实验,借此来理解物理学中的“功”,为此我们演示实验并归纳得出功的两个必要因素。
板书1.功的两个必要因素:
演示:教师用不同颜色的粉笔在黑板上标出箭头及F、s。
指出:F这个力作用在物体上,而且在这个F力的作用下,有了通过一段距离S的成效,那么,力和运动具有这种关系的,物理学里就说这个拉力做了功。任何一种机械在工作时,都必须对工作对象施以力的作用,还必须使工作对象沿着力的方向移动一段距离。
如果对物体用了力,并使物体沿力的方向移动了一段距离,我们就说这个力对物体做了机械功。就像物体在F的作用下,沿着力的方向向上移动了距离s。我们就说力F对物体做了功。
现在想一想,功的两个必要因素是什么?你知道了吗?
你们说的真好,力和沿力的方向通过的距离就是机械功不可缺少的两个因素。这两个因素是严格的,缺一不可。
板书:功等于作用在物体上的力与物体沿力方向通过的距离的乘积。用F表示力,s表示物体沿力的方向通过的距离,W表示功。功可以表示为。还记得力和距离的单位各是什么吗?你能推断出功的单位吗?
单位:力的单位是N,距离的单位是m,公的单位就是N·m,叫做焦耳,简称焦(J)。
1J=1N·m
(二)做功
我们知道了做功的两个重要因素,那到底怎样判断是不是做功了呢?请同学注意以下的物理小实验,看这些物体或者力是否对物体做功了?看谁能准确无误地掌握了功的两个因素。
1、小明用力推一块大石头,但没有推动。
因为石头没被推动,所以在力的方向上没有距离,也就是说小明并没有对大石头做功。
2、踢出去的足球,滚动了12米的距离。
足球被踢出去之后,是依赖惯性滚动,在滚动的方向上没有受到外力的作用,没有做功。
3、请同学们再注意下面的演示实验,用功的两个必要的因素来判断外力是否做功了。手提砝码在水平方向上匀速地移动了一段距离。
人对砝码的拉力是否做功了?虽然力是作用在砝码上,但砝码所移动距离的方向跟砝码受力的方向垂直,故拉力并没有对砝码做功,或者说拉力所做的功等于零。可见当力和移动的距离方向垂直时,这个力也不做功。
通过刚在的实例,我们知道,不是有力、有距离,就是做功了,我们还要分析他们的方向。接下来,我们来分析一下这个推出去的小铁球在木槽中滚动的过程。
问:小铁球开始阶段的受力F作用,至A点处撤去外力作用,由于惯性,它仍可经B运动至C,小球在水平方向上移动了S的距离,推力是否对铁球做功了?
正确的回答明确哪个阶段:
在A点之前,推力F是对物体做了功,而在A点之后,推力F已经不存在,当然不会做功。
强调:做功的两个因素是严谨的,用两个因素去鉴别就不会出现结论的错误。小球从A至C虽有一段距离,它在水平方向上没有受推力的作用而是靠它的惯性,所以推力并没有对小球做功。
以上我们已经解决了,力做功的两个必要因素。如果我们已经确定了物体做了功,那么需要解决物体做功的多少,也就是我们怎样把物体做功的多少计算出来。
(三)功的计算:
功的计算公式:,在计算功时,找到力的大小和对应方向上移动的距离,相乘就可以得到功的大小。
如何计算出水平推力对箱子所做的功。
已知:F=50N、S=10m、G=100N。
求:W
解:在水平方向上,推力F根推动箱子移动了10m的距离。
跟据=50N× 10m=500J。
在重力的方向上,箱子并没有移动,所以重力并没有做功。
答:水平推力对箱子所做的功为500J。
讨论:根据上题如何改变条件,利用功的计算公式可以与物重G有关,而与水平推力F无关。提示:在重力的方向上移动,而在水平方向没有移动。
三、小结
功的两个重要因素:
1、作用在物体上的力;
2、物体沿力的方向通过的距离。
一、教学设计思路
在前面已经学了电功和电功率的知识,对于本节课学生已经不会感觉到陌生。在教学中要充分的强调功是能量转化的量度这一点,让学生明白功的两个因素是力和距离发,教材上也用了很多的例子,大量的图片事例来说明这一点。可以作一下教材上的实验,使学生对影响功的两个因素有充分的认识。
二、教学目标
知识与技能
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。
过程与方法
通过观察和实验了解功的物理意义。
情感价值观
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。
三、重点难点
功的计算
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
四、教学媒体
多媒体电脑,投影机
五、课时建议
1课时
六、教学过程
教学步骤教师活动学生活动
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。
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)
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
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。
(二)教学要求
(1)理解功率。知道什么是功率?知道功率的物理意义。知道计算功率的公式及功率的单位。
(2)会用功率的公式进行简单的计算。
(三)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。
(四)进行新课
(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。
板书:“五、功率
1.功率是表示物体做功快慢的物理量”
(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。
板书:“2.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,边讲边板书:
4.单位:瓦特(国际单位制)
1瓦特=1焦/秒,
1千瓦=1000瓦特。”
参阅课本图14—12,对功率的单位形成具体观念。
(3)功率是机器的主要技术性能之一,阅读p168最后一段。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。
问题:
①50米3水的质量是多少千克?
②50米3水重是多少牛?
③用一台水泵把50米3的水提升到距水面30米的一个水箱,这台离心式水泵完成了多少功?
④如果水泵把50米3的水抽到离水面30米高处用了1小时。求这台水泵的功率是多少瓦?合多少千瓦?
学生解答完以后教师讲评。
(五)复习巩固
1.什么叫功率?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?
2.讨论:课本中的“想想议议”。
(六)布置作业:课本节后练习1、2、3、4题。
一、学习目标:
1. 能通过复习进一步认识功的概念、理解做功的两个必要因素; 2. 理解功和功率的计算公式,并能进行有关运算;
3. 认识定滑轮、动滑轮,了解简单的滑轮组,理解什么是机械效率。
二、重、难点:
1. 理解做功的两个必要因素;理解功和功率的计算公式,并能进行有关运算。
2.认识简单的滑轮组,会计算其机械效率。
三、教学思想:
由于三年级教学时间紧、任务重。在上课前小组教研确定复习版块,把教材重新组合,力求高效。一般在教学前让学生做复习提纲,通过做复习提纲,把本课中的知识点进行剖析并记忆,在课堂上主要检查学生的理解情况,通过中招题进行练习,达到复习的目的。
四、教学过程:
(一)巩固训练(夯实基础、备战中招) 版块一:功
教师先提问并讲解做功的两个必要因素,通过课件列举没有做功的例子:如“搬而未动”是有力没有距离;汽车关闭发动机后,由于惯性向前滑行一段距离,在这个过程中牵引力没有做功,因为有距离没有牵引力;吊车吊着物体沿水平方向移动一段距离,拉力没有做功,因为在拉力的方向上没有移动距离,题中给的距离与拉力垂直,没有关系。然后让学生练习: 1.下列有关力做功的说法中正确的是:( ) A. 书静止在水平桌面上,书受到的支持力做了功。 B.用水平力推着购物车前进,推车的力做了功;
C.吊车吊着货物在水平方向上前进了5m,拉力对货物做了功; D. 小明把书从地面上捡起来,小明没有对书做功 ;
2.一个同学用120N的力,将一个4N重的足球踢到25m远处。对他踢球时做功的情况,下列说法中正确的是:( ) A.做功300J B.做功100J C.没有做功 D.做了功,但条件不足,无法计算做功的多少 3.小明将放在水平面上重为3N的物理课本水平匀速拉动0.5m。所用的水平拉力为1N,则课本重力做功 J,水平拉力做功 J。
学生在说答案的过程中要求讲方法,这样可以加深理解;另外做完后对版块一进行总结。 版块二:功率
教师先举例两个学生比赛爬楼,问在这个过程中做功没有?做了功,怎样比较做功的快慢呢?启发学生思考:假如他们体重相等,让他们爬上同样的高度,比较时间;也可以比较在同一时间内看谁上的高;假如体重不同,上的高度、用的时间都不同,只能分别计算,比较他们在单位时间里做的功。从而引出功率,在这个过程中也体现了物理中的“控制变量法”。然后让学生进行练习: 1.一辆车开进了泥潭中,司机取来一个动滑轮欲将汽车从泥潭中拉出,如下图所示,若司机用750N的拉力在5s内将汽车水平匀速拉动1m,那么司机所做的功是 J,司机做功的功率是 W。 2.关于功和功率的说法正确的是( ) A.做功快的机器,它的功率一定大 B.做功多的机器,它的功率一定大
C.做功多并且用的时间长的机器,它的功率一定大 D.物体做功所用时间越短,功率越大
3.中学生小华在一次跳绳的体能测试中,1min内跳了120次,每次跳离地面的高度约为5cm,则他跳绳时的功率最接近( )
A.5W B.50W C.500W D.5000W 学生在说答案的过程中要求讲方法,这样可以加深理解;另外做完后对版块一进行总结。
版块三:滑轮组的效率
1.机械效率的计算公式: 2.如右图,用拉力F拉着货物上升了一定高度,则
此滑轮组中做的有用功是 ;
额外功是 ; 总功是 。 3.总功、有用功、额外功三者之间的关系是 。 4.如何提高机械效率?
这部分内容让学生通过小组交流进行解决,对于“如何提高机械效率?”学生回答的不全面,教师可通过公式进行引导。然后结合中招试题进行练习,看学生的理解、掌握情况。
(二)、中考链接(把握现在、成就未来) 1.如右图所示,用F=50N的水平拉力,通过一个动滑轮,使重为200N的物体A水平向右移动了3m,在这个过程中( )
A.拉力F做了150J的功 B. 拉力F做了300J的功 C重力做了600J的功. D. 重力做了1200J的功
2.一个滑轮组经改进后提高了机械效率,用它将同一物体匀速提升同样的高度,改进后与改进前相比( )
A.有用功减少,总功减少 B.有用功增加,总功增加 C.有用功不变,总功不变 D.有用功不变,总功减少
3.在新农村建设中,为将一批建材运到10m高的施工处,工人利用如图所示的滑轮组提升建材。装置中动滑轮重100N,工人每次匀速提升一箱重400N的建材,不计绳重和摩擦。试问:
(1)每次提升建材时的有用功、额外功各是多少? (2)该滑轮组的机械效率是多少?
第三题找两、三个学生演板,然后让其它学生指出不足、不妥之处,引起学生注意。
课讲完后给学生五分钟时间让学生在小组内交流,不懂得问题通过小老师讲解进一步掌握。 课后反思: 本节课作为一节复习课,采用教师简单讲解,学生练习的方式,讲练结合,学生掌握的比较好。在授课中让学生分析问题,大面积提问学生,努力体现“教师引导、学生为主体”的教学方式,学生参与面广,精力集中,另外有利于培养学生分析、解决问题的能力及语言表达能力。不足之处是讲的点儿有点多,但知识面不够广,还有难度不高。在今后教学中要加强备课,把复习课上好、上实,努力提高课堂效果。
一、教学目标
(一)知识与技能
1.知道功率。能说出功率的物理意义,并能写出功率的定义式及其单位。
2.能结合生活中的实例说明功率的含义。
3.能应用功率的定义式进行简单的计算,并能利用功率的概念设计测量生活中功率的大小。
(二)过程与方法
1.经历探究人体的输出功率的过程,进一步熟悉科学探究的基本步骤。
2.通过资料认识常见运动物体的功率大小,了解功率在实际应用的重要价值。
(三)情感态度与价值观
1.通过测量活动的组织安排,培养学生的合作意识和协作能力。
2.进一步形成乐于探究自然现象和日常生活中的物理学道理的习惯,增强将科学技术应用于日常生活、社会实践的意识。
二、教学重难点
本节在学习机械功之后,从做功快慢的角度认识功这个物理量。功率在实际生活中具有重要意义,也是后续学习电功率等知识的基础。
教科书通过对生活、生产实例的分析,采用比值定义的方法引入功率的概念。要求学生明确功率的物理意义,能进行简单的计算,并能利用功率的概念测量生活中功率的大小。对功率概念的认识是本节教学的重点。功率与功的关系和物体运动速度与距离的关系相似,学生在学习速度概念的基础上容易进行知识的正迁移,所以,可以结合实例采用类比的方法引入功率的概念。这样既有利于学生认识与记忆,也可以渗透科学方法教育。
教学重点:功率的概念和利用公式的计算。
教学难点:对功率意义的理解。
三、教学策略
与速度、密度和压强的定义方法相同,功率也是采用比值法定义的物理量。教学中通过人上楼的实例创设情景,让学生思考做相同的功,用时不同,引出做功快慢的问题,为功率概念的提出做铺垫。类比速度是表征物体运动快慢的物理量,做功的快慢取决于相同时间内做功的多少,因此新概念的引入需要用功与做功所用时间的比来完成,它的大小为单位时间,内所做的功。
初中功的教案
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。
教学重难点
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。
教学工具
多媒体设备
教学过程
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。
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”。 [来源:数理化网]
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)。
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:
1.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)
1焦耳=1牛顿o米 1J=1Nom
〔例题1〕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=FoS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.1焦 C.0焦 D.无法确定
知识点:
1.理解做功的两个必要因素。
2.知道机械功的计算公式。
3.理解功率的概念。
4.知道功的原理。
5.知道有用功和总功。
6.知道动能和势能。
考点:功以及机械效率的计算。
能力:分析综合问题的能力。
方法: 教师讲解—学生掌握—学生提问---学生练习
【自主学习】 1.功
(3)功的计算:
功:物体上的力与力的方向上移动的距离的乘积。
①W=F·S=Gh(克服重力做功)
②W=P·t 国际单位:N·m;焦耳,简称焦,符号J。1J=1 N·m
2、简单机械的机械效率
有用功:必须要做的功。
额外功:并非我们需要但又不得不做的功。 总功:有用功和额外功的总合。 机械效率:有用功与总功的比值。
(1)斜面
(2)杠杆 ①W有用=G·h ②W额外=f·S ③W总=F·S=G·h+fS
①W有用=G物·h ②W额外
③W总=F·S
(轮轴效率)
(3)定滑轮(a)
①W有用=Gh ②W额外:摩擦及绳重
③W总=F·S=F·h
(4)定滑轮(b)
①W有用=f·S物
②W额外:滑轮转动摩擦
③W总=F·SF=F·S物
(5)动滑轮及滑轮组(a)
①W有用=G物·h
②W额外
③W总=F·S=F·nh=(G物+G动)·h
(6)动滑轮及滑轮组(b)
①W有用=fS物
②W额外:绳重及滑轮转动摩擦
③W总=F·SF=F·nS物
3、功率
定义:单位时间内做的功。
单位:功率用P表示,单位是瓦特,简称瓦,符号W
(1)公式:.
(2)意义;表示做功快慢的.(与机械效率无关)
(3)机械中的功率
4、机械能 (1)动能:(与m、v有关)物体由于运动而具有的能。质量相同的物体,运动的速度愈大,它的动能愈大;运动速度相同的物体,质量愈大,动能愈大。 (2)重力势能:
(与m、h有关)物体由于被举高而具有的能量。
(3)弹性势能:的能量。 5.易错知道辨析
(与弹簧本身、形变量大小有关)物体由于弹性形变而具有易错知识点一:判断力是否做功。
例1 ( 房山)以下事例中,重力做功的是( ) A.跳水运动员由跳台向下下落 B.冰球在水平冰面上滚动
C.皮划艇在平静水面快速滑行 D.举重运动员把杠铃高举在空中静止不动 【针对训练】
(09 重庆)如图1 所示,李晶同学将放在课桌边的文具盒水平推至课桌中央, 她针对此过程提出了如下的猜想。你认为合理的是 ( ) A.文具盒所受重力对它做了功 B.文具盒所受支持力对它做了功 C.文具盒所受的推力F 对它做了功 D.在此过程中没有力对文具盒做功
易错知识点二 计算功、功率大小
例2(2010 兰州)如图2 所示,物重G 为N,斜面长5m,高3m,斜面和滑轮组装置的 总机械效率为80%,若将重物沿斜面以0.2m/s 的速度拉上来,求: (1) 所需拉力F 是多少? (2)机械的总功率是多少?
【针对训练】
(2010 包头)如图 ,在水平拉力F 的作用下,物体沿水平面以速度v 向右匀
速移动例距离s,若物重为G,桌面对物体的摩擦力为f(滑轮及绳重不计),下列说法正确的是()
A.有用功的功率为fv B.拉力的功率为3Fv C.装置的机械效率为G/3F D.额外功为(3F-f)s
易错知识点三 判断动能、势能、机械能的变化
例3 (2010 包头)一驾满载救灾物资的飞机,沿水平方向匀速飞行的同时,不断地向灾区投放救灾物资的过程中,下列判断正确的是( ) A.飞机总体动能减小 B.飞机总体重力势能不变 C.飞机总体机械能不变 D.飞机总体惯性不变
【针对训练】
(2010 河北)如图4 所示,铅球从出手到将要落地的过程中,下列说法正确的是
(不计空气阻力)( )
A.铅球由a →b 时,动能逐渐增大 B.铅球在b 点的机械能大于a 点的机械能 C.铅球由b →c 时,机械能逐渐减小 D.铅球在c 点时动能最大
易错知识点四 分析动能、势能、的转化
例4(2010 黄冈)下列对雨滴在空中匀速下落过程的分析(不考虑雨滴质量的变化和雨滴受到的浮力),正确的是( )
A.雨滴受到平衡力的作用 B.雨滴下落过程中机械能保持不变 C.雨滴受到的重力大于它受到的阻力 D.雨滴的重力势能转化为动能
【针对训练】
(2010河南)迎世博晚会上,彩色气球伴随欢庆的乐曲匀速上升,在此过程中,气球的( ) A.动能转化为势能,机械能不变 B.动能转化为势能,机械能增大 C.动能不变,势能增大,机械能增大 D.动能不变,势能不变,机械能不变
【典型例题】例
1、(·兰州市)用如图所示的滑轮组吊起重物,不计绳重及摩擦.
(1)当物重为150 N时,绳端所用的拉力是60N,求此时滑轮组的机械效率是多少?(2)当所吊重物为300N时,10s内重物被匀速高2 m时,绳端拉力做功的功率为多少? 例
2、(2005·嘉兴市)在学习了功率的知识后,三位同学想比较爬杆时谁的功率大.以下是他们讨论后得出的三套方案,其中可行的是( )
①用相同的时间爬杆,测量出各自的体重和爬上杆的高度,即可比较功率大小
②都爬到杆顶,测量出各自的体重和爬杆用的时间,即可比较功率大小
③爬杆后,测量出各自的体重、爬杆用的时间和爬上杆的高度,算出功率进行比较
A.只有①
B.①②
C.①③
D.①②③
例
3、(·北京市)阳阳在蹦床上做游戏,从高处落到蹦床上又被弹起.当她从接触蹦床床面到运动至最低点的过程中(忽略空气阻力的影响),以下说法正确的是( )
A.阳阳的重力势能逐渐减小
B.蹦床的弹性势能逐渐增大
C.阳阳的动能逐渐减小
D.阳阳受到的合力先减小后增大
例
4、(2005·海南省)跳绳是一项很好的体育健身活动,经测试重500 N的某同学1 min跳绳120次,每次离地约0.06 m(每次离地高度和时间都相同). (1)该同学跳一次做功多少焦耳? (2)他在这1 min的锻炼中消耗的功率是多大? (3)跳绳时对地面的压强与站立时相比较有何变化?并说明判断的理由.
例
5、(河南省中考试题)一个人用同样大小的水平拉力拉着木箱,分别在光滑和粗糙的两种水平地面上前进相同的距离,关于拉力所做的功,下列说法中正确的是( )
A.在粗糙地面上做功较多
B.在光滑地面上做功较多
C.两次做功一样多
D.条件不够,无法比较两次做功的多少
例
6、(20盐城市中考试题)如图所示,在拉力F的作用下,重80N的物块A正以0.2m/s的速度在水平面上做匀速直线运动,此时弹簧测力计的读数为20N,该装置的机械效率为80%,求:
(1)2s内,弹簧测力计的拉力对物块A所做的功;
(2)拉力F的大小及拉力F做功的功率.
例7
某同学用100牛的力把质量为4千克的铅球推到5米远处,他推铅球做的功是(
) A.500焦
B.196焦
C.696焦
D.缺少条件,无法计算
例8
如图2所示为用滑轮组提起重物的装置.如果重物G=2.4×10牛,滑轮组的机械效率为80%,拉力F的功率为1.5千瓦,要把重物提起1米,求:(1)需要多大的拉力.(2)需要多少时间
4【课后能力训练】
功和机械能
一、选择填空
1. 如图3所示,小朋友沿着滑梯匀速下滑的过程中,下列说法中正确的是(忽略空气阻力)(
)
A.他受重力、支持力、下滑力和摩擦力的共同作用 B.他受重力、支持力和摩擦力的共同作用 C.他的重力势能转化成了动能和内能
D.他的重力势能减小,动能增大,机械能不变
2. 直升机在匀速下降过程中,能量变化情况是( )
A.势能减少,动能增加,机械能不变B.势能减少,动能不变,机械能减少 C.势能不变,动能不变,机械能不变D.势能减少,动能不变,机械能不变
3. 关于机械能的论述,下列说法正确的是( )
A.在空中飞行的飞机只具有动能B.炮弹具有的机械能一定比子弹具有的机械能大 C.质量和速度都相同的物体具有的动能一样大D.质量大的物体的具有的重力势能一定大
4. 关于机械效率的说法正确的是( )
A.越省力的机械,其机械效率越高B.做的总功越多,机械效率越高
C.做的有用功越多,机械效率越高D.有用功一定时,额外功越少,机械效率越高
5. 甲、乙两辆汽车,功率之比为2∶1,在相同时间内沿水平路面通过的距离之比为1∶2.则它们所做的功之比为( )
A.2∶1 B.1∶1 C.1∶4 D.4∶1 6. 下列单位中不是功的单位的是( )
A.W·s B.J C.J/s D.N·m 7. 某人用手将一物体竖直举高2m和用机械效率为80%的斜面将它升高2 m.比较两种情况( )
A.用手举高时做功多B.用斜面升高时做功多 C.两种情况做功一样多D.两种情况都不做功 8. 跳水运动员从最高点向水面下落的过程中,他的________能逐渐减少,________能逐渐增加.
9. 一只小鸟在空中飞行时具有40J的机械能,若它具有10J的势能,则它具有________J的动能.
10. 小明在水平面上用50 N的水平推力,加速推着一辆重120 N的小车,前进了10 m,小明的推力做功是________J.水平面对小车的支持力做功是________J. 11. 甲、乙两辆汽车在公路上匀速行驶.如果它们的功率相同,行驶速度之比v甲∶v乙=2∶1.在相同的时间内,甲、乙两车牵引力做功之比为________. 12. 用一只铁桶从深井中取水,第一次取半桶,第二次取满桶,两次相比:W1额_____W2额,η1___η2(填“>”“<”或“=”)
二、计算题(每小题5分,共10分) 13.一人用如图所示.的滑轮组匀速提升物重为200牛的物体,此时人对绳的拉力为120牛,不计绳重和摩擦.求: 1)滑轮组的机械效率. 2)如果人的体重为600牛,那么他们用此滑轮组所提升物体的物重不能超过多少牛? 1)滑轮组的机械效率等于有用功除以总功,有用功等于物体的重力乘以物体上升的高度,总功等于拉力乘以绳子自由端移动的距离.
2)当绳子的拉力和人的体重相等时,滑轮组所提升物体的物重最大,先计算出动滑轮的重力,最大拉力就等于最大物重与动滑轮重和的一半.从而求出最大物重.
功和机械能参考答案1.B 2.B 3.C 4.D 5.A 6.C 7.B 8.势 动 9.30 10.500 0 11.1∶1 12.= <
13.解答:解:(1)η=Gh2Fh=200N2×120N=83.3% 答;滑轮组的机械效率为83.3%.
(2)设动滑轮重G0,由2F=G+G0,得G0=40牛
设提升的最大物重为G′,人的体重为G1,此时绳的拉力为F′, 则F′=G1,由2F′=G′+G0, 得所能提起物体的最大物重
G′=2F′-G0=2×600N-40N=1160N.
答:他们用此滑轮组所提升物体的物重不能超过1160牛
一. 专题要点
1.做功的两个重要因素:有力作用在物体上且使物体在力的方向上发生了位移。功的求解可利用WFlcos求,但F为恒力;也可以利用F-l图像来求;变力的功一般应用动能定理间接求解。
2.功率是指单位时间内的功,求解公式有平均功率P瞬时功率PWFVcos,当0时,即F与v方向相同时,P=FV。 tWFVcos,t3.常见的几种力做功的特点
⑪重力、弹簧弹力,电场力做功与路径无关 ⑫摩擦力做功的特点
①单个摩擦力(包括静摩擦力和滑动摩擦力)可以做正功,也可以做负功,还可以不做功。②相互作用的一对静摩擦力做功的代数和总等于零,在静摩擦力做功的过程中,只有机械能的转移,没有机械能的转化为其他形式的能;相互作用的一对滑动摩擦力做功的代数和不为零,且总为负值,在一对滑动摩擦力做功的过程中,不仅有相互摩擦物体间机械能的转移,还有机械能转化为内能。转化为内能的量等于系统机械能的减少,等于滑动摩擦力与相对路程的乘积。 ③摩擦生热,是指动摩擦生热,静摩擦不会生热 4.几个重要的功能关系
⑪重力的功等于重力势能的变化,即WGEP ⑫弹力的功等于弹性势能的变化,即W弹EP ⑬合力的功等于动能的变化,即W合EK
⑭重力之外的功(除弹簧弹力)的其他力的功等于机械能的变化,即W其它E ⑮一对滑动摩擦力做功等于系统中内能的变化,QFl相对 第二部分:功能关系在电学中的应用
1. 电场力做功与路径无关。若电场为匀强电场,则WFlcosEqlcos;若为非匀强电场,则一般利用UABWABq来进行运算。
2. 磁场力可分为安培力和洛伦兹力。洛伦兹力在任何情况下对运动电荷都不做功;安培力可以做正功、负功,还可以不做功。
3. 电流做功的实质是电场移动电荷做功。即W=UIt=Uq。
4. 导体棒在磁场中切割磁感线时,棒中感应电流受到的安培力对导体棒做负功,使机械能转化为电能。
5. 电场力做功等于电势能的变化,即WABEP
二. 考纲要求 考
点 要求
功和功率 动能和动能定理 Ⅱ Ⅱ
本专题考查的重点有:
⑪重力、摩擦力、电场力和洛伦兹力的做功特点和求解 ⑫与功、功率相关的分析和计算。 ⑬动能定理的综合应用。
⑭综合应用机械能守恒定律以及相关知识分析有关问题。 ⑮应用动能定理解决动力学问题。
其中动能定理和能的转化与守恒定律的应用是考查的重点,考查的特点是密切联系生活、生产实际,联系现代科学技术的问题和能源环保问题 本部分内容除在选择题中进行简单知识点组合考查功和功率的概念外在解答题中将会以两种情景命题:一是多种运动组合的多运动过程问题,二是与电场、磁场联系的综合问题中考查重力、电场力、摩擦力和磁场力的做功特点、动能定理的应用和能量守恒定律。
考点解读
重力做功与重力Ⅱ 势能
电场力做功与电Ⅱ 势能
功能关系、机械能Ⅱ 守恒定律
电功率、焦耳定律 Ⅰ
三. 知识网络
四. 典例精析
题型1.(功能关系的应用)从地面竖直上抛一个质量为m的小球,小球上升的最大高度为H。设上升过程中空气阻力为F恒定。则对于小球上升的整个过程,下列说法错误的是(
A. 小球动能减少了mgH B. 小球机械能减少了FH C. 小球重力势能增加了mgH D. 小球加速度大于重力加速度g 解析:由动能定理可知,小球动能的减小量等于小球克服重力和阻力F做的功 为(mg+F)H,A错误;小球机械能的减小等于克服阻力F做的功,为FH,B正确;小球重力势能的增加等于小球小球克服重力做的功,为mgH,C正确;小球的加速度amgFg,D正确。 m规律总结:功是能量转化的量度,有以下几个功能关系需要理解并牢记 ⑪重力做功与路径无关,重力的功等于重力势能的变化 ⑫滑动摩擦力(或空气阻力)做的功与路径有关,并且等于转化成的内能 ⑬合力做功等于动能的变化
⑭重力(或弹力)以外的其他力做的功等于机械能的变化
题型2.(功率及机车启动问题)
审题指导:1.在汽车匀加速启动时,匀加速运动刚结束时有两大特点 ⑪牵引力仍是匀加速运动时的牵引力,即FFfma仍满足 ⑫PP额Fv
2.注意匀加速运动的末速度并不是整个运动过程的最大速度
题型3.(动能定理的应用)如图所示,竖直平面内的轨道ABCD由水平轨道AB与光滑的四分之一圆弧轨道CD组成,AB恰与圆弧CD在C点相切,轨道固定在水平面上。一个质量为m的小物块(可视为质点)从轨道的A端以初动能E冲上水平轨道AB,沿着轨道运动,由DC弧滑下后停在水平轨道AB的中点。已知水平轨道AB长为L。求:
(1)小物块与水平轨道的动摩擦因数
(2)为了保证小物块不从轨道的D端离开轨道,圆弧轨道的半径R至少是多大? (3)若圆弧轨道的半径R取第(2)问计算出的最小值,增大小物块的初动能,使得小物块冲上轨道后可以达到最大高度是1.5R处,试求物块的初动能并分析物块能否停在水平轨道上。如果能,将停在何处?如果不能,将以多大速度离开水平轨道?
解析:(1)小物块最终停在AB的中点,在这个过程中,由动能定理得
mg(L0.5L)E2E 3mgL得
(2)若小物块刚好到达D处,速度为零,同理,有
mgLmgRE 解得CD圆弧半径至少为 RE 3mg(3)设物块以初动能E′冲上轨道,可以达到的最大高度是1.5R,由动能定理得
mgL1.5mgRE解得E7E 6E,由于ECmgL2E,故物块将停在轨道上 23物块滑回C点时的动能为EC1.5mgR设到A点的距离为x,有
mg(Lx)EC
解得
x1L
414即物块最终停在水平滑道AB上,距A点L处。
规律总结:应用动能定理要比动力学方法方便、简洁。只有应用动力学方法可以求解的匀变速直线运动问题,一般应用动能定理都可以求解。尽管动能定理是应用动力学方法推导出来的,但它解决问题的范围更广泛。
题型4.(功能关系在电磁感应中的应用)两根足够长的光滑导轨竖直放置,间距为L ,底端接阻值为R 的电阻。将质量为m的金属棒悬挂在一个固定的轻弹簧下端,金属棒和导轨接触良好,导轨所在平面与磁感应强度为B 的匀强磁场垂直,如图所示。除电阻R 外其余电阻不计。现将金属棒从弹簧原长位置由静止释放.则
A.释放瞬间金属棒的加速度等于重力加速度g B.金属棒向下运动时,流过电阻R 的电流方向为a→b C.金属棒的速度为v时.所受的安培力大小为F = D.电阻R 上产生的总热量等于金属棒重力势能的减少
解析:在释放的瞬间,速度为零,不受安培力的作用,只受到重力,A对。由右手定则可得,电流的方向从b到a,B错。当速度为v时,产生的电动势为EBlv,受到
B2L2v的安培力为FBIL,计算可得F,C对。在运动的过程中,是弹簧的弹性势能、
R重力势能和内能的转化,D错。
题型5.(功能关系在混合场内的应用)如图所示,MN是一固定在水平地面上足够长的绝缘平板(左侧有挡板),整个空间有平行于平板向右、场强为E=2N/C的匀强电场,在板上C点的左侧有一个垂直于纸面向外、磁感应强度为B=1T的匀强磁场,一个质量为m=4×10-3kg、带负电的小物块,带电量q=10-2C,从C点由静止开始向左先做加速运动再做匀速运动. 当物体碰到左端挡板后被弹回,若在碰撞瞬间将电场改为竖直向下,大小不变. 小物块返回时在磁场中恰做匀速运动,已知平板MC部分的长度为L=5m,物块与平板间的动摩擦因数为μ=0.2,求:
(1)小物块向左运动过程中克服摩擦力做的功Wf;
(2)小物块与左端挡板碰撞过程损失的机械能△E;
(3)小物块从与 左挡板碰后到最终静止所用时间t;
(4)整个过程中由于摩擦产生的热量Q.
解析:设小物块向左匀速运动时的速度大小为v1,由平衡条件有
qE(mgqv1B)0
①
设小物块在向左运动过程中克服摩擦力做的功为W,由动能定理有
qELW12mv10
② 2m(qEmg)2由①②式解得 WqEL0.023J
③ 2222qB(2)设小物块返回时在磁场中匀速运动的速度大小为v2,与右端挡板碰撞过程损失机构能为E,则有 Bqv2mgqE
④
E112mv12mv2
⑤ 22mq2E2(12)2m2gqE(1)由③⑤⑥式解得 E0.064J
⑥ 2222Bq(3)小物块由M到C匀速运动,时间为 t1LBqL2.5s
⑦ v2mgqE小物块由C到静止匀减速运动, (mgqE)ma代入数得a1m/s2
⑧ 时间为 t2v2mv22s
⑨ a(mgqE)总时间为 t=t1+t2=4.5s
⑩
11 (4)对全过程,由能量守恒定律有
○QqELE 12
○12(或 QWfmv22)
13 由⑤⑧式解得
QqELE0.03J6
○评分标准:①式2分,其余各1分,共14分
一、教学目的:
1.知道在能量相互转化过程中,转化了的能量的多少,可以由做功的多少来确定。 2.知道做功的过程就是物体能量的转化过程。 3.知道功是能量转化的量度。
4.为后面定量地描述动能和势能及机械能做好准备
二、重点难点:
1.理解做功的过程就是物体能量的转化过程是本节的重点。 2.理解功是能量转化的量度是本节的难点。 3.能源问题是本节课对学生的一个能力培养点。
三、教学方法:
演示、讲授、讨论、练习。
四、教具:
滚摆、皮球、重物、弹簧
五、教学过程
(一)引入新课
复习提问:在初中,我们已经学过关于能的初步知识,请说出学过哪几种形式的能? (机械能、热能、电能、化学能等)。
不同形式的能量是可以相互转化的,各种形式的能量之间的转化是由什么量来量度呢? 板书课题:第三节 功和能
(二)进行新课
提问:请同学们举出一些物体能够做功的例子。
(1)流动的河水能够推动水轮机做功,说明流动的河水能够做功。
(2)人们在打桩时,先把重锤高高举起,重锤落下就把木桩打入地里,说明被举高的重锤能够做功。
(3)风吹着帆船航行,流动的空气能够对帆船做功。
(4)运动着的钢球打在木块上,能把木块推走,运动的钢球能够做功。
(5)射箭运动员把弓拉弯,放手后被拉弯的弓能把箭射出去,说明拉弯的弓能够做功。 (引导学生分析物体能够做功的共同点就是都有做功的本领-----能) 1.一个物体能够对外做功,我们就说这个物体具有能量
1 提问:我们知道,各种不同形式的能量可以相互转化,而且在转化过程中守恒,那么在这个转化过程中,功扮演着怎样的角色?讨论:
(1)只有重力做功时,重力势能和动能发生相互转化。
演示:把一个滚摆悬挂在框架上,用手捻动滚摆使悬线缠在轴上,滚摆升高到最高点,放开手,观察滚摆的运动,并思考它的动能和势能的变化。
分析说明:滚摆升高到最高点,放开手,在下落过程中,滚摆的动能增加,同时滚摆的重力势能减少,重力对滚摆做了功.重力对滚摆做了多少功,就有多少重力势能转化为动能.同理,在上升过程中,滚摆克服重力做功,滚摆的重力势能就增加,滚摆克服重力做了多少功,重力势能就增加多少.
小结:物体转化了的能量的多少可以由做功的多少来量度. (2)只有弹力做功时,弹性势能和动能发生相互转化.
[演示]拿一根弹簧,水平放置,一端固定,另一端上放一小球并压缩.待静止后放手, 小球将被弹出去.观察小球离开弹簧前弹簧的形变及小球的运动情况,并思考弹性势能和动能的变化.
分析说明:被压缩的弹簧放开时把小球弹出去,小球的动能增加,同时弹簧的势能减 少.弹簧对小球做了多少功,就有多少弹性势能转化为动能.
小结:物体转化了的能量的多少可以由做功的多少来量度. (3)机械能与内能的转化. [实例]列车在机车的牵引下加速运动.
分析说明:列车在机车的牵引下加速运动,列车的机械能增加,同时机车的热机消耗了内能.牵引力对列车做了多少功,就有多少内能转化为机械能.
小结:转化过程中,转化了的能量的多少可以用做功的多少来量度. (4)机械能与化学能的转化. [实例]用手抛出一个皮球.
分析说明:你用手抛出一个皮球,对皮球做功的时候,皮球获得动能,同时贮存在你体内的化学能减少,你抛球时做的功越多,皮球获得的动能就越多,你体内的化学能减少的也就越多.实际上,皮球获得的动能是由体内减少的那部分化学能转化来的,而且你做了多少功,就表示有多少化学能转化为皮球的机械能.
小结:转化过程中,转化了的能量的多少可以由做功的多少来量度. [实例]起重机提升重物。
2 分析说明:起重机提升重物,重物的机械能增加,同时,起重机的电动机消耗了电能, 起重机钢绳的拉力对重物做了多少功,就表示有多少电能转化为机械能.
小结:转化过程中,转化了的能量的多少可以由做功的多少来量度. 在其他各种形式能之间的转化过程中,同样可以得到以上结果.
结论:功这个物理量重要的意义在于它表示了有多少数量的能从一种形式转化为另一 种形式,做功的过程就是物体能量的转化过程,做了多少功,就表示有多少能量发生了转 化.
2.功是能量转化的量度 知道了功和能的这种关系,就可以通过做功的多少,定量地研究能量及其转化的问题了。
(三)巩固练习
1.演示并解答:皮球从手中落到地上又弹跳起来,你能说出这一过程中能量的转化. 2.风车安装在高铁架上端的水平轴上,轴可以随风向转动,风吹动风车转动,可带动发电机或其它机器工作.试从能量转化的角度说明这个现象.
(四)布置作业
复习本节课文,预习第四节内容. 教学要求和说明:
1.本节是过渡性的一节,目的在于阐述本章的基本线索,使学生知道如何定量地研究机械能,为后面两节定量地讲述动能和重力势能作好准备。
2.要复习初中学过的知识,通过实例使学生理解做功的过程是能量转化的过程,做了多少功,就有多少能量发生转化,功是能量转化的量度。知道了功和能的这种关系,就可以通过做功的多少,定量地研究能量及其转化的问题。学生对这个问题的理解,要有一个过程。要通过这一章的学习以及今后的学习,使学生逐步加深体会。这一节是个开始,使学生有个初步理解就可以了。
一、教学任务分析
本节学习机械功、功率。机械功、功率是“机械和功”这一章的第二节,是为下一节学习“机械能”打基础的,同时也是本章学习研究“功的原理”的基础,更是高中学习动能定理、机械能守恒定律、能量的转化和守恒定律的基础。
通过本节课的学习,学生将知道功的概念,知道功率的意义。
在学习本节前,学生已经学过“力”、“物体的运动”相关知识,对“力”和“距离”这两个概念并不陌生。但由于生活经验的影响,学生容易将生活中的“做工作”与物理学中的“做功”混淆,对费力而未做功的现象不易理解。因此要通过一系列的事例让学生知道功的概念。
做功有大小,做功有快慢吗?怎样比较物体做功的快慢呢?本设计期望通过一系列实验探究,帮助学生找到比较物体做功快慢的不同方法。
本节课的教学要求学生主动参与,在观察、实验、讨论的过程中建立功和功率的概念,通过本课学习,学生能计算功的大小,并能用学到的知识解释生活中与功率有关的问题,从中体验到学习物理的乐趣。
二、教学目标
1.知识与技能
(1)知道功的概念;能用公式W = F·s进行简单计算,知道功的单位。
(2)知道功率的概念;理解功率是表示物体做功快慢的物理量;知道功率的单位。 (3)能用公式P = W / t进行简单计算。
2.过程和方法
经历比较做功快慢的活动,认识功率概念的建立过程中的科学方法。 3.情感、态度和价值观
通过了解功率在实际生活中的应用,感受物理与生活密切相关。
三、教学重点和难点
重点:功率概念的形成过程。
难点:功的概念建立。
四、教学资源
1.学生实验器材:钩码、弹簧测力计、木块、铅球、秒表、矿泉水瓶、直尺等。 2.各种做功和功率的图片、视频等。
五.教案示例
第一课时
(一)引入
1.阅读活动卡p16小故事,讨论回答问题。 在两人用力大小和移动物体距离不同的情况下,怎样比较两人贡献大小(让学生充分讨论)?引导学生在比较中关注“力的大小”及“移动距离”这两个量。
(二)新课
2.机械功 (1)问题
做功的大小与哪些因素有关? (2)观察、讨论
观看一些力做功、一些力未做功的视频,描述观察到的情景中力的大小、方向及物体移动的距离大小。讨论做功的要素。
作用在物体上的力越大,力对物体做的功越多;物体在力的方向上移动的距离越大,力对物体做的功越多。
(3)阅读
一个力作用在物体上,且物体沿力的方向通过了一段距离,物理学上称这个力对物体做了机械功,简称做了功。
公式:W = F·s。
单位:1焦=1牛·米 体会1焦的大小。
(三)知识应用
3.应用
(1)问题
任何情况下力都对物体做功吗?
(2)活动
进行活动卡p17活动,通过对表格中实验结论的分析,体会机械功的含义。 (3)例题
计算一些生活中常见的做功值。 教科书p14例题1、例题2。 (4)布置作业
①教科书p17,1、2、3题。
②学生实验(这一内容既是这节课知识的应用,又是下一节课的课前准备)
测一测自己上楼做的功。设计方案,测量自己走上楼和跑上楼做的功及所用时间,将测量数据填入活动卡p18的活动表格中。
(四)【板书设计】
一、做功
1、概念:作用在物体上的力,使物体在力的方向上通过了一段距离,就说这个力对物体做了机械功。
2、做功的两个必要因素是:作用在物体上的力和物体在该力的方向上通过的距离。
二、功的公式
W=F·s——物体在力F的方向上通过的距离(米)
| ┕——作用在物体上的力(牛)
┕———力F做的功(焦)
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。
③知道功的原理。
2、过程与方法:
①通过观察和思考,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通过推理、分析与阅读,得出功与力、在力的方向上移动距离的定性关系。
③经历探究功的原理的过程,感知使用机械不能省功的事实。
3、情感、态度与价值观: ①通过联系生活、生产实际激发求知欲,培养探索自然现象和日常生活中的物理学道理的兴趣。
②通过合作性的探究,展示性交流,增强自信,学会合作的意识,追求学生和谐发展。 教学重点、难点:
1、理解功的概念及计算。
2、判断力对物体是否做功,以及对“功的原理”的探究与理解。 教学过程
一、导入新课
师:说出下列词语中“功”的含义:
功劳、立功_____贡献 大功告成、事半功倍_____成效 师:在力学上“做功”的含义是什么?
二、新课教学
(一)物理学中的功
师:如果一个力作用在物体上,物体在这个力的方向上移动了距离,这个力的作用就有了成效,力学里就 说这个力作了功。 多媒体:投影一组做功的实例和一组没有做功的实例。(实例联系生活和科技前沿)
师:每组实例有什么共同点?两组实例有什么不同点? 生:观察并总结共同点和不同点 师:功包含哪些必要因素?
生:有两个必要因素:一是作用在物体上的力;二是物体在这个力的方向上移动了距离。 师:如何判断是否做功?
生:用功的两个必要因素来判断。
师:有哪些情况看似做功,但实际上并不做功?
生:
1、有力F的作用,但距离S=0 (如举重运动员举着杠铃不动)
生:
2、有距离S,但力F=0 (如惯性运动)
生:
3、有力F也有距离S,但F ⊥ S(如提一桶水,水平前进) 练习(投影):1.起重机将货物从地面A点提升到B点,又从B点平移到C点,在这一过程中起重机一直都在做功吗?为什么? 2.在下列几种情况中,力对物体做功的是( ) A、冰球在光滑的冰面上匀速滑动 B、小孩用力推箱子,箱子未被推动 C、学生背着书包站在水平公路上匀速行驶的汽车上 D、清洁工把一桶水从地上提起
(二)功的计算
师:做功是有大小的,做功的大小跟什么因素有关?有什么关系? 投影:
由图甲可知,用力把一木板提升1米做了一定的功,图乙把同样三块木板提升1米高,拉力做的功与甲相比有什么关系?把一块木板提升3米呢?
师:讲述物理学中对功的规定,以及公式、单位。 功的公式: W = F S W— 功 — 焦耳(J) F— 力 — 牛顿(N) S—距 离— 米 ( m) 功的单位是:“牛·米” 专业名称为:“焦耳” 1J=1N·m 关于公式的几点说明:
1、公式中的各个量W、F、s均用国际单位
2、在功的单位中,“牛·米”才能写成“焦”。而力x力臂单位是牛·米,不能写成焦。 投影反馈练习题:
1、推铅球时,是否做了功?在力的方向上移动的距离应是哪个距离?
2、你爬楼梯时,你是否做了功?力移动的距离应是多少? 3、用重50N的水平拉力拉重为100N的物体,使该物体在水平方向上前进了20m,拉力和重力各做了多少功?
(三)功的原理
师:我们已经知道使用简单机械可省力、省距离、改变力的方向,那么能省功呢?
启发引导学生猜想。
投影:用杠杆、定滑轮和动滑轮提升物体的图示。 师:要得到不用机械提升物体和利用机械提升物体所做的功,分别要知道什么?怎么得到?通过图示加以说明。可通过哪些方法获得这些数据?最简便的方法是什么?
生:思考讨论,在图上指出要测的量。讨论用怎样的方法最简便。
教师引导学生通过实验、计算收集证据。
生:进行计算、说操作步骤,协助教师完成实验。 教师总结强调。
投影练习题:使用自重可以忽略的动滑轮提起50N的重物,人对绳做的功是100J,求动滑轮把物体提起的高度。
三、课堂小结:
在学生自我归纳小结后,教师投影小结内容
力学中的功
1、做功的两个必要因素:作用在物体上的力;物体在力的方向上移动的距离
2、功的计算公式:功=力×力的方向上移动的距离, 即W=F×s 注意:F≠0,S=0时不做“功” ;F=0,S≠0时不做“功”;F⊥s时不做功。
3、功单位:1焦=1牛×1米,即1J=1N·m
4、功的原理:使用任何机械都不省功。
四、布置作业
五、教学反思
节本课重的的两个必要因素更是本节课的难点所在,这也是判断是否做功的必要点是理解力学中做功的两个必要因素和功的计算。其中,理解力学里做功条件。“功”对于学生来说,是一个陌生而抽象的概念 。一直以来教师在讲授《功》的时候,总是先讲功的含义及两个必要因素,再举学利用公式 计算,这种让学生被动接受知识的方式,使 得爱学习几个例子,让学生识别哪些现象是做功了,哪些现象没做功,然后让的学生很努力地听,不学习的就只能“开小差”了。本人尝试对这生节课进行重新安排与设计,从以前的“被动接受”转变为“主动讨论”的形式,让一切变得更加顺理成章 。
《功》教案
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通过观察和思考,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通过推理、分析与阅读,得出功与力、在力的方向上移动距离的定性关系。
3、情感、态度与价值观:
①通过联系生活、生产实际激发求知欲,培养探索自然现象和日常生活中的物理学道理的兴趣。
②通过合作性的探究,展示性交流,增强自信,学会合作的意识,追求学生和谐发展。
教学重点、难点:
1、理解功的概念及计算。
2、判断力对物体是否做功 教学过程
一、导入新课
师:说出下列词语中“功”的含义:
功劳、立功------贡献
大功告成、事半功倍----------成效 师:在力学上“做功”的含义是什么?
二、新课教学
(一)物理学中的功
师:如果一个力作用在物体上,物体在这个力的方向上移动了距离,这个力的作用就有了成效,力学里就 说这个力作了功。 多媒体:投影一组做功的实例和一组没有做功的实例。(实例联系生活和科技前沿) 师:每组实例有什么共同点?两组实例有什么不同点? 生:观察并总结共同点和不同点 师:功包含哪些必要因素?
生:有两个必要因素:一是作用在物体上的力;二是物体在这个力的方向上移动了距离。
师:如何判断是否做功?
生:用功的两个必要因素来判断。
师:有哪些情况看似做功,但实际上并不做功?
生:
1、有力F的作用,但距离S=0 (如举重运动员举着杠铃不动) 生:
2、有距离S,但力F=0 (如惯性运动)
生:
3、有力F也有距离S,但F ⊥ S(如提一桶水,水平前进)
(二)功的计算
师:讲述物理学中对功的规定,以及公式、单位。 功的公式: W = F S
W—
功
— 焦耳(J)
F—
力
— 牛顿(N)
S—距 离— 米 ( m)
功的单位是:“牛·米”
专业名称为:“焦耳”
1J=1N·m 关于公式的几点说明:
1、公式中的各个量W、F、s均用国际单位
2、在功的单位中,“牛·米”才能写成“焦”。 练习题:
1、用1000N的水平拉力拉重为4000N的物体,使该物体在水平方向上前进了3000m,拉力做了多少功?
三、课堂小结:
力学中的功
1、做功的两个必要因素:作用在物体上的力;物体在力的方向上移动的距离
2、功的计算公式:功=力×力的方向上移动的距离, 即W=F×s 注意:F≠0,S=0时不做“功” ;F=0,S≠0时不做“功”;F⊥s时不做功。
3、功单位:1焦=1牛×1米,即1J=1N·m
四、布置作业 教学反思
1、“功”的含义很多,有“贡献”的意思,还有“成效”的意思。力学里所说的“功”包含有“成效”的意思,但它具有更确切的含义。“功”新概念引入,学生比较难理解。
2、在力学中功的概念是怎么定义的?怎样才叫做功?又怎样计算做功的多少?区分日常功的认识和物理学中功的概念。
★ 初中物理功说课稿
★ 八年级物理功教案
★ 八年级物理功教案
★ 初二物理功的教案
★ 电功教案