《第3节 能量转化的量度》教案.doc

第3节 能量转化的量度教案教学目标：1、理解功的概念，知道功的两个必要的因素。理解能的转化跟做功的关系。2、知道功的计算公式，知道功的单位，初步掌握功的计算方法。3、知道功率的概念，知道用功率来描述做功的快慢，知道功率的单位，初步掌握功率的计算方法。重点难点：功的概念的内涵和外延能量转化的量度：功、功率。教学过程：第1课时引入：上课前，我先给大家讲一则故事：大华同学是一个品学兼优的学生。在完成了规定的学习任务后经常干一些力所能及的家务。一个星期天，大华上午买了30斤大米，吃好中饭以后又帮助妈妈收拾碗筷，接着又去井边帮爸爸把已打好的一大桶水提回家，累得满头大汗。大华的爸爸是个物理教师。他帮大华擦了擦汗说：“孩子，好样的！”，接着又话锋一转，“但从力学的角度来看，基本上没有做功”。大华百思不得其解。那么怎样才算“做功”？在力学上“做功”的含义是什么？怎样计算做功的多少？这节课我们就来学习研究这些问题。以举重、马拉车为例，说明能量的相互转化（举重：化学能势能；马拉车：化学能动能和热能），并引出能量转化的量度功。读图并思考：从力和运动角度分析，举重运动员向上举起杠铃和马向前拉车两种情景有什么共同的特点？杠铃和马车都受到力的作用，并且在力的方向上都发生了移动。演示（1）用手沿水平方向推一辆放在水平桌面上的小车，小车在力的作用下前进了一段距离，力学中就说，手对小车做了功。（出示图1讲解演示实验）（2）继续讲解起重机起吊重物（图2），对重物有向上的拉力，重物在拉力F的作用下升高一段距离s，力学中就说，起重机对重物做了功。请同学们归纳一下，上述两例有什么共同点和不同点？（引导启发）共同点有作用力，在力的方向上通过一定距离。不同点力的方向，施力物体。通过以上总结，我们应建立这样一个概念：物体在力的作用下，在力的方向上通过一段距离s，那么力对物体就做了功，不管是在水平方向，还是在竖直方向上，不管施加力的物体是人还是机械。1、功：物体受到力的作用，并且在这个力的方向上通过一段距离，我们就说这个力对该物体做了功。力做功也常说成物体做功。如果物体移动的方向与力的方向相反，则称物体克服该力做功。人、起重机都对物体做了功，请两位同学分别分析回答功究竟由哪两个因素决定？由以上分析可知，不管是在水平方向，还是在竖直方向，功都由作用在物体上的力和物体在力的方向上通过的距离这二个必要因素决定的。2、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。在光滑的水平面上，一钢球由惯性运动了一段距离s，见图3请同学们分析一下在这段匀速运动过程中有没有力对钢球做功。提议先对小球的受力情况进行分析，再逐步确定没有力对小球做功。小实验分别请三位同学上讲台托一本字典。甲同学手托字典，竖直上升一段距离，乙同学手托字典水平前进一段距离，丙同学手托字典不动。在教师指导下学生展开讨论分析他们对字典的做功情况。根据以上的一些例子我们一起来归纳一下几种不做功的情况：（1）物体没有受到力的作用，但因为惯性通过一段距离；（F=0）（2）物体受到力的作用，但没有移动距离；（s=0）（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；（力和通过的距离方向垂直）（Fs）所以力学中的“做功”与日常生活中的“工作”不完全一样，平常我们所说的“工作”是对一切消耗体力和脑力劳动的总称。“做功”比“工作”的涵义要狭窄且严格得多。譬如一个人在水平地面担了一天水，他当然是工作了，但从力学角度来说，他基本上没有对水做功。设问：现在你能帮故事中的大华解释他爸爸的话了吗？大华不管是扛米还是提水对物体施加力都是竖直向上的，而他通过的距离都是水平的。当然当他把米从地上扛离，把水桶从地上提起时做了功。深入分析与讨论：（1）某同学提着一桶水走上二楼，这位同学对水桶做不做功？（2）这位同学提着一桶水在二楼沿水平走廊走了50米，在这一段路程上这位同学对水桶做不做功？（3）李名同学在上学的路上，看到一汽车翻倒在路中央，它和师傅一起用尽全力推车，结果车子纹丝不动，李明对这个汽车做了功吗？（4）小王用力踢足球，足球离脚后在草地上滚动了很长的距离，在这段距离上，小王对足球做了功吗？3、功的计算由图甲可知，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，拉力做多少功？把一块木板提升3米呢？（见图丙）从以上分析可知，在通过相同的距离时，作用在物体上的力越大，做功越大；作用在物体上的力相等时，物体在力的方向上通过的距离越大，则做功越大。即功的大小跟作用在物体上的力成正比，还跟物体在力的方向上通过的距离成正比。在力学中规定：（1）功的大小：功等于力和物体在力的方向上通过的距离的乘积。（2）计算公式：功=力距离，即W=Fs。（3）功的单位：焦耳，简称焦（J）1焦=1牛米。（体会1焦的大小：把2个鸡蛋举高1米，做的功大约是1焦）（介绍人物焦耳）小结：做功的过程实质上就是能量转化的过程，力对物体做多少功，就有多少能量发生了转化。所以可以用功来量度能量转化的多少，能量单位与功的单位一样，也是焦耳。4、功和能的关系（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。第2课时引入：在日常生活中和在生产实际中，对于生产设计和使用机械做功时必需要考虑的一个科学量。我们要通过几个典型问题的讨论，理解它，认识它的重要性。功率1、引入：反映该物体做功的快慢的科学量（功率也表示了能量转化的快慢）。2、定义：单位时间里完成的功叫功率。3、计算公式：（1）定义式：功率功/时间PW/t（2）推导式： （注意：F与v同方向！）（物体在拉力F的作用下，以速度v沿拉力的方向做匀速直线运动，则拉力做功的功率等于力与物体速度的乘积。在功率P一