（高一物理）第08章第01节功教案08 人教版

1、第20章 机械功和机械能 20.1功课型 新授教具 幻灯片、滑轮、细线、铁架台、钢珠教学目的 理解做功的两个必要因素 理解功的计算公式，并会进行简单的计算教学重点、难点 做功概念的理解是难点 功的计算是重点教学方法 实验法、讲授法教学过程一、引入我们平时常说到“做工”，物理学中也有“做功”，可是物理学中的“做功”与日常生活中所说的“做工”有着不同的含义。日常“做工”是指“读书”、“工作”、“劳动”，认为花费了力气一定能做功，不会徒劳无功。功的概念是从生产、生活和科研的大量事实中抽象概括出来的，不能借助于演示实验直接说明其由来。机械功不仅涉及到力，还涉及了距离在力的方向上通过的距离，这两个条件要

2、同时满足。二、怎样才叫“做功”？幻灯用力向上举杠铃实验1人推课桌前进；粉笔落地问：上述三种情况中受力物体、施力物体、受力方向和受力物体移动的距离分别是怎样的？1、概括：力学中功的含义是：一个力作用在物体上，物体在这个力的方向上移动了一段距离2、做功的两个必要因素是什么?实验2前排同学举起方凳，讨论学生是否做功结论：物体受力作用并在力的方向上移动了距离，此时力对物体做了功。实验3让一名学生搬讲台而未搬动，讨论该学生对讲台是否做功结论：物体受力作用但没有移动距离，力对物体没有做功实验4让一名学生扛起方凳由最前排走向最后排，讨论该生对方凳是否做功结论：物体受力作用与物体移动的距离相垂直，力对物体不做

3、功演示实验将钢珠在光滑的水平桌面上依靠惯性滚动，讨论有没有力对物体做功结论：物体虽然移动了距离，若在水平方向上没有受到力的作用，就没有对物体做功。启发学生归纳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一段距离3、分析：“推而不动”和“搬而未起”是“劳而无功”、“不劳无功”做功为零。推出不做功的情况是：（1）S=0 （2）F=0 （3）物体受力方向与通过距离垂直学生举出两个做功与不做功实例。三、功的公式1、幻灯分析甲、乙、丙三种情况下（1）甲与乙相比，哪个做功多？（2）乙与丙相比，哪个做功多？结论：同一物体受力越大，使物体移动距离越大，这个力做功越多。2、启发学生概括：

4、功等于力与物体在力的方向上通过距离的乘积。进而得出功的公式：W=Fs及功的单位：焦（牛顿米）注意：（1）使用W=Fs时单位统一（2）做功时F不能突然撤去（3）明确1焦（牛顿米）的物理含义及大小（4）此处“牛顿米”与杠杆平衡条件计算力和力臂乘积的“牛顿米”是不同的。四、阶梯练习、运用概念作业布置：课本习题，学习指导用书20.2功率教具教学挂图教学目标：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。会用功率的公式进行简单的计算。教学过程一、诊测：1速度是表示 的物理量；速度的公式是二课题导入：体重为4900N的小红和体重为4000N的小明比赛爬楼梯。小红在2分钟爬高

5、为12米，小明在1.5分钟爬高为18米,请分别求出小红和小明所做的功.二、教学设计小红在2分钟内做功58800焦，小明在1、5分钟内做功72000焦。可见，小明用了比小红少的时间却做了比小红多的功。所以，做功不但有多少的问题，还有快慢的问题。教师指出：在力学中用功率来表示做功的快慢。提问怎样比较出小红和小明的功率大小？启发学生回答。我们前面已经学过，物体运动的快慢用速度来表示。速度就是物体单位时间内通过的路程。那么同学们类比一下功率的定义。单位时间里完成的功，叫做功率。用P表示功率。 功率=功/时间 P=W/T让学生讨论功率的单位 1瓦特=1焦/秒。国际单位：瓦特（W）。 常用单位：1千瓦=1

6、000W 1兆瓦=106瓦为使学生能对功率形成具体概念，教师可以引导学生阅读课本1412。功率是机器的主要技术性能之一，选购机器，要根据实际需要和可能选择功率合适的机器。例题：课本例题，教师可以把此题分为几个问题逐个以程序的形式提出，最后形成具体思路。找几名同学到黑板板演，其他学生自己演算，要求步骤规范。最后师生讲评四、针对目标小结巩固本堂知识。五、形测：1、“想想议议”2、练习1-4。六、作业：基础训练。20.3功的原理课型新授课教具尺子，铅笔盒等教学目标：常识性了解功的原理，会用功的原理解释生活中有现现象。通过引导学生设计实验方案，进行功的原理的探索过程，培养学生的创造力和创造性思维，初步

7、使学生领会研究问题的基本方法。培养学生认真严谨的科学态度，勇于探索的心理品质和团结协作的精神。教学过程一、诊测：1、做功的两个要素是什么？2、功的公式和单位3、板演章后习题2二、课题引入学生实验：用铅笔（尺子）铅笔盒或其他物体组成撬物体的杠杆。要求：使l1l2 体验手按铅笔（尺子）的力那种情况费力？那种情况下省力？观察两种情况下，手作用的力F1 的作用点和物体对杠杆的阻力 F2的作用点移动的距离哪个大？问题：使用机械为什省力就费距离？省距离就费力？使用机械可以省力或省距离，是否可以省功？即用简单机械比直接用手少做些功？这能办到吗三、教学设计启导语；能否设计一个省功的机械？这曾是历史上许多机械师

8、和物理学家长期探索的问题，直到18世纪，人们才最终搞清功的原理。这节课我们就来探索这个问题。学生实验：让学生在老师提出问题的基础上设计实验并验证。实验之前，引导学生考虑以下几个问题：（1）实验目的？（2）如何设计实验？（3）须记录哪些数据？（4）如何测量和记录？（5）须用哪些器材？该问题可以先由小组讨论，再由小组提交方案。在全班范围内形成全面性、必然性的最佳方案。（值得注意的是，两个实验的动力大小摒弃用理论计算的办法而改用弹簧秤测量，以便得到“利用机械做功比不用机械做功多的结论，即W用机械 W用手 。学生分组动手实验，记录数据，归纳实验结论；教师巡视指导二、实验结论：（通过营造一种探索、创造氛

9、围，不仅提高观察实验能力及运用知识解决问题的能力，还培养学生严谨求实，分工协作的科学态度。）4、实验后引导学生分析数据，提出问题：在用（L1=3L2）杠杆提升重物时，为什么F1/3G?在用动滑轮提升重物时,为什么F1/2G?若不计机械自重和磨擦,拉力分别应是多少?使用简单机械有没有可能少做些功?说出你的依据.通过分析、推理让学生自己“发现”问题，“发现”规律。由于复杂机械都是由简单机械组合而成，大量实验表明：使用简单机械不省功，由此我们可以得出结论：使用任何机械都不省功。自学课本：阅读功的原理表述，思考并回答下列问题：功的原理是如何表述的？原理中提到“人们所做的功”和“用手所做的功”这两个提法

10、如何理解？功的原理有哪两种表述方式？第一种表述中的“等于”和第二种表述中的“不省力”，它们所包含的物理意义及适应条件，你们是怎样理解的？自学“斜面”并讨论下列问题：既然使用任何机械都不能省功，为什么人们还要使用机械呢？在一次登山活动中，有些同学沿山坡从山脚直接往上爬，有些同学则沿着盘山公路向山顶进发，问哪种方式上山省力？为什么？建造较高的大桥常要修建很长的引桥，沿引桥上正桥较省力，这是为什么？通过教师指导、学生阅读课本，逐步使学生掌握阅读的技能，为学生主动学习，发挥认识的主体的能动作用创造条件。四、针对目标小结巩固本堂知识。五、形测：基础训练六、作业：阅读材料：动不了的永动机20.4机械效率课

11、型新授课教具滑轮、钩码、线、弹簧秤、铁架台、刻度尺。教学目标知道什么是有用功、额外功和总功。知道什么是机械效率，计算公式、机械效率小于1。知道提高机械效率的意义和主要方法。教学过程复习、功的原理如图，用滑轮组提高重5牛的物体，用功的原理求在细绳需要加多大的力？二新授导入教师让学生看课本图149所示，要把100牛顿的砂子运上三楼，有三种办法供你选择，教师可给其编上号：甲、乙、丙，你选择哪种并简单说明你的理由，并在小组内讨论。三、教学设计教师深入到学生讨论中间，听取有关的信息，然后加以整理。讨论中必然会有学生谈到，乙、丙比甲多提一个滑轮的问题；乙提的桶比丙提的袋子重的问题教师要抓住这些信息来引导学

12、生。我们的目的是把砂子提到三楼。但是甲、乙、丙三种情况，提到二楼的仅仅是砂子吗？学生自然回答不是，还有人或桶或口袋或动滑轮。教师可紧接着问这些是我们需要的吗？不是，但要把砂子提到二楼，人不得不到达二楼，运用甲、乙的方法又不得不用桶来装，乙、丙的方法又不得不把动滑轮提升，从而使我们对其做了功。教师指出：象这样不需要但又不得不做的功（提滑轮、桶、人、口袋）叫额外功（W额外）；教师接着问哪部分不是额外的？提砂子。教师指出：直接（不用机械）为实现目的（提沙子）而做的功叫有用功（W有用）。教师接着问：那么有用功我们需要，我们必须做；额外功不需要但也必须做，那么我们总共做的功可以叫总功。换名话说总功与有用

13、功、额外功的关系是：有用功+额外功=总功（W总）问：根据以上实验，你能算出甲乙丙有用功分别在总功听百分比吗？甲是（100X6）J/（600+2400）J =20%乙是（100X6）J /（600+2400+180）J =18.87%丙是(100X6) J /(600+2400+90) J =19.42%通过这三个百分比我们可以看出这三种办法在做相同有用功的同时,谁做的额外功多。在物理中常用到这个百分比来研究许多问题,我们就给它起了个名叫机械效率（）。机械效率的公式:机械效率=W(有用)/W(总) 或机械效率=W(有用)/W(有用)+W(额外)机械效率没有单位.提问:甲乙丙三者的机械效率都很小能

14、不能想办法提高一下.引导学生讨论.得到:减小额外功是提高机械效率的有效办法.及一些常规改进方法.指出:提高效率,更充分地发挥机械设备作用,有重要的经济意义.提问:既然利用减小额外功的方法可以使机械效率提高,那么我无限度的减小额外功是否就能使机械效率大于或等于1呢?让学生讨论,(利用机械时常要必须做的额外功)机械效率总小于1.四、针对目标小结巩固本堂知识。五、形测、1“想想议议”2、课后习题1-2六、作业：学习指导用书20.6机械能(一)教学目的1.了解能量的初步概念。2.知道什么是动能及影响动能大小的因素。3.知道什么是势能及影响势能大小的因素。4.知道什么是机械能及机械能的单位。(二)教具斜

15、槽，钢球，木块，橡皮筋，压缩弹簧等。(三)教学过程1.复习鉴于能量和功的概念有密切的联系，所以通过怎样才算做了功的提问，引导学生进一步理解力的作用成效、功的两要素。当一个力作用在物体上，物体在这个力的作用下，沿力的方向上通过了一段距离，这个力的作用有了成效，就说这个力做了功。出示一木块，并将其置于水平桌面上。说明木块受重力的作用，但木块没有在重力方向上运动，所以重力对木块没有做功。继而用手推动木块，使木块运动一段距离。在此过程中，重力仍然没有做功，手的推力做了功。进而强调力和在力的方向上通过的距离是功的两要素，且功的大小就等于两者的乘积。2.引入新课出示斜槽，并演示钢球从斜槽上滚下，在水平桌面

16、上撞击木块，使木块移动了一段距离。让学生分析碰撞过程中，做没做功?利用学生分析的结果钢球对木块做了功引入能量的概念：一个物体能够做功，我们就说它具有能量。可见物理学中，能量和功有着密切的联系，能量反映了物体做功的本领。不同的物体做功的本领也不同。一个物体能够做的功越多，表示这个物体的能量越大。3.进行新课物体具有能量的形式是多种多样的，以后我们将逐步认识各种形式的能量。刚才的实验中钢球撞击木块能够做功，但若将钢球停靠在木块一侧(边讲边演示)，这时的钢球并不能推动木块做功。只有运动的钢球才能推动木块做功。(1)动能：物体由于运动而能够做功，它们具有的能量叫做动能。引导学生广泛地列举事例，说明运动

17、的空气、水和各种物体都能够做功，而具有动能。概括出一切运动的物体都具有动能。列举事例说明：运动的物体具有的动能多少不尽相同。如狂风能吹倒大树，而微风只能使树枝摇动。进而通过演示实验，概括出决定物体动能大小的因素。演示课本图1-1实验，实验可分三步：将同一个钢球，从斜面不同高度滚下，让学生观察钢球将木块推动的距离。木块被推动的距离不同，说明钢球对木块做的功不同。木块被推动得越远，表明钢球的动能越大。实验说明：从不同高度滚下的网球，具有不同的动能。上面的实验表明钢球从较高处滚下时具有的动能大。那么钢球从不同的高度滚下时有什么不同呢?我们可通过观察实验来得到结论。将质量相同的两个钢球，同时从斜槽的最

18、高点和接近斜槽底部的位置释放。从最高点滚下的钢球能在水平槽上追上从接近底部滚下的钢球。实验表明从高处滚下的钢球速度大。从而得到结论：物体的动能与速度有关，速度越大，物体的动能越大。换用不同质量的钢球，从同一高度让其滚下，让学生观察钢球推动木块的距离。从而得出结论：运动物体的质量越大，动能就越大。演示实验之后，总结实验结果：运动物体的速度越大，质量越大，动能就越大。(2)势能：物体由于运动的原因而具有动能，物体还可能由于其他的原因而具有能量。例如，同学们都玩过用橡皮筋弹射纸弹的游戏，拉长的橡皮筋能给纸弹一个力，并推动纸弹移一段距离，从而对纸弹做了功。同样拉弯的弓、压缩的弹簧也能够做功，它们都具有

19、能量，这种能量叫做弹性势能，它是由于物体发生弹性变形变而具有的能量。解释弹性形变：物体受到外力作用而发生的形状变化，叫做形变。如果外力撤消，物体能恢复原状，这种形变叫做弹性形变。列举事例说明物体的弹性形变。如：拉长的弹簧，压扁的皮球，弯曲的钢锯条，上紧的钟表发条等。利用课本图1-4的实验阐明物体的弹性形变越大，它具有的弹性势能就越大。为节省课堂时间，课前将两个性质相同弹簧，按照课本图1-4压缩到不同的长度。先后将拉紧弹簧的绳烧断，两次砝码被弹起的高度不同。弹簧压得越紧，放松时它做的功越多，表示它的弹性势能越大。被举高的重物，也能够做功。例如：举高的铅球，落地时能将地面砸个坑；举高的夯落下时能把

20、木桩打入地里。举高的物体具有的能量叫重力势能。列举事例说明：物体的质量越大，举得越高，它具有的重力势能越大。如：举起同样高度的铅球和乒乓球，铅球落下时做的功多，具有的重力势能大。铅球举得越高，具有的重力势能就越大。引导学生讨论树上结的苹果是否有重力势能?通过讨论使学生理解一个物体能够做功的含义。能够做功只是说物体具有了做功的本领，但不一定做了功。树上结的苹果虽然没有做功，但只要它从树上掉下来就能做功，所以我们说它具有重力势能。(3)机械能：让学生分析静止在桌面上的钢球是否具有能量?(具有重力势能)继而让学生分析在桌面上滚动的钢球具有什么能?通过分析得知滚动的钢球既有动能，又有势能。动能和势能统称为机械能。一个物体既有动能，又有势能，那么动能和势能的和就是它的总机械能。(4)能量的单位：从前面的讨论，我们可以认识到能量是跟做功有密切联系的概念，能量反映了物体具有做功的本领，能量的大小可以用能够做功的多少来衡量。因此，动能、势能和机械能的单位跟功的单位相