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文档简介

1、12.1 教学设计教材分析: 本节对功的概念,以及功的计算方法做了阐述,并使学生理解怎样才算是做了功。教学目标:1.知识与技能理解做功的两个必要因素. 知道什么情况下物体做了功,什么情况下物体没有做功.掌握功的公式和单位,并会用功的公式进行简单的计算.2.过程与方法培养学生的观察能力.初步分析问题和解决问题的能力.3.情感、态度与价值观目标通过实践操作,使同学们养成实事求是的科学态度,热爱科学的情感.教学重难点:重点:运用功的公式进行计算.难点:判断物体是否做功.教学器材:弹簧测力计,长木板,铁块,小车,细绳.教学课时:1时教学过程:1.诊断补偿:(1)什么是力 力的三要素是什么 (2)什么是

2、重力 重力的方向如何 2.导入新课:教师演示用弹簧测力计在水平桌面上用相同的力分别拉铁块和小车,让学生观察实验现象,通过两次用力铁块静止不动而小车运动,启发学生思考:这两次用力的成效是否一样 由此导入本节内容.3.探究释疑,交流合作:学生阅读本节课本第一,二自然段,参看课本插图,提问并由学生回答下列问题: 力学里所说的“功”,它的含义是什么,学生回答:当一个力作用在物体上,物体在这个里的作用下通过了一段距离,力学里就说这个物体做了功. 分析课本插图做功的实例:货物,铁塔,火箭和原木在什么力作用下沿什么方向移动了一段距离 (重点让学生知道力的方向)什么力对物体做了功 引导学生逐个分析图例:货物在

3、什么力的作用下,向什么方向通过了一段距离 这个力的方向是怎样的 铁塔,火箭又是如何 引导学生分析得出:货物,铁塔,火箭在竖直向上力的作用下,向上通过了一段距离.叉车,直升飞机,燃烧气体分别对货物,铁塔,火箭做了功.原木在水平拉力作用下,沿水平方向前进了一段距离,马的拉力对原木做了功.根据对图例的引导分析:让学生思考力学里的功包括哪两个必要因素 (3) 教师小结并板书:力学里的功包括两个必要的因素:一是作用在物体上的力,二是物体在力的方向上通过的距离.着重指出:“两个”必要因素的含义是缺一不可.只有作用在物体上的力,而物体没有在力的方向上通过距离,即如果物体仍然静止不动,这个力就没有对物体做功.

4、结合课本图15-2,分析两个小朋友做功等于零的道理.如果物体靠惯性运动,虽然在水平方向上通过了距离,但并没有水平方向上的力作用于它,所以没有什么力做功.结合在极光滑的水平冰面上滑动的冰球一例,说明没有什么力对冰球做功.(4) 通过学习我们知道了做功的两个必要因素,即力与距离,功的大小与力与距离有关,功的大小如何计算 教师提出问题:在拉力F作用下,通过的距离为S;在拉力不变的情况下,通过的距离为2S;请同学比较这两次做功的大小.通过相同的距离S,一次拉力为F,一次为2F,比较这两次做功的大小.通过分析比较,让同学们懂得用力越大,在力的方向上通过的距离越多,做功越多.功的大小与作用在物体上的力成正

5、比,跟物体在力的方向上通过的距离成正比.总结板书功的计算公式和单位:功等于力与物体在力的方向上通过的距离的乘积.用W表示功,F表示力,s表示物体在力的方向上通过的距离,则功的公式可写成:W=Fs 功的单位:在国际单位制中,力的单位是牛顿(N),距离的单位是米(m),功的单位是牛顿米,它还有一个专用的单位名称叫焦耳,简称焦(J).让学生课后了解科学家焦耳对物理学做出的巨大贡献.1焦=1牛顿米. 教师强调:在运用公式进行计算时,要注意单位的统一,距离的单位一定要用米.其次要让学生知道,做功的的多少只与作用在物体上的力和物体在力的方向上通过的距离有关,与物体是否做匀速直线运动无关.再次,让学生知道1

6、焦的物理意义,知道1焦的大小. 教师提问:此题中木箱受到几个力的作用,哪个力做了功,对什么物体做了功,重力做了功没有,为什么,学生回答,教师总结. 知能训练:(1)小张提着一桶80N的水上坡,已知坡的长度为20m,高度为4m,小张做了多少功 (2)小王提着同样重的水,沿水平方向前进了20m,小王做了多少功 (3)小李提着80N的水桶,原地不动,停了5min,小李做了多少功 (4)讨论本课课后想想议议中的问题 课堂小结:教师总结本节课的主要内容,重点强调在力的方向上通过了距离才算是做功,功的计算公式及单位. 布置作业:本节课后的练习1,2,3.4、5小 结:本节主要内容:1、功的概念2、做功的必

7、要因素. 3、什么情况下物体做了功,什么情况下物体没有做功.4、功的计算方法.板书设计:第一节 功一、功的概念1、功:当一个力作用在物体上,物体在这个里的作用下通过了一段距离,力学里就说这个物体做了功。2、功的两个必要的因素:一是作用在物体上的力,二是物体在力的方向上通过的距离。二、功的计算方法:1、功的计算公式:功等于力与物体在力的方向上通过的距离的乘积.用W表示功,F表示力,s表示物体在力的方向上通过的距离.则功的公式可写成:W=Fs 2、功的单位:焦耳,简称焦(J).1焦=1牛顿米.教学后记:本节对功的计算方法作了详细的介绍,通过学习功的相关知识,使学生对功这一概念有一个全新的理解,能够

8、正确分辨做功与否,能进行简单计算。15.2 功率教学目的:通过日常生活中的实例和生产中的实际,在讨论中使学生能理解功率的概念。 学会使用功率的基本公式,一解答简单的物理习题。 教学方法:讨论法。 教学内容 引言:在日常生活中和在生产实际中,不仅要考虑机械效率,还有一个重要的概念,对于生产设计和使用机械做功时必需要考虑的一个物理量。 我们要通过几个典型问题的讨论,理解它,认识它的重要性。 【例1】 建筑工地上需要将1000块砖送到15米高的楼上。 方法如下: 1人用筐将砖运送到楼上。2人用滑轮将砖运送到楼上。3使用起重机将砖运送到楼上。 提问:以上三种方法,除了机械效率不同外还有什么不同。(待学

9、生思考不必要求立即回答)。【例2】 一个人用通常的步伐走上三楼,或以快速地跑到三楼上。 提问:两种方法所做的功的情况有何不同。(要求同上题,先认真去思考,不必急于作答。) 【例3】 有一个重型的机器,需要推至距100米远的厂房内。 方法有三: 1工人们用推力推到厂房内。 2工人们用车推到厂房内。 3用马车拉到厂房内。 提问:三种方法完成此功有何不同。 对比上述三例,当人们完成一定的功时,存在着一个具体的实际问题是什么? 启发同学得出答案: 物体做功有快、有慢。 在例1中起重机做功快。 例2中人跑到三楼做功快。 例3中用马车做功快。 物理学里用功率来表示物体做功的快慢,板书:因此,单位时间里完成

10、的功,叫做功率。 根据定义可得出: 板书:各物理量的国际单位,写在公式中。 1瓦特1焦耳/秒,1千瓦1000瓦,1兆瓦106瓦特。 指出:功率是机器的主要技术性能之一。 功率小,做功慢,耗能少。 功率大,做功快,耗能多。 【例题】 高出水面30米处有一个容积是50米3的蓄水池,要用一台离心式水泵抽水给蓄水池,1小时能把水池充满即可,这台水泵的功率至少是多少千瓦? 已知:h30米,V50米3, t1小时3600秒, 求:P 解:分析,根据已知条件 mV。 m1103千克/米350米35104千克 所以G5105牛顿。 WGh 5105牛顿30米15106焦耳。 答:这台水泵的功率至少是4.2千瓦

11、。 指出:根据已知条件和所求的物理量的基本公式,知道水泵是克服水重而做功,故在题内首先根据水的质量求出水重,这样再代入功率的基本公式中求功率。 为什么题目最后所求的是“功率至少是”多少千瓦?为什么不求等于多少或者求最大是多少千瓦。 这是因为在实际中水泵有轴功率和配套功率的区别,轴功率是指单独水泵本身所能完成的功率,如果按题内所求功率,只能满足轴功率,那么水泵是无法工作的,因为水泵必须同其它机器配合使用才能工作,所以配套功率是要大于轴功率的,这是否是功率越大越好呢?不是的,因为功率越大,必定耗电或耗油多,是不符合经济效益的。 作业习题1、2、3。【习题演练】1物体在_叫功率,它是反应物体_的物理

12、量,国际单位制中的单位是_。某机器的功率为5 W,其物理意义是_。2两台机器的功率之比为32,它们做同样的功所需要的时间之比为_;在相同的时间里,做功之比为_。3举重运动员在3 s内把1500 N的杠铃举高到1.8 m,他对杠铃做了_J的功,功率是_W,若举在空中停了3 s,则这个过程做了_J的功,功率是_W。4如图1所示,重为100 N的物体在F的作用下以12 m/s的速度在水平地面上做匀速直线运动,此时,弹簧秤的示数为4 N,则拉力F=_,功率是_W。 图15质量为40 kg的物体,在光滑的水平面上做匀速直线运动,在5 s内通过的距离为10 m,那么外力对物体做的功为_J,功率是_W。6甲

13、、乙两人各把200块砖从一楼搬到四楼,甲、乙需要的时间之比为23,则甲、乙两人对砖做的功之比W甲W乙=_,功率之比P甲P乙=_。7关于功率的概念正确的说法是 A.功率越大,越省力B.功率越大,表示做功越快C.功率越大,做功越多D.功率越大,表示做功所用的时间越短 8下面说法中正确的是 A.功率跟时间成正比,所以只要时间短,功率就大B.从P=可知,功率的大小跟功成正比,所以只要做的功多,功率就大C.功率大的机械比功率小的机械做的功多D.甲每小时做的功比乙每小时做的功多,甲的功率就比乙的功率大9甲、乙两台机器的功率之比为43,它们工作时间之比为13,它们所做的功之比W甲W乙为 A.29B.21 C

14、.49D.3210甲、乙两物体质量相等,用外力使甲物体以速度v1匀速上升6 m,外力做功W1,功率为P1,用外力使乙物体以速度v2匀速上升6 m,外力做功W2,功率为P2,已知v1v2,则 A.W1=W2 P1=P2 B.W1W2 P1=P2C.W1=W2 P1P2 D.W1W2 P1P211如图2所示,在绳子自由端用20 N的拉力把重为80 N的物体匀速提高8 m时,拉力所做的功是多少?若重物匀速上升的速度是2 m/s,则拉力的功率是多少?图212一辆汽车装满货物共重4.9104 N,在平直公路上匀速行驶,在10 min内前进了6 km,这时发动机的功率为6.615104 W,求:(1)这段

15、时间内汽车的牵引力做了多少功?(2)汽车所受重力做了多少功?(3)汽车所受的阻力是多少?13甲、乙、丙三位同学分别将铁块匀速竖直向上提升,所得实验数据如下表同学铁块重力G/N升高高度h/m时间t/s甲21.52乙414丙50.55(1)根据上表可知,做功最多的是_同学,做功最快的是_同学。(2)为了表示做功的快慢,他们在表中增加了最后一列(空栏)项目,这个项目的含义是_,为此物理学中引入一个物理量叫_。参考答案:1单位时间内完成的功 做功快慢 W 机器在1 s内做了5 J的功223,32 32700,900,0,0 42 N,48 50,0 611,32 7B 8D 9C 10C 11640

16、J,160 W 123.969107 J,0,6.615103 N13(1)乙,甲 (2)物体在单位时间内完成的功,功率15.3 动能和势能教学目的1理解动能和重力势能的初步概念。2知道什么是弹性势能。3理解机械能的初步概念。4培养学生的抽象思维能力。教学重点理解动能和重力势能。教学难点能的概念的建立。教具钢球、斜槽轨道、小木块、砝码、弹簧。教学过程(一)引入我们在日常生活中经常提到能,诸如热能、电能、能源开发等等。“能”确是物理学中的一个重要概念,能的概念跟功的概念有密切联系。我们说一个物体能够做功,这个物体就具有能。电流能做功,具有电能;燃料燃烧放热可以做功,有热能。自然界中,能的形式很多

17、,今天我们学习最常见的能的形式动能和势能。(二)动能1什么样的物体具有动能?急流的河水能把石头冲走,流水能做功;飞行的子弹能把木板打穿,飞行的子弹能做功;风吹动帆船航行,空气流动形成的风能做功。这些物体能做功,它们都具有能。它们的能量由于物体运动才具有的。水由于流动、子弹由于飞行、空气由于流动而具有能。物理学中把物体由于运动而具有的能叫动能。一切运动的物体都具有动能。2请同学们判断下列物体中哪些物体具有动能。静坐的人,足球场上奔跑的运动员,炮膛中准备发射的炮弹,从飞机上投出的炸弹,被电风扇吹动的空气。(学生回答)。奔跑的运动员,飞机投出的炸弹,被吹动的空气具有动能。原因是运动员、炸弹和空气是运

18、动的。而静坐的人和炮膛中等待发射的炮弹是静止的,所以不具有动能。3动能的大小或多少跟哪些因素有关。物体能够做的功越多,表示这个物体具有的能量越大。那么动能的大小决定于哪些因素呢?现在我们通过实验来研究。这是个带槽的木板,我们把钢球放到斜面上令其滚下,到达平面上打击一个小木块,推动木块做功,根据木块被推动的距离远近来判断钢球具有的动能的大小。(教师演示、学生观察实验)第一次,我们使小钢球从某一高度由静止开始滚下。注意木块被推的距离。第二次,我们换一个质量大的钢球,从同一位置由静止开始滚下,到达平面上时和刚才的小钢球具有同样的速度,再观察木块被推动的距离。很显然,第二次木块被推的距离比第一次远得多

19、。说明大钢球做的功多,也就是大钢球具有的动能大。提问,这个实验说明了什么?(学生回答)这个实验说明了物体的动能大小跟它的质量有关,速度相同时,质量越大,动能越大。我们用同一个钢球再做两次实验。(教师演示,学生观察)第一次,我们让钢球从比较低的位置由静止开始滚下。第二次我们让钢球从比较高的位置由静止开始滚下。比较两次实验中木块被推的距离大小。很显然,钢球从更高的位置滚下来,到达平面上时具有更大的速度,木块被推的更远。提问,这个实验说明了什么?(学生回答)这个实验说明同一个物体速度越大,动能越大。通过以上实验可知,物体的质量越大,速度越大,动能就越大。4课堂练习。(1)一辆汽车加速运动,它的动能_

20、。(2)火车进站时做减速运动,它的动能_,停止后,它的动能=_。(3)一辆洒水车在马路上匀速前进并正在洒水,它的动能_。(三)势能运动的物体具有动能。生活中也有很多物体并没有运动,但是它们也能做功,也具有能。1什么样的物体具有重力势能?人们在打桩时,必须把重锤高高举起,当重锤落下时可以做功,因为重锤受到竖直向下的重力,重锤下落时沿着重力的方向向下通过了一段距离,所以举高的重锤可以做功,将木桩打入地里。试想,一个重锤如果静止地压在本桩上是不能做功的。重锤只有在被举高的情况下才能做功,即重锤被举高时才具有做功的本领能。一池静止的水是不能做功的,但是这一池静止的水如果处在高山上,水落下时就可以做功,

21、把水车冲得转起来。被举高的物体具有的能叫重力势能。2重力势能的大小跟哪些因素有关。请大家判断下列物体的重力势能的大小。(1)打地基时,质量是20千克的石头重锤和质量是100千克的铁制重锤被举得同样高,谁的重力势能大?(学生回答)(2)同一个重锤,被举高1米或3米两种情况下,哪种情况重力势能大?(学生回答)通过以上的两个例子说明大家能判断出重力势能的大小跟物体的质量和被举的高度有关,物体的质量越大,举得越高,它具有的重力势能越大。3什么样的物体具有弹性势能?大家看一个实验。(教师边演示,边讲授)这是一个弹簧,把一个砝码放在弹簧上的小木板上,用力将弹簧压缩,使其发生弹性形变。此时,弹簧静止,没有动

22、能。弹簧也没有被举高,也没有重力势能。可是大家想象,弹簧能不能做功?能!放开手,砝码被弹簧举起来。可见,被压缩的弹簧也具有能。这种能区别于动能和重力势能,它是由于物体发生了弹性形变而具有的能。所以,发生弹性形变的物体具有的能叫弹性势能。物体在很多情况下都具有弹性势能。射箭用的弓被拉满时产生弹性形变,具有弹性势能。钟表的发条在卷紧时具有弹性势能,通过做功来带动钟表机件正常转动。4物体的弹性势能的大小跟形变大小有关,弹性形变越大,它具有的弹性势能越大。5重力势能和弹性势能都叫做势能。(四)机械能1提问:飞行中的飞机具有什么能?(学生回答)飞机是运动的,它具有动能。飞机从地面飞上高空,所以具有重力势

23、能。很多物体可以既有动能又有势能。动能和势能统称机械能。2一个物体能够做的功越多,表示它的能量越大。物体做了多少功,必然消耗了多少某种形式的能。所以能的单位跟功的单位相同,也是焦耳。例如,推出去的铅球,动能是300焦耳,重力势能是200焦耳,弹性势能为0,那么铅球的机械能就是500焦耳。(五)布置作业(1)复习课文(2)习题1、2、3。【评析】以整体上看,本节教案是一个好教案。各教学环节安排得合理妥当,因此具有一定的条理性和层次性。在教学方法上,注意了密切联系实际,从问题的提出,概念的引入以及结论的出现都具有一定的启发性。15.4 机械能及其转化【学习目标】1理解动能和势能可以相互转化; 2能

24、用实例说明机械能和其他形式的能的转化;3通过实例认识能量可以从一个物体转移到另一个物体,不同形式的能可以相互转化的过程【基础知识精讲】1机械能前一节我们学习了动能和势能的相关知识,在这里,我们提出一个新的名词:机械能动能和势能之和称为机械能关于“机械能”的定义,我要向你说明两点:(1)动能和势能都属于机械能动能是物体运动时具有的能量,势能是存储着的能量,它们虽然是两种形式不同的能量,但都属于机械能,或者说动能和势能是机械能的两种表现形式(2)一个物体既可以有动能,也可以有势能上面说了,动能和势能是形式不同的能量,它们有各自的定义和存在方式,有各自的影响因素只要一个物体同时满足动能和势能的定义条

25、件,它就可以同时具有动能和势能例如,在空中飞行的飞机,是运动的而且有高度,因此这时它同时具有动能和重力势能2动能和势能的相互转化物体在运动过程中,其速度、高度、弹性形变都可能发生变化,这时就可能伴随着能量的转化,不同形式的能量之间是可以相互转化的,即:动能和重力势能之间可以相互转化,动能和弹性势能之间可以相互转化,但重力势能和弹性势能之间不能相互转化,因为它们属于同种形式的能量下面我们来看几个能量相互转化的例子 图14-4把一个滚摆挂在框架上,如图14-4所示,用手捻动滚摆使悬线缠在轴上,滚摆升到最高点放开手,观察滚摆的运动情况我们可以看到滚摆旋转着下降,越转越快到最低点时,滚摆转而上升,上升

26、中它越转越慢,直到差不多回到原来的位置然后它又下降、上升,重复原来的运动根据滚摆运动中高度和速度的变化,不难看出:滚摆下降时,它的重力势能越来越小,动能越来越大,重力势能转化为动能;滚摆上升时,它的动能越来越小,重力势能越来越大,动能转化为重力势能如图14-5所示,小球在轨道ABCD上滚动,其能量转化要分段来分析 图14-5小球由A点出发,从图中可以看到,A点是轨道的最高点,重力势能最大,开始下落的一刹那,速度为零,动能最小由A到B的下落过程中,其高度逐渐减小,使重力势能减小,而下落速度越来越大,使其动能越来越大因此由A到B阶段,小球的重力势能转化为动能B点是轨道的最低点,小球到达时重力势能最

27、小,速度最大,动能最大,由B到C是小球上升的阶段,速度越来越小,动能越来越小,高度不断上升,重力势能不断增大因此,由B到C阶段是动能转化为重力势能接下来,小球由C点落回B点,是重力势能转化为动能,到达B点时仍然速度最大最后一个阶段,小球由B点上升到D点,动能越来越小,重力势能越来越大因此,由B到D阶段小球的动能转化为重力势能在以上两个分析过程中,我们都未谈到物体的质量,虽然它也是影响动能和重力势能的因素,但在这两个过程中,滚摆的质量和小球的质量都是不变的因此我们未做讨论图14-6如果你把以上两个能量转化的分析都弄明白了,你可以试着分析一下图14-6所示的小球在摆动过程中的能量转化你会吗?结论应

28、该是:假设小球由A点开始运动,由A到B过程,小球的重力势能转化为动能,由B到C过程是动能转化为重力势能,由C到B过程是重力势能转化为动能,由B到A过程是动能转化为重力势能,由此往复你分析对了吗?以上三个例子都是关于动能和重力势能相互转化的情况分析下面我们来看动能和弹性势能相互转化的情况如图14-7所示,小球从A点落到B点时,重力势能全部转化为动能图14-7在B点,小球具有动能,如图14-7甲所示,C点竖直有一个弹簧片,弹簧片下端固定,木球刚刚接触弹簧片接下来,木球将动能释放,把弹簧片压弯,如图14-7乙所示,弹簧片的形变在增大,弹性势能在不断增大,在此过程中,动能转化为弹性势能,紧接着,弹簧片

29、恢复原状,把木球弹回,如图14-7丙所示,此时弹簧片将弹性势能释放,而木球速度越来越大,动能也越来越大,在这个过程中弹性势能转化为动能 图14-8在图14-8中,一个简单的玩具很好地体现出了动能与弹性势能、重力势能间的转化当上紧发条后,由于发条发生了弹性形变,具有了弹性势能,它使体操人开始翻转,这时是弹性势能转化成动能,而体操人上下翻转过程中,又进行了动能和重力势能间的相互转化讲到这里,你可能会得到这样的结论:当动能和势能可以不断地相互转化下去时,物体就可以不停地往复运动下去而不会停止如果只有动能和势能相互转化,机械能的总和不变,或者说,机械能是守恒的但我们看到的现象往往是:往复运动的物体如果

30、不给它再施加外力,它最终会停下来这并不是说机械能不守恒了,而是因为物体在运动过程中是会遇到阻力的,物体克服阻力时要消耗一部分能量,所以物体的机械能总和是减小的我们可以举两个例子来说明上述问题 图14-9用绳子把一个铁锁悬挂起来如图14-9所示,把铁锁拿近自己的鼻子,稳定后松手,头不要动铁锁向前摆去又摆回来,你会害怕铁锁摆回时会碰到你的鼻子吗?不用怕,它不会碰到你的鼻子,而且每次荡回时都比上一次荡回距离你的鼻子远了一些,最终铁锁会停下来在这个实验中,铁锁的动能和势能在不断转化在转化过程中,机械能的总量是减小的在图14-10中,让小球沿半圆形轨道由A点向B点运动小球在A点静止,松手后,小球会到达B

31、点吗?会一直从A到B,再从B到A地这样运动下去吗?实验结果是:小球不会再到达A点和B点,而且最后会停在轨道最底部这是因为小球在运动过程中要克服摩擦,因此消耗一部分机械能,使其机械能总和减小,最终为零时,小球就停在最低点了 图14-10动能和势能相互转化的事例在日常生活中还有很多例如,炮弹从炮口斜向上射出,又落到远处地上,这时是动能转化为重力势能,重力势能又转化为动能;弹簧门打开后,可自动关闭,是弹性势能转化为动能 如图14-11所示人造地球卫星绕地球沿椭圆轨道运行,它的位置有时离地球中心较近,有时离地球中心较远离地球中心最近的一点叫近地点,这里卫星的势能最小;离地球最远的一点叫远地点,这里卫星

32、的势能最大卫星从远地点向近地点运动时,势能减小,动能增大,速度越来越大;反之,从近地点向远地点运动时,势能增大,动能越来越小,速度越来越小卫星在运行过程中,也发生了动能和势能的相互转化【学习方法指导】 图14-11如何分析能量的转化 学习本节内容时,有的同学可能会遇到这样的困难:分析某一过程的能量转化,不知到底是动能转化成重力势能,还是由重力势能转化成动能现在我来教你一个分析能量转化的方法在动能和势能相互转化的过程中,总有一种形式的能量在增加,另一种形式的能量在减少那么我们根据各种能量影响因素的变化来判断能量的增加或是减少例如,物体的高度减小,那么它的重力势能就减少,它的速度增大,那么它的动能

33、就增加而在能量转化的过程中,能量总是从逐渐减少的那种向逐渐增加的那种转化我们就以滚摆为例:滚摆上升过程中,速度在不断减小,因此其动能减少,而高度在不断增大,因此其重力势能在增加,所以我们可得出结论:滚摆上升过程中,动能转化成重力势能你明白了吗?那就试着分析一下滚摆下降过程中的能量转化其实,不仅是在机械能的转化中,在分析其他能量转化过程中,也可以使用这种方法【知识拓展】水能的利用早在一千九百多年前,我们的祖先就制造了木制的水轮,让流水冲击水轮转动,用来汲水、磨粉、碾谷这类水轮机的功率不大随着生产规模的扩大,社会上越来越需要强大的动力机,这种需要推动了科学技术的发展到18世纪,人们已造出大功率的水

34、轮机,供纺织厂、冶金厂等使用,但是工厂必须建造在河流旁自从掌握了电的知识以后,到19世纪人类就会用水轮机带动发电机发电,再把电送到工厂中去这样,工厂就可以建在更为合适的地方,不必一定要建在河边了要想让水轮机产生很大的功率,单位时间内流入水轮机的水要具有较大的能量为此,可以修筑拦河坝来提高坝前的上游水位,而在下游一侧坝的下方安装水轮机水位提得越高,水的重力势能越大,单位时间内流入水轮机的水具有的能量就越大,转化成水轮机的动能就越大,即水轮机的功率越大现代大型水电站的拦河坝修得很高,甚至超过300 m海水的潮汐也具有巨大的能量近年来,人们在潮汐发电上的研究已取得成功我国海岸线长达18000 km,

35、沿海省份已经建成一些中小型潮汐电站我国有较大的河流1500多条,水能蕴藏量达6.8108kW,其中可以开发利用的有3.8108 kW,居世界第一位建国以来,我们在水能利用上已取得了很大成绩在黄河上,已在龙羊峡、刘家峡、盐锅峡、八盘峡、青铜峡、天桥、三门峡等地修建了大型水电站,总发电能力达356104 kW在西南各省水源丰富的地方,还建立了许多中小型水电站有些地区还建设了蓄能电站用电低峰时,利用富裕的电能把水从低水位抽到高水位,到用电高峰时再放水发电我国还有许多水能资源有待开发,这正需要我们青年一代继续努力【问题点拨】1撑杆跳高运动员撑杆起跳时,弹性势能转化为动能,从起跳到跳得最高过程中,动能转

36、化成重力势能,从最高点下落到地面上时,重力势能转化成动能2根据翻滚过山车的简化模型课本第92页图1422乙所示,当过山车从最高点A向最低点B运动时,重力势能转化成动能,由低点B向较高点C运动时,动能转化成重力势能,然后再由C点向B点运动时,重力势能转化成动能,由B点向D点运动时,动能转化成重力势能简单地说,过山车由高处向低处运动时,是重力势能转化为动能,由低处向高处运动时,是动能转化成重力势能3用力向下抛出乒乓球,使球抛出时具有一定的动能,根据机械能守恒,球被弹到最高点时的势能等于球抛出时的动能与势能之和,这样就使球弹跳到高于抛出时的位置4当滚摆上下滚动时,其动能和势能不断相互转化从理论上讲,

37、滚摆应不停地一直运动下去,但由于摩擦阻力,滚摆在运动过程中会消耗一部分机械能,使机械能总量逐渐减小,因此滚摆最终会停下来5这个小制作很有趣,你可以自己做一做课 题12.1 杠杆课 型新 授教学目标知识技能1、认识杠杆和有关杠杆的几个概念。2、能从常见工具和简单机械中识别出杠杆。3、知道杠杆的平衡条件及其杠杆的一些应用过程方法1、 经历绘制杠杆示意图的过程,体会科学抽象的方法。2、 观察和操作杠杆,体会杠杆的作用。3、 经历探究杠杆平衡条件的过程。学习分析实验现象、寻找数据间规律从中归纳出实验结论的一般方法。情感态度1、 关心生活、生产、自然现象中杠杆的使用。2、 乐于在周围生活中发现和分析各种

38、杠杆,具有利用杠杆方便自己工作的意识。3、 认识科学探究中必须有合作精神。教学重点认识什么是杠杆,探究杠杆平衡条件,杠杆的应用教学难点杠杆力臂的概念教学用具常见的杠杆、弹簧测力计、钩码、演示用杠杆等教 学 过 程 设 计教学内容及教师活动学生活动设 计 意 图情境引入古希腊科学家阿基米德有一句豪言壮语:“给我一个立足点和一根足够长的棍,我就能把地球撬起来”。他的话有道理吗?这一节我们就来研究这个问题。合作探究1、杠杆仔细观察如下所示的几幅图,找出它们的共同特征。在图中撬棒、跷跷板、抽水机的手柄,它们有一个共同的特征:一根硬棒,在力的作用下能绕着固定点转动,这根硬棒就叫做杠杆。(板书)进一步思考

39、:对于杠杆的形状等有什么要求吗?你还能举出其他用到杠杆的实物吗?。为了更好的了解杠杆,我们先要熟悉几个名词:支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂。学生阅读课本第64页,了解五个名词的概念。总结:动力和阻力都是作用在杠杆上的力,作用效果相反。支点可以在杠杆的中间也可以在两边。学生体会、理解这句话并作出初步判断,是正确还是错误。学生观察图形,分析其共同特征,准确找到研究对象学生思考、讨论问题得:杠杆可以是直的也可以是弯的,但必须是硬的。举例。看书64页初步了解这几个名词。学生阅读并总结。激发学生兴趣学会从常见的事物中寻找共同特征的方法深入了解杠杆,能从生活中找到用杠杆的例子培养学生阅读能力。教学内容及

40、教师活动学生活动设计意图教师示范画力臂向学生强调注意事项:力的作用线是沿着力的方向的一条直线, 画力臂时,点到力的作用线的距离要在支点和垂足两端画上箭头。 若力臂在杠杆本身上,此时力臂用大括号标出,但括号要将端点落在支点和力的的作用点上。 要用字母l1和l2标明动力臂和阻力臂。练习:画出下列各图的力臂。OOOABF2、杠杆的平衡条件(1)探究杠杆的平衡条件创设情境:用手将一根长刻度尺支住中心支起达到水平平衡;若手不在中心位置,要想使尺子再次平衡你将如何办?你认为杠杆要达到平衡需满足什么样的条件?引导学生按课本提示,独立完成探究过程。引导学生分析实验结果,找出杠杆的平衡条件。进一步分析不平衡的原

41、因。教师给出平衡条件:F1l1=F2l2引导学生对实验进行评估。(2)杠杆的应用学生阅读课本第66页“杠杆的应用”。找出杠杆分类的标准引导学生对杠杆进行分类:省力杠杆、费力杠杆、等臂杠杆并举例。课堂小结:1、杠杆:在力的作用下能绕固定点转动的一根硬棒。2、杠杆的五要素:支点、动力、动力臂、阻力、阻力臂。3、力臂的画法。4、杠杆的平衡条件:F1l1=F2l25、杠杆的分类:省力杠杆、费力杠杆、等臂杠杆。学生根据阅读理解动力臂和阻力臂的画法。学生练习,测评。师生一块演示小实验,并思考杠杆平衡有什么特点。学生讨论杠杆再次平衡的方法,并猜想杠杆的平衡条件,可能跟动力、阻力、动力臂、阻力臂有关。学生进行

42、实验验证。学生讨论各自的实验结论,找出杠杆的平衡条件。学生充分讨论与交流。对自己的实验进行反思,评估。学生阅读并举例。找到杠杆的分类标准(1)动力和阻力的大小关系(2)动力臂和阻力臂的关系学生回顾本节内容,谈收获。教给学生作图要规范加深对动力臂及阻力臂的理解。探究杠杆的平衡条件,培养学生实验操作能力。了解杠杆的应用。知道各类杠杆的特点课堂练习一、课堂训练1、 过点O作沿力F1、F2方向的直线的垂线2、下列关于杠杆的几种说法中正确的是:A杠杆只能是直的;B杠杆一定有支点;C杠杆的支点可以不在杠杆上;D以上答案都不正确(1题图)3、现在来看看生活中常见的一些杠杆分别属于那种杠杆。剪刀、 瓶起子、

43、筷子、 镊子、钳子、 钢笔写字、 钓鱼杆、铡刀、指甲、 起钉锤、天平4、下面为研究杠杆平衡条件的实验过程,根据杠杆平衡条件,把相应数据填入下表,以供分析支点右方钩码重作动力,(g=10N/kg) 、调节杠杆 、在杠杆左端10厘米处挂2个钩码,右端挂一个钩码,使杠杆平衡,应挂在离支点 厘米处 、左端钩码个数不变,移到30厘米处,右端钩码位置不动,使杠杆平衡应 (填“加”或“减”) 个钩码,右端共 钩码。 、在两边各加一个钩码,使杠杆平衡,可使阻力臂为 厘米,动力臂为 厘米(尽量取整数)二、动手动脑学物理课后练习另附板书设计杠杆杠杆:在力的作用下绕某固定点转动的硬棒五要素:杠杆阻力(F2)支点(O

44、)动力(F1)动力臂(l1)阻力臂(l2)平衡条件:F1l1=F2l2分类省力杠杆费力杠杆等臂杠杆教学反思课 题12.2 其他简单机械课 型新 授教学目标知识技能1、认识定滑轮和动滑轮。2、知道简单机械的一些应用。3、知道轮轴和斜面也能省力。过程方法1、 通过观察和实验,了解定滑轮和动滑轮的结构。2、 通过探究,了解定滑轮和动滑轮的特点。情感态度通过了解简单机械的应用,初步认识科学技术对人类初会发展的作用。教学重点定滑轮和动滑轮的特点。教学难点对滑轮、斜面和轮轴特点的探究。教学用具滑轮组一套、滑轮、钩码、测力计等教 学 过 程 设 计教学内容及教师活动学生活动设 计 意 图情境引入观察69页图

45、13.51用自己的语言向同学们讲述漫画中的情景。问题:小轮子在图中起了什么作用?合作探究下面同学们来做个实验:想办法利用一个滑轮把钩码提起来。器材:一个滑轮、细线、一个钩码、铁架台用图形画出你所采取的方法(找两名学生画到黑板上)。 你能找出这两种方法的不同之处吗在学生回答的基础上归纳出:1、定滑轮:在滑轮工作时,滑轮的轴固定不动叫做定滑轮。2、动滑轮:在滑轮工作时,滑轮的轴随物体一起移动。再给同学一个测力计,能找出定滑轮和动滑轮在工作时有什么特点?总结出定滑轮、动滑轮的特点。定滑轮的特性:不能省力,但能改变力的方向;实质:等臂杠杆。动滑轮的特性:能省力,但不能改变力的方向;实质:动力臂是阻力臂

46、两倍的杠杆。举出生活中用到定滑轮和动滑轮的例子。观察图思考图中发生的事情。学生分组实验探讨提起钩码的方法并用图形表示。学生观察图形找不同,在提起钩码时,(1)滑轮的运动状态不同.(2)同学用力的方向不同。学生继续实验,观察用定滑轮和动滑轮工作时测力计的示数与所提钩码的重力有什么关系。举出生产、生活中见到使用定滑轮和动滑轮的地方。通过故事讽刺不懂科学而闹出的笑话,激发学生的好奇心,带着强烈的兴趣开始学习滑轮。让学生从事实及平常观察到的定滑轮、动滑轮,认识定滑轮、动滑轮。学会描述、总结事物特征。能分辨出定滑轮与动滑轮。通过进一步实验,得到其各自用力的特点。从生活中认识滑轮。教学内容及教师活动学生活

47、动设计意图进一步提问:定滑轮可以改变用力方向,动滑轮可以省力,那么如果想省力又想改变用力方向,该怎么办?在此基础上引入滑轮组。3、滑轮组:由定滑轮和动滑轮组合而成。特性:能省力,又能改变力的方向。省力情况:使用滑轮组时,动滑轮和重物由几段绳子承担,提起重物所用的力就是物重的几分之一。引导学生对实验进行评估,对可能产生误差的主要原因进行分析。总结:在刚才的实验中存在一些误差究其原因可能有:使用滑轮时轴处的摩擦、绳与轮的摩擦、测力计的重、动滑轮重、绳重等。4、轮轴和斜面通过观看轮轴图片与实物,阅读“科学世界”,学习轮轴和斜面,阅读完后举出生活中应用轮轴和斜面的实例。总结:轮轴是由轮和轴组成,并且都

48、是绕固定的轴线转动的机械。轮的半径大于轴的半径,所以轮轴是省力杠杆。轮和轴连接在一起,工作时轮和轴都绕一个共同的轴线转动,轮的转动能带动轴的转动,同样,轴的转动也能带动轮的转动,并且转速相同。斜面也是一种简单机械,使用斜面也可以省力,斜面越平缓越省力,但同时也就越费距离。课堂小结:师生共同完成下表:简单机械是否省力是否省距离实质定滑轮动滑轮滑轮组轮轴斜面两组同学和在一起,继续用实验探究解决问题,用图形表示出来。学生总结出滑轮组的特性。学生思考分析,作出判断。说出减小误差的方法。学生阅读。思考、讨论举出生活中应用实例。学生理解、升华。本节课学到什么。学会用所学知识探究新问题的方法。对所学知识进行

49、升华,对出现的误差进行思考,为以后要学的机械效率打下基础。把知识用于实践。知识升华。课堂练习1.滑轮在使用时,如果它的轴_,这种滑轮叫定滑轮,使用定滑轮能够_,但是不能 _,它实质上是一个 _的杠杆.2.有一种滑轮,它的轴可以随物体_,这种滑轮叫动滑轮,使用动滑轮能够_,但要_.它的实质是 _.3.重200 N的物体,使用定滑轮将它提起时,不计摩擦和滑轮重,所用拉力是_N,如果使用动滑轮将它提起,所用拉力是_ N.4.如图2,用一个动滑轮把重500 N的物体匀速提起2m时,不计摩擦和动滑轮重,人对绳子的拉力为_N,绳子自由端移动 _m,动滑轮的挂钩受到的拉力为 _N.5.如图5所示,弹簧秤下挂着一个重为1 N的滑轮,滑轮上用细线挂着一个1 N的小球和一个10 N重的物体,小球悬在空中,物体落在桌面上,整个装置都是静止的,这时弹簧秤的读数是( ) A.2 N B.3 N C.11 N D.12 N6.如图6所示,使用定滑轮提升重物,当分别在A方向、B方向和C方向拉重物时( ) A. A方向拉力最小 B. B方向拉力最小. C. C方向拉力最小 D. 三个方向拉力都一样7、.如图7所示,使用动滑轮提升重物,其中力最小的是( )A、F1 B、

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