人教版第十四章 功和机械能教案

第十四章功和机械能
一功
教学内容
1、力学中的功
2、功的计算
3、功的原理
教学课时
1课时
教学目标
一、知识与技能
1．知道做功是能量转化或转移的过程。

2．理解功的概念，并能用功的计算公式进行相关的计算。

3．知道使用任何机械都不能省功。

二、过程与方法
通过观察和实验了解功的物理意义。

三、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。

教学重点：知道力学中的功的含义；理解力学中做功的两个必要的因素。

教学难点：理解功的计算式和单位，会用公式进行简单计算。

学习者特征分析
1、学生已经学过了电功、机械能，知道了一些能量的知识，“功”的讲解应从能量转化的角度入手。

课本图14．3－1中的三幅图表示在力的作用下，物体的动能或势能发生了变化，说明力对物体做了功。

课本图14．3－2中，物体虽然受力，但是它的动能或势能都没有变化，就不能说力作了功。

让学生理解做功是能量转化的过程。

2、在第十二章“力和机械”的学习中，学生知道了使用简单机械可以省力或者可以省距离，可先复习一下有关简单机械的知识。

教学过程
一．复习，知识准备
1．力的三要素是什么？
2、水平推箱子，推力方向怎样？
3、向上提箱子，拉力方向如何？
4、重力的方向如何？
5、杠杆在什么情况下省力？滑轮有什么特点？
二．引入新课
依日常生活中一些做：“工”和“功”的例子。

引入新课并启发学生区分“工”与“功”，进一步得出做功的两个必要因素。

三．新课教学
1．力学里所说的功包括两个必要的因素：
(1) 作用在物体上的力。

(F)
(2) 物体在力的方向上通过的距离。

(S)
（3）利用想想议议突破重点
这个讨论主要是要使学生认识功是由“力”和“在力的方向上移动的距离”两个因素决定的。

如果力没有“在力的方向上”移动距离，力就没有做功。

在课本图14．3－2动中，人提着桶虽然很费力，但是人的拉力没有在拉力方向（竖直方向）上移动距离，所以人的拉力没有做功。

2．举例几个不做功的例子：
（1）物体没有受到力的作用，但因为惯性通过一段路程，也就是没有力做功。

如在光滑的水平冰面上，一物体由于惯性做匀速直线运动。

没受力。

（2）物体受到力，但没有移动距离，即通过的路程为零。

如一人用很大的力推一辆汽车，汽车没移动，推力对物体没有做功。

（3）物体受到力的作用，也移动了距离，但移动的距离不是在力的方向上移动的。

如手提一桶水在水平地面上行走，提桶的力没有对桶做力。

3．功的计算，功等于力跟物体在力的方向上通过的距离的乘积。

（1）功的计算式：W=FS
（2）功的单位：焦耳，1焦=1牛•米。

（3）功的大小与作用在物体上的力成正比，跟物体通过的距离成正比。

4．1焦耳的物理含义：在1牛顿力的作用下，物体在这个力的方向上通过的距离是1米。

5．讲解课本第105页例题，从问题开始进行分析，逐步剖析题目中要求的物理量，到最后与题目的已知条件结合。

教会学生分析这类为题的方法。

6．功的原理
（1）引出问题：利用机械可以省力，能省功吗？
（2）演示实验，完成课本第106页的演示实验，并把实验数据记录在表格里，然后教学生进行计算，分别算出直接用手所做的功和使用机械所做的功。

（3）分析实验数据，得出实验结果。

（4）功的原理：使用任何机械都不省功。

课堂练习
课本第107页第1、2题
课堂小结
1．力学里所说的功包括两个必要的因素：
(1) 作用在物体上的力。

(F)
(2) 物体在力的方向上通过的距离。

(S)
2．功的计算，功等于力跟物体在力的方向上通过的距离的乘积。

3．功的原理：使用任何机械都不省功。

布置作业
课本第107页第3、4题
教学反思：
二机械效率
教学内容
1、用用功和额外功
2、机械效率
3、探究斜面的机械效率
教学课时
2课时
教学目标
一、知识与技能
1、知道有用功、额外功、总功。

2、理解机械效率，会计算机械效率，知道机械效率点小于1。

3、知道提高机械效率的意义和主要方法。

4、斜面的机械效率。

二、过程与方法
1、根据生活事例认识物理知识，并运用物理知识解决实际问题
2、学习根据实验数据分析、归纳简单的科学规律
三、情感、态度与价值观
使学生勇于探究日常用品或器件的物理原理，具有将科学技术应用于日常生活中的意识。

教学重点：知道有用功和额外功的含义；机械效率的计算。

教学难点：理解机械效率是有用功占总共的比例，探究斜面的机械效率的方法。

学习者特征分析
1、学生已经学习过关于效果和效率的问题，例如发芽率等问题，利用类比
的方法可以容易理解机械效率。

2、学生已尽熟悉功的计算方法和过程，重点是引导学生学会分析什么是有
用功，什么是额外功。

教学过程
1．做功第两条件是什么？如何计算功？
2、什么是功的原理？
3、如图所示的动滑轮提升重5N的物体，用功的原理求动力F= 。

4、让学生计算最近一次考试本班的合格率。

二、新课教学
1、想象议议
你认为哪一种方法最好？为什么？
（1）让学生分组进行计算之后完成想象议议中提出的问题。

（2）对谁做的功是我们需要的？（板书有用功：我们所需要的功。

）
（3）哪部分功是我们不需要，但不得不做的？（板书额外功：提桶所做的功，克服动滑轮的重力所做的功。

）
2、有用功的定义：对人们有用的功叫有用功。

W 有 =Gh
3、额外功：人们不需要但又不得不做的功叫额外功。

W 额=W 总- W 有
4、总功：有用功和额外功之和。

W 总=FS
5、机械效率：有用功跟总功之比。

%100⨯=
总
有用W W η，计算本实验η。

（比较
W 有用 和W 总发现W 有用>W 总为什么呢？引入机械效率）
6、了解一些常见机械的效率。

7、提高机械效率的意义及方法。

8、例题关于η的计算。

通过对例题的学习帮助学生学会机械效率的计算方法，并加深的机械效率的理解。

9、探究：斜面的机械效率
（1）提出问题：光滑程度一样的斜面，如果它的倾斜程度不同时，斜面的机械效率是否相同？ （2）做出猜想 （3）设计实验
（4）进行实验并记录实验数据 （5）分析数据得出实验结果 课堂练习
配套练习第62页1到5题。

课堂小结
1、有用功、额外功和总功
2、机械效率
3、斜面的机械效率 布置作业
课本第110页第1、3、4题 教学反思：
三功率
教学内容
功率的概念和计算方法
教学课时
1课时
教学目标
一、知识与技能
1、知道什么是功率。

2、理解功率的概念，并学会利用功率进行简单的计算。

3、知道功率的另外一种计算方法功率等于力和速度的乘积。

二、过程与方法
1、根据生活事例认识物理知识，并运用物理知识解决实际问题
2、学习理论推理得出物理结论的方法。

三、情感、态度与价值观
培养学生勇于把物理原理和生活问题联系起来，增强学生把所学的科学技术应用于生活意识。

教学重点：理解功率的含义。

教学难点：理解功率的计算方法，学会计算功率。

学习者特征分析
1、学生已经学过了“电功率”，知道电功率表示消耗电能的快慢，也就是电流做功（电能转换成其他能量）的快慢。

课本用与速度类比的方法引入功率及其计算公式，使学生理解功率的物理意义，懂得它是一个表示做功快慢的物理量。

2、学生已经学过的“电功”和“电功率”的含义、单位、符号。

教学过程
一、复习，引入课题
1、什么叫做电功率？
2、电功率的物理意义是什么？
3、电功率的单位是什么？
4、甲同学把一桶水提到3楼用了30秒，而乙同学把同样的一桶水提到3楼却用了40秒，问谁做功快？如果甲物体1分钟做了300J的功，而乙物体40秒钟做了240J的功，问谁做功快？（引入新课）
二、新课教学
1．功率的物理意义
功率是表示物体做功快慢的物理量。

2．功率的定义
单位时间内完成的功叫做功率。

3．功率的定义式：P=W/t
P——功率——瓦特（符号W）
W——功——焦耳（符号J）
t——时间——秒（符号m）
4．功率的单位：瓦特（符号W）1瓦=1焦/秒；1千瓦=1000瓦。

5．物理意义：1瓦表示物体在一秒钟内完成的功是1焦。

6．介绍功率另一个单位：1马力=0.735千瓦=735瓦。

7．一些机械常见的功率。

（学生阅读）
8．例题(P215),用分析法分析，板书。

9．功率的另外一种计算方法
因为P=W/t 而W=FS
所以P=FS/t
即P=F×S/t 而V= S/t
所以P=FV
课堂练习
配套练习第65页第1到5题
课堂小结
1．功率的物理意义：功率是表示物体做功快慢的物理量。

2．功率的定义：单位时间内完成的功叫做功率。

3．功率的定义式：P=W/t
4．功率的另外一种计算方法：P=FV
布置作业
课本第113页第1、2、3、5题
教学反思：
四动能和势能
教学内容
1、动能
2、势能
教学课时
1课时
教学目标
一、知识与技能
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、知道什么是重力势能及影响重力势能大小的因素。

4、知道什么是弹性势能及影响弹性势能大小的因素。

二、过程与方法
1、用生活中的事例认识物理知识，并学习把物理知识应用于理解实际问题。

2、充分利用控制变量法分析影响动能和势能大小的因素。

三、情感、态度与价值观
培养学生的自学能力和互相帮助学习的能力，提高学生把所学的动能和势能的相关知识应用于生活意识。

教学重点：理解动能和势能的含义。

教学难点：理解影响动能和势能的因素，学会应用该因素分析动能和势能变化的方法。

学习者特征分析
1、学生已经学过关于能量的知识，所以在能量的概念建立上就比较容易了，
应提问复习的方式建立能量的概念。

2、通过前几节课的学习，学生已经初步掌握了功和能量的关系。

教学过程
一、引入新课
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，今天我们学习最常见的能的形式——动能和势
二、新课教学
1、能量的概念建立。

从日常生活中的现象中引入“能量”这个词。

运动员在激烈运动后，我们说
消耗了体内储存的能量；燃烧煤可以取暖，我们说煤燃烧时放出了能量；电灯发光，电炉发热，电扇吹风，我们说都消耗了能量。

在这些不同的现象中，有一个共同的东西把它们联系起来，这就是能量，简称能。

2、动能的概念：物体由于运动而具有的能量叫做动能。

3、影响动能大小的因素：质量和速度
质量相同的物体，运动速度越大，动能就越大；运动速度相同的物体，
质量越大，动能就越大。

（实验探究的出结论，然后举例说明形成理论）
4、重力势能的概念：物体由于被举高而具有的能量叫做重力势能。

5、影响重力势能大小的因素：质量和被举高的高度
质量相同的物体，被举地越高，重力势能就越大；被举高度相同的物体，质量越大，重力势能就越大。

（实验探究的出结论，然后举例说明形成理
论）
6、弹性势能的概念：物体由于发生弹性形变而具有的能量叫做弹性势能。

7、影响弹性势能大小的因素：弹性形变的程度
弹性形变的程度越大，弹性势能就越大。

课堂练习
配套练习第67页1到6题
课堂小结
1、动能的概念：物体由于运动而具有的能量叫做动能。

2、影响动能大小的因素：质量和速度
质量相同的物体，运动速度越大，动能就越大；运动速度相同的物体，
质量越大，动能就越大。

3、重力势能的概念：物体由于被举高而具有的能量叫做重力势能。

4、影响重力势能大小的因素：质量和被举高的高度
质量相同的物体，被举地越高，重力势能就越大；被举高度相同的物体，质量越大，重力势能就越大。

5、弹性势能的概念：物体由于发生弹性形变而具有的能量叫做弹性势能。

6、影响弹性势能大小的因素：弹性形变的程度
弹性形变的程度越大，弹性势能就越大。

布置作业
课本第117页1、2、3题
教学反思：
五机械能及其转化
教学内容
1、机械能及其转化
2、机械能守恒
教学课时
1课时
教学目标：
一、知识与技能
1、知道机械能包括动能和势能．
2、能用实例说明动能和势能之间可以相互转化，能解释有关动能、重力势
能、弹性势能之间相互转化的简单现象．
3、初步了解机械能守恒的含义．
二、过程与方法
1、通过观察和实验，认识动能和势能之间的相互转化的过程．
2、动手设计实验，勇于探索自然现象和身边的物理道理．
三、情感态度与价值观
1、关心机械能与人们生活的联系，有将机械能应用于生活的意识．
2、乐于参加观察、实验、制作等科学实践．
教学重点与难点：
能量守恒的理解和动能和势能的转化．
教学过程
一、引入新课
1、手持粉笔头高高举起。

以此事例提问：被举高的粉笔具不具有能量？为什么？
2、学生回答提问后，再引导学生分析粉笔头下落的过程。

首先提出，当粉笔头下落路过某一点时，粉笔头具有什么能量？（此时既有重力势能，又有动能）继而让学生比较在该位置和起始位置，粉笔头的重力势能和动能各有什么变化？（重力势能减少，动能增加）
3、在粉笔头下落的过程，重力势能和动能都有变化，自然界中动能和势能变化的事例很多，下面我们共同观察滚摆的运动，并思考动能和势能的变化。

二、新课教学
1、实验1：滚摆实验。

介绍滚摆，并简单介绍滚摆的构造及实验的做法。

事先应在摆轮的侧面某处涂上鲜明的颜色标志，告诉学生观察颜色标志，可以判断摆轮转动的快慢。

引导学生复述并分析实验中观察到的现象。

开始释放摆轮时，摆轮在最高点静止，此时摆轮只有重力势能，没有动能。

摆轮下降时其高度降低，重力势能减少；摆轮旋转着下降；而且越转越快，其动能越来越大。

摆轮到最低点时，转动最快，动能最大；其高度最低，重力势能最小。

在摆轮下降的过程中，其重力势能逐渐转化为动能。

仿照摆轮下降过程的分析，得出摆轮上升过程中，摆轮的动能逐渐转化为重力势能。

2、实验2：单摆实验。

此实验摆绳宜长些，摆球宜重些。

最好能挂在天花板上，使单摆在黑板前，平行于黑板振动，以便在黑板上记录摆球运动路线中左、右最高点和最低点
的位置。

分析单摆实验时，摆球高度的变化比较直观，而判断摆球速度大小的变化比较困难，可以从摆球在最高点前后运动方向不同，分析摆球运动到最高点时的速度为零，作为这一难点的突破口。

顺便指出像单摆这种往复的运动，在物理学中叫做振动。

3、结论
综述实验1、2，说明动能和重力势能是可以相互转化的。

4、实验3：弹性势能和动能的相互转化。

介绍课本图1—7动能和弹性势能的转化实验。

实验可分两步做。

首先手持着木球将弹簧片推弯，而后突然释放木球，木球在弹簧片的作用下在水平槽内运动。

让学生分析在此过程中，弹性势能转化为动能。

第二步实验，让木球从斜槽上端滚下，让学生观察木球碰击弹簧片的过程。

然后，依据课本图1—7，甲→乙图和乙→丙图分析动能转化为弹性势能和弹性势能转化为动能的过程。

得出：动能和弹性势能也是可以相互转化的。

自然界中动能和势能相互转化的事例很多。

其中有一些比较直观，例如：物体从高处落下、瀑布流水等这些事例也可以让学生列举，说明动能和势能的相互转化。

有些事例比较复杂，例如：踢出去的足球在空中沿一条曲线（抛物线）运动过程中，动能和势能是如何相互转化的呢？（板画足球轨迹，依图分析）首先我们来分析足球离地面的高度的变化，这是判断足球重力势能变化的依据。

很明显，在上升过程中足球的重力势能增加；在下降过程中重力势能减少。

接着再分析足球的速度。

足球在最高点时不再上升，说明它向上不能再运动。

所以，足球在上升过程中，速度逐渐变小；在下降过程中速度又逐渐变大。

通过以上分析，可以看到足球在上升阶段动能转化为重力势能；在下降阶段重力势能转化为动能。

5、动能和势能统称为机械能，在只有动能和势能转化的过程中机械能是守恒的。

课堂练习
学生阅读并回答问题人造地球卫星在运行过程中，也发生动能和重力势能的相互转化。

人造地球卫星大家并不陌生，然而围绕人造卫星，同学们还有许多的谜没有揭开。

例如：人造卫星为什么能绕地球运转而不落下来？在人造卫星内失重是怎么回事？等等，这些问题还有待于同学们进一步学习，今天我们只讨论卫星运行过程中，动能和重力势能的相互转化。

课堂小结：
1、机械能的概念
2、机械能的转化：动能与势能的相互转化
教学反思：。