九年级物理第十五章功和机械能教案 新课标 人教版

九年级物理第十五章功和机械能教案

第一节：功

教学目标：

⒈理解做功的两个必要因素。认识在什么情况下力对物体做了功，在什么情况下没有做功。

⒉理解计算功的公式和单位，并会用功的公式进行简单计算。

⒊常识性了解功的原理。知道使用任何机械都不省功。会应用功的原理进行简单的计算。

⒋利用不同的研究方法得到功的原理，培养学生的逻辑推理能力。

教学重点

做功的两个必要因素

教学难点

⒈运用公式W＝FS计算机械功

⒉实验结论的归纳得出功的原理

教学方法讲授法、自学指导法实验探索法

教学用具木块、木板、细绳，小车杠杆和支架、钩码、滑轮、细线、刻度尺

课时安排2课时

教学步骤

一、导入新课复习提问

⒈力的三要素是什么？

⒉力能产生哪些作用效果？

二、引入

在物理学中，当一个力作用在物体上，物体在这个力的作用下在力的方向上通过了一段距离，我们就说这个力有了成效。在物理学里，经常要提到“功”的概念，就吸收了“成效”的意思，当然在物理学中功还有它特殊的含义。

三、新课教学力学中的“功”

㈠、学生自学本节课文第一、二自然段，并参看图及图注。提问并由学生回答讨论以下问题：⑴力学里所说的“功”，它的含义是什么？

当一个力作用在物体上，物体在这个力的作用下通过一段距离，力学里就说这个力对物体做

甲

乙

丙了功。

⑵分析图1，做功的实例：在什么力作用下，（这个力的方向是怎样？）沿什么方向移动通过了一段距离？什么力对物体做了功？ ⑶力学里的功包括哪两个必要因素？

力学里的功包括两个必要因素：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。 强调：“两个必要因素”的含义是指“缺一不可”。只有作用在物体上的力，而没有物体在力的方向上通过的距离，即如果物体仍静止不动，这个力就没有对物体做功。结合课本图2，分析两个小朋友做的功等于零的道理。如果物体靠惯性做匀速直线运动，虽然在水平方向上通过了距离，但并没有水平方向的力作用于它，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。 ⑷练习、分析并演示以下问题，讨论力对物体是否做功？

①放在水平木板上的小车，在水平拉力作用下前进了一段距离，拉力和重力这两个力哪个力对物体做了功？为什么？

②用手提着木块不动，木块受几个力的作用？哪个力对木块做了功？

③用沿水平的拉力拉动小车在水平木板上前进。当把拉力去掉后，小车还向前运动一段距离，在这段距离上，拉力对小车做功了吗？

通过以上问题的讨论，进一步理解做功的两个必要因素。研究力对物体做功时，要分清哪个力对物体做功，或者哪个物体（施力物体）对哪个物体（受力物体）做功。 ㈡、功的计算

⒈演示，画板图如图并加以分析。

放在水平面上的小车，在水平拉力作用下前进一段距离，如图1所示，拉力对小车做了功。 甲：拉力为F ，小车在拉力方向上通过的距离是s ，拉力对小车做功；

乙：拉力为2F，小车在拉力方向上通过的距离是s，拉力做的功是甲图中拉力所做功的2倍。丙：拉力为2F，小车在拉力方向上通过的距离是2s，拉力做的功是甲图中拉力所做功的4倍。小结：可见力越大，使物体移动的距离越大，做的功越多。功的大小跟作用在物体上的力成正比，跟物体通过的距离成正比。

⒉功的计算公式

功＝力×距离；即：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，用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＝Gh

⒊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，它有一个专用名称叫焦耳，简称焦（J）。

1焦＝１牛·米

在应用杠杆平衡条件计算时，力和力臂的积的单位时“N•m”，不能写成“J”，这两个单位的物理意义有所不同。

几点说明

①使用W＝F·s，要注意单位的统一。

②做功的多少只由W＝F·s决定，跟物体是做匀速直线运动还是做变速运动无关。

③知道1焦的物理意义，知道1焦的大小。

⒋例题：课本图14—3，求推箱子的小朋友做了多少功？举箱子的小朋友做了多少功？

由一名学生板演，其他学生自己演算。要求解题规X化。

W1＝F·s＝50牛×10米＝500焦

匀速举高箱子，箱子受到两个力，G和F´，F´＝G

W2＝F´h＝100N×＝150J

追问：此题中木箱受到几个力的作用？哪个力做了功？对什么物体做功？重力做了功没有？为什么？学生回答，教师小结。

㈢、小结

⒈力学里的功包括两个必要因素：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。

⒉功等于力与物体在力的方向上通过的距离的乘积。W＝F·s

⒊功的单位是牛顿·米，它有一个专用名称叫焦耳，简称焦（J）

四、实验研究研究内容：使用机械能不能省功？

⒈杠杆实验

⑴实验目的：研究使用杠杆提升重物时能不能省功？即手直接提升重物做的功与利用杠杆提升重物做的功是否相等。

⑵实验中动力就是手的拉力，阻力的大小等于钩码重。实验是利用杠杆的平衡条件算出手对杠杆的拉力。

实验中手的拉力方向始终要竖直向上，重力方向始终竖直向下，所以它们做功的距离是沿力的方向的距离。把两个刻度尺分别竖直放在砝码及手旁，记下砝码和手的起始位置。当用杠杆提升砝码到一定高度时，再记下砝码和手的终了位置，求出砝码升高的高度h（米）和手移动的距离s（米）。

实验中，杠杆的重及杠杆在运动中的摩擦力忽略不计，实验研究的是理想机械。

⑶按课文实验1，并参照图组装实验器材，将实验结果填入数据表格中，写出实验结论。

⒉动滑轮实验

⑴实验目的：研究使用动滑轮提升重物时能不能省功？即手直接提升重物做的功与利用动滑轮提升重物做的功是否相等。

⑵实验中动力就是手的拉力，阻力的大小等于钩码重。

图，实验是利用杠杆的平衡条件算出手对杠杆的拉力。

实验中手的拉力方向始终要竖直向上，重力方向始终竖直向下，所以它们做功的距离是沿力的方向的距离。把两个刻度尺分别竖直放在砝码及手旁，记下砝码和手的起始位置。当用动滑轮提升砝码到一定高度时，再记下砝码和手的终了位置，求出砝码升高的高度h（米）和手移动的距离s（米）。

实验中，动滑轮的重及滑轮在运动中的摩擦力忽略不计，实验研究的是理想机械。

⑶按课文实验2，并参照图14—5组装实验器材，将实验结果填入数据表格中，写出实验结论。

⒊总结实验结论

⑴学生报告实验记录数值和实验结论。教师将几组数值记于黑板一或事先画好表格的小黑板）上。

⑵实验表明：利用杠杆提升砝码，使用杠杆所做的功F·s（焦）和直接用手所做的功G·h（焦）