功教案设计(精选11篇)
学习目标
1.理解物理学中“功”的含义,会利用做功的两个必要因素判断力是否对物体做功。
2.了解功的计算公式及功的单位,并能进行简单的计算。
3.了解机械功原理,会用功的原理解决一些简单的问题。
重难点突破
例1.以下说法中正确的是()
A.举重运动员举着杠铃静止5秒,举力做了功
B.手提重物在水平面上移动一段距离,提力做了功
C.重物竖直下落,重力做了功
D.小球在光滑的水平面上移动了一段距离,有力对小球做了功
【解答】正确答案选C
分析:A过程中运动员对杠铃有举力的作用,但杠铃在举力的方向上没有移动一段距离,所以举力对杠铃没有做功;B中重物受到了提力的作用,重物也移动了一段距离,但距离不是在力的方向上,重力水平移动在提力方向(竖直方向)上移动的距离为0,因此提力对重物也没有做功;C中作用在重物上的重力方向竖直向下,并且重物在重力方向上移动了一段距离,因此重力对物体做了功;D中小球只受竖直向上的支持力作用,而小球在竖直方向上没有移动距离,因此支持力对小球没有做功,在水平方向上小球虽然移动了一段距离,但没有受到力的作用,无力做功。
【点评】力学中所说的“做功”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一段距离。这两个因素缺一不可,缺少任何一个因素都不叫力学中所说的“做功”。通常有以下三种情况力对物体没有做功。
(1)物体受到了力的作用,但物体是静止的。
(2)物体移动了一段距离,但没有受到力的作用。
(3)物体受到了力的作用,也移动了一段距离,但物体通过的距离方向跟物体的受力方向垂直。
例2.如图12-1-1示,AC>BC,沿下面AC和BC分别将同一物体从底部推倒顶端,所用推力分别为F1和F2,所做的功分别为W1和W2,不考虑摩擦,则()
A.F1>F2,W1>W2;
B.F1=F2,W1=W2; C.F1<F2,W1<W2;
D.F1<F2,W1=W2。【解答】正确答案选D
分析:根据功的公式W=F•S可求得:沿斜面AC推做的功为W1=F1•AC;沿斜面BC推做的功为W2=F2•BC。又根据功的原理可知:W1=W2,即F1•AC=F2•BC。由于AC>BC,故F1<F2。
【点评】本题考查的是功的原理和斜面知识。斜面也是一种简单机械,利用功的原理可以得出斜面的省力情况。不考虑摩擦时,斜面越长需要的力越小。
例3.小明用100N的水平拉力将重为200N的货物沿水平方向移动5m,然后用肩把货物扛上竖高3.5m、斜长5m的楼上,接着又扛着货物在水平走廊上走了4m。求小明在这三个过程中分别做了多少功? 【解答】在第一个过程中,小名对货物施加了一个水平方向的拉力,并且货物在拉力方向上移动了一段距离,所以拉力做了功,其大小为:W1=F1•S1=100N×5m=500J;再上楼的过程中,肩对货物一直有一个竖直向上的支持力(大小等于重力),物体竖直向上移动了3.2米,因而支持力做的功为:W2=F2•S2=200N×3.5m=700J;扛着货物在水平走廊上行走,肩对货物的力竖直向上,货物在竖式直向上的方向上没有移动距离,力对物体没有做功,故W3=0。
“功”在力学中占有重要的位置,表现在两个方面:其一,它是初高中知识的结合点。所以在教学中,应该以初中知识为起点,以教材内容为线索,进行科学方法教育与思维能力培养。其二,它是能量和力的结合点。体现了能量和力的关系,是进一步学习有能的知识以及解决力学问题的理论基础。结合本课特点,可将本课的教学目标确定为:
1.知识与技能
理解功的概念,功的要素,功的计算公式,并能理解正负功的意义,会求多个力做的功。
2.过程与方法
培养学生的推理能力、分析综合能力,并了解物理学常用的,通过特殊性得出普遍性的研究方法,学会分析解决问题的常用方法。
3.情感态度价值观
通过课前活动,培养学生团结协作精神和爱科学、学科学的热情。
二、说教法和学法
科学合理的教学方法能使教学效果事半功倍,达到教与学的和谐统一。基于此,可采用讲授法、点拨法。通过讲授法,教师可以系统地传授知识,充分发挥教师的主导作用。
学法上,指导思想是把“学习的主动权还给学生”,倡导“自主、合作、探究”的学习方式,让学生养成自主学习的良好习惯。
三、说教学过程
由于本节课是概念教学课,分析、推理成分居多,所以依据新课程的要求,在本节课的教学中,教师可利用多媒体电脑提出问题,并引导学生分析探讨,学生通过自己的分析、推理,总结得出结论。这样把学生从被动学习转化为主动学习,充分体现了“学生主体、教师主导”的教学理念。为了完成教学目标,课堂教学可按以下五个环节展开。
环节1.新课引入
由一段视频引出功的概念,然后结合教材中的三幅图片,请同学们思考图片中都有什么形式的能量发生变化,再通过对三幅图片的观察分析,让学生归纳出做功的两个必要因素,即力的作用和物体在力的方向上发生的位移。从教学心理角度来看,这种讲法有助于消除学生因学习新课带来的懈怠感。同时提醒学生注意:谈到做功就要明确是什么力做功?对什么物体做功?在什么过程做功?
环节2.讲解功的计算公式
通过复习初中已学过的知识提出问题,力的方向跟运动方向成某一夹角α时,力做功应如何计算?这样设问可以调动学生探索问题的积极性。启发学生分析、推理,得出W=Flcosα.教材上的处理方法是分解力。在教学中为了活跃学生的思维,还可以介绍另一种方法,即把位移l分解,同样可以得出W=Flcosα,不要小看这短短一笔,它能更好地开阔学生思路。在公式中,F—力的大小,l—位移的大小,α—力的方向和位移方向的夹角。由于公式中都是数值的乘积,所以可以直接得出功是标量。功的单位:焦耳。功的计算公式不是普遍适用的,它只适用于恒力做功,这一点教材上没有提及,但是在教学过程中应该向学生简单介绍。在讨论公式时,可引导学生从数学的角度去思考cosα可能取的值,让学生自己总结力对物体做功的三种形式。教师应注意分析正负功的意义,并让学生理解透彻,这样做可以大大提升学生的自主学习能力。
环节3.多个力做功的求法
通过对教材例题的分析讲解,介绍功的求解方法,借机为学生复习一下合力的求法。
环节4.本章小结
最后让学生以抢答的方式,总结本节课的重点知识内容,调动学生的积极性,增强学生记忆的深度。
环节5.习题设计和作业布置
物理学科讲究学以致用,所以针对本节课的教学内容安排一些有适当难度的习题,让学生分析解决。然后布置一些开放性的课后作业,这样既激发了学生的学习热情,又可以提高学生学习物理的效果。
四、说板书设计
好的板书就像一份微型教案,理清文章脉络,突出重点难点。所以教师的板书应力图全面而简明地将授课内容传递给学生,便于学生理解和记忆,以收到提纲挈领的效果。
为了更好地体现新课程理念,本节课将以问题式教学为主,体现教师的主导作用和学生的主体地位,使教法和学法和谐统一,使知识传授和智能开发和谐统一。
一、教学目标
1、知识与目标:
(1)、理解功的概念,知道做功的两个必要因素。(2)、掌握功的公式。
(3)、理解正负功的概念及意义。(4)、掌握求合力做功的方法。
2、过程与方法
(1)、复习功的概念、两个必要因素。(2)、猜测讲解功的公式。(3)、归纳正负功的概念及意义。
(4)、理论证明求合力做功的两种方法是等价的。
3、情感、态度与价值观
培养学生对科学的兴趣,坚定学习,认真思考的信念
二、教学重点与难点
重点:功的公式
难点:正负功的概念及意义,合力做功。
三、教学方法
采用启发—引导模式,主要以讲授法为主
四、教具准备
多媒体课件
五、教学过程
1、新课导入(5分钟)
(1)观看课件提问学生:这些力是否做功,为什么会得出你的结论,启发提问引导学生回忆初中学过的做功的两个必要条件:有力的作用,且在力的方向上有位移。(2)进而总结出初中功的定义。并给出初中学过的力与运动方向在同一条直线上时功的公式。WFs
(3)由初中的知识结合生活实例引出本节功的定义式:力与位移不在同一条直线上时如何求功。
2、公式和计算(15分钟)(1)将实际问题转化为物理模型
(2)对力进行分解,请学生上来对其进行力的正交分解。(3)提问—引导学生总结出力与位移不在同一条直线上时计算公式
(4)归纳功的定义式及物理含义、适用范围、标量等。
(5)例题分析:
下图表示物体在力F作用下在水平面上发生一段位移s,试分别计算在这四种情况下力F对物体所做的功,并分析该力对物体运动状态改变起到的效果.设在这三种情况下力、位移的大小都相同:F=10 N, s=2 m,角θ的大小如图中所示.趁学生做题时将几个图画在黑板上,请学生上来做题。并分析学生做题情况,自然导出功的正负与那些方面有关
3、正功与负功(10分钟)
(1)通过例题提出问题:为什么有的功是正值有的是负值?(2)进而归纳出正负功的规律。
当α=90时,cosα=0,W=0,力F对物体不做功.当α<90时,cosα>0,W>0,力F对物体做正功.当90<α≤π时,cosα<0,W<0.力对物体做负功.(3)分析做正负功产生的效果。从而导出功正负的意义
4、求合力做功(10分钟)(1)提出问题:如何求合力做功?
(2)在黑板上举例画图分析,请学生思考可以如何求总功,学生回答两种方法一是求各个分力做功的和,二是求各个分力的合力做的功。
(3)分别利用两种方法求出总功,对比两种方法是等价,并通过理论推导进一步证明。例题讲解 布置作业
六、板书设计
1、功的定义式
1、做功的两个必要条件 W=F2×S= F〃S cos α F:有力的作用 S:在力的方向上有位移
2、力与位移在同一条直 线时功的大小W=FS
2功的正负
(1).当α=90时,cosα=0,W=0,力F不做功.(2).当α<90时,cosα>0,W>0 ,F对物体做正功.(3).当90<α≤π时,cosα<0,W<0.F对物体做负功.3多个力做功
一、教学目标 1)知识与技能
1.知道做功的两个必要因素。
2.理解功的定义、计算公式和单位,并会用功的公式进行简单计算。3.知道功的原理。2)过程与方法
1.通过思考和讨论,判断在什么情况下力对物体做了功,在什么情况下没有做功? 2.学会从物理现象中归纳简单的物理规律。
3.通过观察和实验,了解功的含义,学会用科学探究的方法研究物理问题。3)情感态度与价值观
1.乐于探索自然现象和物理规律,乐于参与观察、实验、探索活动。2.有将科学技术应用于日常生活、社会实践的意识。3.培养学生的综合学习能力,激发学生的求知欲。
二、教材分析
《功》是人教版初中物理教材九年级第十五章第一节的内容。用一课时进行教学。本节内容主要分成两部分,功的理解计算和功的原理。能量在初中物理教学中占了很重要的地位,是《课程标准》的科学内容的三大主题之一,通过本章的学习,为学生了解“能”做铺垫,而本节内容以是学习本章的基础,因此,我设定以下的教学目标。
三、教学重点和难点 重点:理解功的概念。
难点:判断力对物体是否做功,以及做功的计算。
四、材料收集:
木块、木板、细绳、弹簧测力计、小车,杠杆和支架、钩码、滑轮、细线、刻度尺(两个)。
五、授课类型:新授课
六、教学方法:讲授法直观法(演示实验、多媒体课件)作图分析法、阅读指导法 讨论法归纳法
七、教学过程:
(一)引入新课
提问学生回答日常生活中“功”的含义。思考力学里所说的“功”含义。演示实验:在水平长木板用相同大小的力分别拉一木块和小车,从木块静止,小车运动,体现同样的力可以有不同的成效。在实验基础上引入本课内容。
(二)、进行新课
1、力学中的功(1).由课前的演示实验引导学生总结出力学中关于“功”的确切含义:如果一个力作用在物体上,并且使物体在力的方向上通过一段距离,这个力的作用就有了成效,力学里面就说这个力做了功。
(2).【例题1】 图1,教师用不同颜色的粉笔在黑板上标出箭头及F、S.
指出:F这个力作用在物体上,而且在这个F力的作用下,有了通过一段距离S的成效,那么,力和运动具有这种关系的,物理学里就说这个拉力做了功.
【例题2】 人用手推小车做功,如图2(所用的色笔在图中前后要统一,这样容易突出两个因素,也易比较.)
指出:人的推力F对小车做了功.或简单地说人做了功.
【例题3】人的压力将图钉压入木块,人做了功.如图3.(板图的要求同前所述)
指出:人的推力对图钉做了功.也可以简化为推力做了功.
请同学们讨论,做功的两个必要条件是什么?可以分组讨论,教师要注意学生们讨论中的知识缺陷或错误.
(3).请学生观察教材图15.1-1中力做功和15.1-2中力不做功的实例,通过作图的方法,分析、总结一下力学中的做功有哪些共同特点?分组讨论总结。
板书:力学中做功的两个必要因素:
一、是作用在物体上的力
二、是物体在这个力的方向上移动的距离
(4).实例分析(突破难点)
接下来看老师这里的几个例子是否有做功的情况存在?
(1)举重运动员在把杠铃举高过程中是否对杠铃功。举在高处停留5秒过程中是否做功?(2)小球在水平地面滚动一段距离,并慢慢停了下来。小球在竖直方向上受什么力的作用?是否做功?在水平方向上是否受力?是否做功?
(3)起重机使货物在水平方向上匀速移动一段距离,拉力对货物做功了吗? 引导学生根据以上事例分析、总结在什么情况下不做功?
2、功的计算
力学中的功的大小可能与哪些因素有关呢?应该如何计算呢?指导学生带着问题去阅读教材。
力学里规定,功等于力和物体沿力的方向上通过的距离的乘积。
板书:功的计算公式:
功=力×距离W=Fs
单位:焦耳,简称焦符号J 1焦=1牛·米(1J=1N·m)
巩固练习:20N重的木箱置于水平地面上,受5N水平推力作用下移动了10m,则在这过程中推力对木箱做功____J,重力对木箱做功____J.若一个人将木箱举高10m,则人做功____J.
3、功的原理
使用杠杆、动滑轮等简单机械可以省力,也能省功吗?
把一个重为G的物体匀速提升H,不用机械直接用手需做多少功?(W =GH)演示:
(1)按教材P106图15.1—3,利用动力臂是阻力臂3倍的杠杆来将重力G的物体提升H,不计杠杆重及摩擦,拉力F=G/3,用刻度尺测出拉力的作用点上升距离S=3H。使用杠杆做的功为W=F×S= G/3×3H=GH(2)按教材P106图15.1—4,利用动滑轮来将重力G的物体提升H,不计动滑轮重、绳重及摩擦,拉力F=G/2,用刻度尺测出拉力的作用点上升距离S2=2H。使用动滑轮做的功为W=F×S= G/2×2H=GH 由上面的实验可知:使用机械时做的功和不用机械时做的功相等。而实际中由于机械自重和摩擦的存在,使用机械时还要克服机械自重及摩擦多做一些功。
师生共同归纳得出:使用机械时,人们所做的功都不会少于人们不用机械时所做的功,也就是使用任何机械都不省功,这个结论叫做功的原理。
八、课堂小结
请学生谈自己知道本节哪些知识,还想知道哪些内容及对本课的感受,并对自己的表现及掌握程度打分。
九、布置作业
估算一下你上楼到教室时,克服自身重力做多少功?
十、板书设计
一.力学中做功的两个必要因素: 1.作用在物体上的力
2.物体在这个力的方向上移动的距离
二、功的计算
1.功的计算公式:功=力×距离W=Fs 2.单位:焦耳,简称焦符号J
1焦=1牛·米(1J=1N·m)
三、功的原理: 不论是否考虑机械本身重,使用机械要省力就要多费距离,要省距离就必须费力,要想既省力又省距离是不可能的.即使用任何机械都不能省功.这就是功的原理.
(二)教学要求:
(l)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。
(2)理解计算功的公式和单位,并会用功的公式进行简单计算。
(三)教具:木块、木板、细绳,小车。
(四)教学过程
一、进行新课
1.力学中的“功”
(1)引言:在物理学里,经常要提到“功”的概念。力学里所说的功有它的特殊含义。什么叫功?从本章起开始学习有关功的知识。
板书:“第十四章 功
一、功”
(2)学生阅读本节课文第一、二自然段,并参看图1及图注。
提问并由学生回答讨论以下问题:
①力学里所说的“功”,它的含义是什么?
要求回答: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了功。
②分析图1,做功的实例:货物、铁塔、火箭和原木在什么力作用下,(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?
要求回答:货物在竖直向上的举力作用下,竖直向上通过了一段距离,叉车的举力对货物做了功。
铁塔在竖直向上的拉力作用下,竖直向上通过了一段距离,直升飞机的拉力对铁塔做了功。
火箭在竖直向上的燃烧的气体压力作用下,竖直向上起飞通过了一段距离,燃烧的气体的压力对火箭做了功。
原木在沿水平向前的拉力作用下,沿水平向前通过了一段距离,马的拉力对原木做了功。
③力学里的功包括哪两个必要因素?
(3)教师总结并板书:“1.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”
着重指出:“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14―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。
(4)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。
2.功的计算
引:功的大小如何计算?
(1)演示,画板图如图1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。
(2)总结,并板书功的计算公式和单位。
“2.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。
3.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”
(3)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。
(4)例题:课本图14―3,求推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。要求解题规范化。
W=F・s=50牛×10米=500焦。
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。
二、总结本节知识要点,复习巩固
1.要求学生填写课本章后的“学到了什么”1,然后由学生说出填写内容。
2.讨论本节课文后的“想想议议”。
学生完成所需时间:45分钟 班级 姓名 第 小组 一. 学习目标:
1.能记住功的计算公式、单位。
2.能说出功的概念和做功的两个必要条件。
3.会运用功的计算公式解题。二. 重点、难点:
重点:功的概念、功的计算公式
难点:做功的两个必要条件 三. 知识链接:
省力杠杆使用的特点:省力费距离
费力杠杆使用的特点:省距离费力
四.学法指导:对照学习目标,可以采用自主阅读、小组合作、交流探讨、做一做、议一议等形式。五. 学习内容:
1.阅读第一段落,思考“有没有既省力又省距离的机械呢?”
2.动手做一做:探究斜面
按照课本安排,做好实验,注意观察和记录实验数据。(温馨提示:做实验要本着实事求是的态度,实验数据不能造假)
3.议一议并思考:表格中的Fs和Gh的值大小如何,你能得到什么结论?
4.阅读p15第3-6段落,完成以下问题
①功的概念: ②功的公式:
③功的单位: 符号
你熟悉焦耳(James Prescott Jouie英国物理学家)吗?有兴趣的同学可以查阅资料多了解一些有关焦耳的情况。
A.一样大 B.在光滑水平面上做功较多
C.在粗糙水平面上做功较多 D.要由小车通过的时间来决定
5.(选做题)小明用200N的力将一个重5N的足球踢到20m远的地方,则小明对足球做的功是()
A.100J B.200J C.4000J D.无法确定 E.0J
6.(选做题)小明用200N的力将一个重5N的足球踢到20m远的地方,则球在空中运动的过程中,小明对足球做的功是()
A.100J B.200J C.4000J D.无法确定 E.0J 八.学习反思(温馨提示,可以从这节课中我有了哪些收获,又有哪些不足等方面进行思考)
九.巩固练习:完成时间15-25分钟
知识与技能
1.知道什么是绝热过程。
2.从热力学的角度认识内能的概念。3.理解做功与内能改变的数量关系。4.知道内能和功的单位是相同的。
过程与方法 从焦耳的实验理解功与内能变化的关系
情感、态度与价值观 通过焦耳实验了解功与内能变化关系的得来,学习科学家探
究过程的艰辛
教学重点、难点 绝热过程中的功与内能的关系 教学过程
引入 阅读课本:焦耳的两个代表性的实验
一、绝热过程:物质系统与外界没有 热量 交换的情况下进行的物理过程。
即系统不从外界 吸收 热量,也不向外界 放出 热量。
二、功与系统内能改变的关系。
做功 可以改变系统的内能。
1、外界对系统做功,系统的内能 增加
在绝热过程中,内能的增量就等于外界对系统做的功 即ΔU=U2-U1=W
2、系统对外界做功,系统的内能 减少
在绝热过程中,系统对外界做多少功,内能就减少多少 即W=-ΔU
三、功 是系统内能转化的量度。
四、在国际单位制中,内能和功的单位都是焦耳(J)。
五、循环过程中的功与内能
1、循环过程(正循环、逆循环)
2、由图象求外界对系统做的功
例1:下列哪个实例说明做功改变了系统的内能()
A.用热水袋取暖 B.用双手摩擦给手取暖 C.把手放在火炉旁取暖 D.用嘴对手呵气给手取暖
例2:一个系统内能增加了20J。如果系统与周围环境不发生热交换,周围环境需要对系统做多少功? 20J
课堂练习
1.下列实例中,属于做功来增加物体内能的是()
A.铁棒放在炉子里被烧红 B.锯条锯木头时会发热 C.古时候的猿人钻木取火 D.冬天在阳光下取暖
2.下列现象属于用做功的方法改变系统内能的是()
A.放在火炉边的物体温度升高了 B.把一杯热水放在冷水中冷却 C.用铁锤锻打工件,工件会发热 D.拉弯的弓把箭射出去
3.下列过程中,由于做功而使系统内能增加的是()
A.把铁丝反复弯曲,弯曲处温度升高 B.烧开水时,蒸汽将壶盖顶起 C.铁块在火炉中被加热
D.铁球从空中自由下落(不计空气阻力)
4.用下列方法改变物体的内能,属于做功方式的是()A.搓搓手会感到手暖和些 B.汽油机气缸内被压缩的气体 C.车刀切下的炽热的铁屑 D.物体在阳光下被晒热 5.某系统在初态具有内能5J,在外界对它做了0.5J的功后,系统的内能变为 5.5J 6.气体在等压变化中()A.一定对外做正功
B.外界一定对气体做正功
C.若温度升高,一定对外做正功
D.可能既不对外做功,外界也不对气体做功
7.下列有关内能的说法正确的是()A.质量和温度相同的物体,内能一定相同 B.一定质量的理想气体的内能只与温度有关
C.一定质量的理想气体在等容变化过程中若吸了热,内能一定增加 D.气体压缩时分子势能减少,内能可能不变
邢志清
教材分析 : 功的概念是本章的教学重点之一,其概念及应用贯穿于全章。通过本节学习,应使学生初步建立功的概念,并学会分析解决一些实际问题,从而为本章以后的学习打下较好的基础。本节教学要注重培养学生从功的角度来分析力学现象。通过实验和实例的分析,注重引导学生学习物理的思维过程,使学生受到学习方法的训练.一、教学目标
1.初步理解功的概念,理解做功的两个必要因素。
2.初步理解功的计算公式,功的单位,初步学会用功的计算公式解决一些实际问题。
二、教学直点与难点
教学重点:功的概念和做功的两个必要因素,功的计算公式。
教学难点:功的概念。三、授课思路
1.由学生动手做简易实验,通过学生对现学的感知,引导学生分析而引人功的概念。2.通过简易实验的分析得到功的大小的计算公式,同时在逐步引导学生分析实验得出公式的过程中,逐步渗透物理学的研究方法。
四、教学准备 约码1盒,幻灯片。教案实例
五、学习目标
1.从实验和实例中,能概括出做功的两个必要因素,明确功的大小是由这两个因素的大小所决定的。
2.写出功的定义,计算公式和单位。
3.能在具体事例中指出是什么力做功,谁对谁做功。
4.初步学会用公式W二尼及变形式计算。
六、教学过程
(一)引人新课 提问:平时,我们常用力去移动物体,使其位置改变。下面请同学们一起做三个小实验。(学生实验*用手匀速将放在桌旁地面上的书包和4本书分别提到桌面上。问:两次移动的距离怎样?哪次“累”一些呢?为什么? 答:两次移动的距离相同,提书包“累”一些,因为提书包需较大的拉力。[附板书门移动相同的距离,需要的力越大越“累”学生实验用手将放在桌旁地面上的书包分别匀速提到凳子上和桌面上。问:哪次“累”一些呢?为什么? 答:提到桌面上“累”一些,因为移动的距离较大。(附板书2)用同样的力移动物体,移动的距离越大越“累”。[学生实验 3j用手将书包提 5厘米左右和将 4本书从地面提到桌面上。问:哪次“累”一些?为什么? 答:无法比较,因为两种情况需要的拉力大小不同,移动的距离也不同。力的大小不同,移动的距离不同,无法比较哪次更“累”。讲述:由此,人提物体“累”的程度,不能仅仅单独由力的大小或单独由移动的距离大小来比较或表示,所以我们引人一个新的物理量——机械功(简称功)。板书:
一、功
(二)讲授新课 设问:功这个物理量和什么因素有关呢?请同学们看图。(用幻灯片打出课本70页图4-2人推小车,图4-3起重机吊重物。)问:这两幅图中有什么共同的地方或者共同的要素。答:都有力,物体都移动了一段距离。问:移动的距离和力之间有何关系? 答:是在力的作用下,沿力的方向上移动的距离。讲述:在物理学中就说这两幅图中的力对物体做了功。如图,人的推力对小车做了功。是因为小车移动的距离是在推力的作用下,沿推力方向移动的。同样,因推力是人施加的,也可以说人对小车做了功。请同学们观察图4-3,什么力(或什么物体)对何物做功? 答:起重机的拉力(或起重机)对重物做功。问:由此物理学中必须满足什么条件才算对物体做功? 答:物体必须受到力,而且还要在力的方向上移动了一段距离。【板书2〕l.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 讲述:必要的意思就是一个都不能少,请同学们用做功的两个必要因素判断下面几种情况下,力对物体是否做功? [演示1]手提着钩码在空中静止不动,问拉力是否对钧码做功?为什么? 答:没有功,因为虽有拉力,但没有在力的方向上移动的距离。[演示2]手提着钩码匀速水平移动一段距离,问拉力是否对物体做功?为什么? 答:没做功,因为拉力在竖直方向,钩码的移动是水平方向的,不是在拉力方向上移动的,所以拉力没做功。〔演示3}手提着钧码匀速上升,问拉力是否对物体做功?为什么? 答:拉力做了功,因为满足做功的两个必要条件。问:请同学们举几个生活中做功和没做功的实例。并分析。讲述:通过以上分析,我们看出,物理学中的做功与日常生活中工作的合写而何。也常生活如所说的工作包括一切消耗体力和脑力的劳动人但物理学中功的涵义要狭窄且严格得多,即做功必须同时满足两个必要因素。想一想上课起始同学们一起做的提书包和提书的实验中,我们所说的“累”的程度大小,这个“累”字体现的含义是什么? 答:功。问:在上课起始的三个实验中,拉力对物体是否都做了功?哪种情况下做功多?如何进行比较?我们已经知道做功需具备两个必要因素,那么功的大小和这两个因素有何关系呢?先想一想,请同学们说看法。(鼓励学生讨论猜测,发表不同意见)。问:到底功的大小与力和距离有何关系?让我们一起用实验验证。演示:人匀速提钩码,把提起一个钩码的力作为1份力,0.5米的高度作为1份距离,那么匀速提起一个钩码上升1米高度所做的功就为2份功。问:分析表格数据,谁能总结出功的大小与力的大小和距离一的大小有什么关系? 答:力越大,使物体移动的距离越大,边一,或力的大小跟作用在物体上的力成正比,跟物体沿力的方向上通过的距离成正比。讲述:力学中规定。(板书3)功等于力和物体在力的方向上通过的距离的乘积。功的公式:功=力X距离 W=F·S(注意合指 F的方向上移动的距离)讲述:知道了功的计算公式,我们可以用它来计算功的大小,要计算功的大小,要先确定功的单位,功的单位是由力的单位和距离的单位决定的。力的单位是牛,距离的单位是米,那么功的单位就是牛·米。为了纪念英国物理学家焦耳对物理学做的杰出贡献,把功的单位牛顿·米就称为焦耳,简称焦。〔板书4)功的单位:焦耳(焦)l焦耳二l牛顿·米 〔例题l〕一台拖拉机耕地时,牵引力是28500牛,前进了lop米,此拖拉机的牵引力做了多少功? 答:拖拉机的牵引力做了 2.85 X 107焦的功。[例题2] 马拉着重为19600牛的车在水平路面上前进了400米,做了 3 X 105焦耳的功。车受的重力有没有做功?马的水平拉力是多少牛? 分析:因为马在水平路面上前进,竖直方向上没有通过的距离,所以车受的重力不做功。求马的水平拉力,可从已知拉力做功和车前进的距离,由W=F·S公式求得。答:车受的重力没有做功,马的水平拉力是750牛。学生阅读课本月页最后一段至72页本节结束,老师简单小结。
(三)巩固检测:打幻灯片。[例题 31 回忆上课起始做的三个实验,若匀速提书包和 4本书所需的力分别为30牛和5牛,课桌高80厘米,计算下面情况下拉力做功的大小:(1)把书包和4本书从地面提到桌面上,拉力分别做功多少?(2)把书包提高5厘米,把4本书从地面提到桌面上,拉力做功分别为多少? 学生分组练习,教师巡视、指导,请同学说结果。小结:功的大小是由力和在力的方向上移动的距离大小共同决定的,作用力大的做的功不一定多,距离长的过程做的功也不一定多。解题时要注意单位统一。打幻灯片:(例题4)小刚把重为1000牛的箱子沿着水平地板推动1米,小刚对箱产做的功()A.1000焦 B.l焦 C.0焦 D.无法确定 引导学生分析物体受到几个力,画出力的示意图。
(四)小结:幻灯打出学习目标,结合板书小结,并强调做功的两个必要因素是判断力是否对物体做功的缺一不可的条件,功的计算公式W=F·S及单位1焦耳一l牛·米,在应用中注意各量的对应关系及单位的统一。
教学目标: 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,3、知道使用任何机械都不能省功。
4、理解功率的概念。过程与方法
通过观察和实验了解功的物理意义。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:功的计算、功的原理 教学难点:功的两个必要因素的理解 教学过程:
(一)力学中的功
1、力学中功的含义: ;
2、功包含两个必要因素:一是,二是。
3、理解:a、要有力的作用,这个力始终作用在物体上,b、要移动距离,这个力的作用在物体上且沿 的方向移动一段。
4、举例说明:a、有力但不移动距离。
b、移动距离,但在运动方向上不受力,c、用力与移动距离的方向垂直
(二)功的计算
学生看书完成:
1、功的定义:。
2、功的计算公式:
3、功的单位及换算: ;
(三)例题分析(课本)教师分析:(1)解题格式
(2)思考:雪橇受重力,重力做功吗?为什么?
反馈练习:
1、一个同学用30N的力提书包沿水平方向前进20m,这个同学的提力做功是多少?
2、一个同学用30N的力提书包上12m高的四楼,然后沿水平方向前进20m,这个同学的提力做功是多少?
课堂小结:学生讨论学到了什么?
作业:P107 1——4
板书设计:
1、功包含两个必要因素:一是作用在物体上的力,二是物体在力的方向上通过距离。
2、功的计算
规定:功等于力与物体在力的方向上移动的距离的乘积。公式:W=F.s 单位:牛*米(焦耳)1J=1Nm
3、例题分析
教学反思:
依安县三兴镇中学
董发林
《功》教学设计
教学目标
1、初步理解功的概念,理解做功的两个必要因素。
2、初步理解功的计算公式、功的单位,学会用功的公式,进行简单的计算,对1焦耳的功形成一个具体的观念。教学重点:做功的两个必要因素、功的计算公式。教学难点:做功的两个必要因素
教学器具:尝试题投影片、投影仪、钩码、示教板(自制)教学过程
一、新课引入
师:本节课我们学习力学中的一个重要概念--功 板书:第一节 功
师:下面请同学们先来完成下面的尝试题 投影出示尝试题
(一):
1、如图,放在水平桌面上的木块受到几个力的作用?画出它的受力示意图。
2、如图,用细绳拉着木块在水平桌面前进时,木块受到几个力的 作用,什么力对木块的移动作出 了贡献?
3、你对“功”这个词怎样理解的?哪些人可以评功受奖? 你知道“劳而无功”的含义吗?
学生练习、讨论,教师巡视。请一位学生板演题1木块受力示意图,然后请学生举手回答题
2、题3并给予指正和肯定。最后归纳小结: 师:力学中“功”,主要吸收了“贡献”、“成效”的意思,指一个力作用物体上,物体在这个力的作用下移动了一段距离,这个力对物体的移动作出了贡献,取得成效,就说这个力对物体做了功。如题2中绳子的拉力对木块做了功。
二、新课教学 板书:
一、功
(一)功的两个必要因素
师:下面请同学们阅读课本第一部分的内容,然后再完成尝试题
(二),体会 一下力学中“功”的含义。投影出示尝试题
(二)1、下列各图所展示的现象中,什么力对物体移动有贡献?什么力对物体做了功?
①人推小车前进
②马拉车前进
③起重机吊起重物
2、当你端着一盆水不动时,你累吗?你有没有做功?为什么?
3、当你使劲地用力拉(固定在地面上的)讲台,讲台移动了吗?你累吗?你做了功没有?
4、人推木箱前进时,重力和支持力对木箱有没有做功?为什么?
5、人提前水桶沿水平地面前进时,提力有没有做功,为什么?
6、抛出的小球,在水平地面上滚动时,有没有力对它做功? 学生看书、讨论,教师巡视,3分钟后,师生一起讨论完成试题二的解答。师:题1展示的三个现象中,有什么共同点?
生:都有力作用在物体上,都使物体在力的方向移动了一段距离,力都对物体做了功。
师:你们中谁能归纳出做功的两个必要因素? 学生代表回答,教师板书:
1、做功的两个必要因素:一是作用在物体上的力,二是物体在力方向上移动的距离。
师:题
2、题3的例子告诉我们,什么情况不做功? 生:当力作用在物体上,不能使物体移动,不做功。师:对,这是一种“劳而无功”的现象。
师:题4中,重力、支持力为什么不做功?题5中提力有没有做功?为什么?
生:重力、支持力对木箱移动没有贡献,不做功。同样向上的提力对水桶的水平移动没有贡献,也不做功。
师:对,这也是一种“劳而无功”的现象。当力与物体移动方向垂直时,这个力不做功。
师:抛出的小球在水平地面上滚动时,有力对它做功吗? 生:没有,小球向前滚动的原因是因为小球具有惯性。
师:物体由于惯性运动时,没有外力对它做功,这可以说是一种“不劳无功”的现象。
(二)功的大小与哪些因素有关
师:帮功是有多少的,用的力大,移动的距离长,力的成效大,做的功多。下面请大家观看老师演示(如图)演示
1、将1只钩码提高1个单位(10厘米)高度 演示
2、将1只钩码提高3个单位(10厘米)高度
演示
3、将2只钩码提高3个单位(10厘米)高度 师:第二次做的功是第一次的几倍? 生:第二次是第一次的3倍。
师:第三次做的功是第二次的几倍?是第一次的几倍? 生:是第二次的2倍,第一次的6倍。师:你们能归纳出决定做功多少的因素吗?
生:功的大小跟力的大小和使物体移动距离的大小有关,力越大,使物体移动的距离越大,力做的功越多。
师:对,从上面的实验,我们不难得出:(板书)功的大小跟作用在物体上的力成正比,跟物体在力方向上通过的距离成正比。
(三)功的计算公式和单位:
师:我们知道了功的大小跟作用在物体上的力和物体在力方向上通过的距离 的关系。力学中规定,功等于力跟物体在力的方向上通过的距离的乘积。
板书:功=力×距离 师:用W表示功,F表示作用在物体上的力,S表示物体在力的方向上通过的距离,功的计算公式可以写成W=F·S(板书)。在国际单位制中力的单位是牛,距离的单位是米,功的单位是牛·米,牛·米有一个专门的名称叫焦耳,简称焦,1焦=1牛·米(板书)。师:让我们一起计算一下,刚才第三次实验时老师做的功。提钩码用的力F=G=mg=0.2千克×9.8牛/千克=1.96牛 钩码移动的距离s=h=0.3米
提钩码做的功W=F·S=1.96牛×0.3米=5.88焦
三、小结
师:本节课我们学习了力学中“功”的概念,知道了做功的两个必要因素,给出了功的计算公式W=F·S,知道了功的单位是焦耳。下面再给出一组尝试题,供大家练习,帮助大家更好地理解功的意义,掌握功的计算。下面请大家边看书,边练习。
出示尝试题
(三)1、下列情况力对物体做了多少功?(1)用100牛的力将物体举高2米。(2)用100牛的力提着物体站在2米高处。
(3)用100牛的力提着物体站在水平前进的小车上,随着小车一起向前移 动了2米。
(4)用100牛的力提着物体沿扶梯走在2米高平台上。(5)用100牛的力将垒球掷出10米。
(6)用100牛水平力拉着重500牛的小车沿水平面前进了10米。
2、试一试,估算一下你做了多少功?(1)将100克的砝码举高1米。
(2)将掉在地上的课本拾起来,放到桌面上。(3)将凳子放到桌面上。(4)做一次引体向上。
学生练习,并板演,教师巡视,最后与学生一起评价学生的板演,给予指正和肯定。
四、布置课外小实验:
测出自己上楼时所做的功及所用的时间。要求:
1、测出:(1)体重G;(2)楼层高h;(3)上楼所用的时间,按正常速度走上去所需时间t1,快速跑上去所需时间t2。
教学目标: 知识与技能
1、能说出功的概念
2、能判断物体(力)是否做功
3、会运用功的计算公式进行简单的计算。过程与方法
理解功的定义、计算公式和单位,并会用功的公式进行简单计算。
情感、态度与价值观
通过观察和实验,了解功的含义,学会用科学探究的方法研究物理问题
学习重点:理解功的概念。
学习难点:判断力对物体是否做功,以及做功的计算。导学方法:实验探究 教学资源
1.各种做功的图片、视频等。教学设计
(一)创设情景,引入新课
1.出示多媒体,展示图片
引导学生认识力学中的功
(二)新课
知识探究点一.功概念的讨论
1、(1)观察课本P63页“想想议议”图11.1-2,这些做功实例中的共同点是:__________________(2)观察课 本P63页“想想议议”图11.1-3,力都没有做功,想一想这些力为什么没有做功?并写出原因: 甲图:没有做功的原因是:________________________________________________。乙图:没有做功的原因是:________________________________________________。展示对做功的概念和做功的两个必 要因素的理解。
2.下列现象中,什么力对物体移动有贡献?什么力对物体做了功?
①人推小车前进
②马拉车前进
③起重机吊起重物 3.分析以下事例:
(1)当你端着一盆水不动时,你累吗?你有没有做功?为什么
(2)人推木箱前进时,重力和 支持力对木箱有没有做功?为什么?
(3)人提前水桶沿水平地面前进时,提力有没有做功,为什么?
(4)抛出的小球,在水平地面上滚动时,有没有力对它做功?
4.通过以上事例,你能归纳总结力对物体没有做功的三种情况吗?(1)、(2)、(3)、知识探究点二:功的计算 根据功的计算公式,认真阅读课本P64页例题,结合做功的概念,完成以下各题:
1、定义:功等于力与物体__________________________的方向移动______的_____;用符号_____表示功。
2、公式:文字表达式:功= _____× ____字母表达式:W=___公式可变形为:F=__ S=__
3、国际单位制中,功的单位: ___简称:___符号: ___,1J=___N•m(将两个鸡蛋举高1m,做功约1J)
1J的物理意义是_____________________________ 注意:①在使用公式求功之前,要明确哪个力做功;
②同时同体性:力与物体移动的距离必须对应于同一物体,同一段时间
③力与物体移动的距离在方向上要一致(不一致的问题初中阶段不作要求计算)④要搞清力的大小;
⑤要注意单位的统一(化好单位)。
例1.一个人用50N的力沿水平方向匀速推一辆重200N的车前进2m,求这个人对车做功多少?重力对车做功多少?
例
2、起重机把8000N的重物竖直向上匀速提升5m后又沿水平方向匀速移动了2m,在这一过过程中钢丝绳向上的拉力对物体做功多少焦?
例
3、一个人沿水平方向匀速推一辆受阻力50N的车前进2m,求这个人对车做功多少?
巩固练习小结: 布置作业
见导学案《课后探究学案》 【板书设计】
一、做功
1、概念:作用在物体上的力,使物体在力的方向上通过了一段距离,就说这个力对物体做了机械功。
2、做功的两个必要因素是:作用在物体上的力和物体在该力的方向上通过的距离。
二、功的计算
W=F·s——物体在力F的方向上通过的距离(米)
| ┕——作用在物体上的力(牛)