初中物理《-功》教学教案(精选11篇)
功和机械能
第一节
《功》教案
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。
2、过程与方法:
①通过观察和思考,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通过推理、分析与阅读,得出功与力、在力的方向上移动距离的定性关系。
3、情感、态度与价值观:
①通过联系生活、生产实际激发求知欲,培养探索自然现象和日常生活中的物理学道理的兴趣。
②通过合作性的探究,展示性交流,增强自信,学会合作的意识,追求学生和谐发展。
教学重点、难点:
1、理解功的概念及计算。
2、判断力对物体是否做功 教学过程
一、导入新课
师:说出下列词语中“功”的含义:
功劳、立功------贡献
大功告成、事半功倍----------成效 师:在力学上“做功”的含义是什么?
二、新课教学
(一)物理学中的功
师:如果一个力作用在物体上,物体在这个力的方向上移动了距离,这个力的作用就有了成效,力学里就 说这个力作了功。多媒体:投影一组做功的实例和一组没有做功的实例。(实例联系生活和科技前沿)师:每组实例有什么共同点?两组实例有什么不同点? 生:观察并总结共同点和不同点 师:功包含哪些必要因素?
生:有两个必要因素:一是作用在物体上的力;二是物体在这个力的方向上移动了距离。
师:如何判断是否做功?
生:用功的两个必要因素来判断。
师:有哪些情况看似做功,但实际上并不做功?
生:
1、有力F的作用,但距离S=0(如举重运动员举着杠铃不动)生:
2、有距离S,但力F=0(如惯性运动)
生:
3、有力F也有距离S,但F ⊥ S(如提一桶水,水平前进)
(二)功的计算
师:讲述物理学中对功的规定,以及公式、单位。功的公式: W = F S
W—
功
— 焦耳(J)
F—
力
— 牛顿(N)
S—距 离— 米(m)
功的单位是:“牛·米”
专业名称为:“焦耳”
1J=1N·m 关于公式的几点说明:
1、公式中的各个量W、F、s均用国际单位
2、在功的单位中,“牛·米”才能写成“焦”。练习题:
1、用1000N的水平拉力拉重为4000N的物体,使该物体在水平方向上前进了3000m,拉力做了多少功?
三、课堂小结:
力学中的功
1、做功的两个必要因素:作用在物体上的力;物体在力的方向上移动的距离
2、功的计算公式:功=力×力的方向上移动的距离,即W=F×s 注意:F≠0,S=0时不做“功” ;F=0,S≠0时不做“功”;F⊥s时不做功。
3、功单位:1焦=1牛×1米,即1J=1N·m
四、布置作业 教学反思
1、“功”的含义很多,有“贡献”的意思,还有“成效”的意思。力学里所说的“功”包含有“成效”的意思,但它具有更确切的含义。“功”新概念引入,学生比较难理解。
对于功的教学, 一般都按教材编排顺序, 先通过实例讲述功的初步概念, 使学生明确功的两个必要因素, 然后通过举例说明和练习, 巩固功的概念, 进一步给出功的公式, 最后让学生运用功的知识解决实际问题, 从而完成整个教学过程。这样的教学方法, 被许多物理教师奉为教学的经典策略, 为此, 年复一年地重复着这样的教学, 而不思改革。那么, 是不是此教学策略就无懈可击了呢?为检验学生和掌握功的情况, 我们采取诊断测试的办法, 让三个班的全体学生 (N=188) 接受测试, 时间是学生在学习功的知识之后, 具体的测试题如下:一个小孩费了很大的力, 才用200牛的力提着水桶在水平地面上走了5米, 这个力做了多少功?实验表明:约有40%左右的学生对于功没有真正的掌握。实验的结果令我们非常吃惊:学生对功的掌握程度如此之差?为何对同一教学策略教学成果的评价却出现如此之大的偏差?这不得不使我们对功的教学进行深层次的理性思考, 进一步从学生的认知心理上, 对功的教学进行深入的研究。
一、学生头脑中的前科学概念
认知心理学告诉我们:学生在学习物理概念时所形成的错误, 常常由于其中的前科学概念的影响。所谓前科学概念, 是指学生在学习物理前由长期的日常经验形成的对事物、现象的看法和观念。比如功就是如此, 在物理教学中, 那种认为只需要“正面”传授知识, 学生就能接受, 若发现学生仍不理解时, 则采取简单重复, 反复强化的办法, 实验证明是行不通的。因为在学生的经验中, 早已有“用力就做工”的观念, 这样, 当他们学习了功之后, 就可能把“功”纳入到自己原有的认知结构中, “功”实际成了“工”的代名词。让学生解释手推小车运动, 举重机举起重物等一些不易暴露错误观念的生活实例时, 他们解释得头头是道, 而当解释头顶着重物在水平地面前进等新的情境时, 学生的那种“工的直觉”又重新被唤起, 其错误观念暴露无遗。
二、学生头脑中的前科学概念的特点
一是学生头脑中的前概念表现为先入为主。学生在长期的生活实践中, 几乎每天都体会到用力就做工的感觉, 于是学生就以自我为中心, 主观地断言:用力就做功。这种观念的形成并未因为学生接受正式功的教育而真正消除, 它在新的学习或解释问题中表现为先入为主的思维障碍。
二是学生头脑中的前概念具有消极的思维定势。
学生把自己头脑中已有的、习惯了的思维方式, 不适当地生搬硬套到新的情境中去, 不善于改变认识问题的角度, 不善于变换解决问题的方式和方案, 在已有成功基础上所形成的一种主观的、僵化的、带有顽固性的心理准备, 从而造成消极的思维定势。
三是学生头脑中的前概念具有顽固性。国内外的物理教育界近年来的研究表明:一旦学生对某些物理现象形成了前科学概念, 要想加以转变是极其困难的, 尤其是那些人类科学认识上经历曲折历程的前科学概念, 更是如此。
按照皮亚杰的理论, 学生认识什么和如何行动, 主要决定于学生所具有的认知图式 (思维模式) , 而不完全取决于教师所讲述的内容, 学生按照自己已有的图式吸收和排斥信息, 在有错误认识存在的情况下, 就会在头脑中形成和正确信息极不相同的东西。
三、改进功的教学建议
1、从学生的认知心理入手, 破除功的前科学概念。
要破除学生头脑中存在的功的前科学概念, 促使学生头脑中的前科学概念的转变, 必须设计一些新的情境。如:人对踢出去的足球, 举着木箱在空中不动等, 让学生在解决此类问题时, 头脑发生认知冲突和危机, 使学生头脑中原有的观念与当前面临的现实无法调和, 促使学生原有结构的解体和新结构的建构。
2、应用“概念重释”的方法, 破除功的前概念。
在功的教学中, 应该把生活中的“工”和物理的“功”作对照, 然后将“功就是工”的观念视为基本正确, 引导学生用此观点解释一些已设计好的新情境, 如:一个小孩, 费了很大的劲推石头, 石头未动;重100牛的球在水平地面滚动10米等。引导学生分析和解决这类问题时, 真正感到自己日常概念的高度局限性, 从而使学生更信服科学概念, 接受科学概念, 掌握科学概念。
3、坚持纠正功的前科学概念。
由于前科学概念的顽固性。因此, 认为前科学概念, 经过一两次纠正就消失了的观点是极其错误的。
破除学生头脑中功的前科学概念不是一件轻而易举的事情, 它的发生过程是相当缓慢的, 克服旧图式 (用力就做工) , 用新的图式 (功) 取代旧图式是非常艰难的过程。除非用旧图式不能解问题, 学生才会在头脑中发生认知冲突, 才会建立新图式。因此, 教师应当在期中、期末考试中用新的情境问题考察学生对功的掌握程度, 只有如此, 才能真正使功的概念植根于学生的头脑中。
——青岛市第64中学 陈宝华
2012年11月28日,我举行了青岛市物理公开课,课题是《功》。课已经讲完了,但让我久久难以释怀。学生学得是否轻松,理解是否透彻,成为一直萦绕在我脑海里的问题。时时静心回味,看看课件、想想教案、回顾课堂,细细反思是否重点讲到位了、难点突破了、对学生学情分析、教材分析是否准确得当等等。著名课程专家叶澜曾说过,“一个人写一辈子教案不一定成为名师,如果一个教师写三年的反思,有可能成为名师。”为了提高自身的教育教学水平,我对这节公开课进行了多层次的反思。下面我将反思总结如下。
一、反思对教材的处理
《功》这节课是在学完《力》的基础上,学生才能学习的,首先《力》的知识对学生来说就比较抽象,而《功》的知识又是建立在《力》的基础上,对于初中学生来说更抽象,学生理解起来比较困难。在选取课题之前,总认为这节课比较简单,但在真正备课的过程中才发现,每一个知识点在设计起来都比较棘手。对于功的定义式,虽然它是一个标准一个规定,但是为什么要用乘的关系,而不用除或二次方、三次方的关系,我想这些学生心目中都会有疑问,所以设计时不知从何下手。后来,在王平老师的探究模式中找到了“比较—建构”这种模式,从学生的实际生活入手,通过比较干活问题,从而建构出功的定义,觉得很好,但是,在讲课的过程中,由于课件制作的问题,一开始就给学生出示了两组数据,学生一看就不知从何下手,这样就使简单的问题变为复杂。如果在课件上能配上一个人推箱子的动画,做得再细致些,这样就可以一目了然,而且还能吸引学生的注意力,效果会更好一些。
对于功的二要素这部分知识,课本中的例子都不能应用,一幅是力与距离有夹角的、一幅是汽车刹车的图,一幅是通过定滑轮将物体提升,如果根据这三幅图来总结功的二要素,学生肯定不能得出,所以我没有用这三幅图,而是采用了“标准—规则”探究模式,根据上面得出的功的定义作为判断标准,让学生讨论得出功的二要素。然后根据功的二要素来判断生活中的一些实例是否做功,上课时的例子都是我自己亲自演示,让学生来判断,其实,这个地方可以放手给学生,让学生自己举例子来判断,跳绳比赛、男生做引体向上、跑步、提水桶、背书包走平地和上楼可以让学生在自我展示中认识做功的两个必要因素,让学生根据自己对功的理解来识别哪些现象做了功,哪些没做功,效果会更好。而且,这个地方的处理过于仓促,没有给学生更多的时间去思考消化。
对于功的原理这部分知识,我是根据上面两道题计算的结果,让学生发现问题,使用机械所做的功大于直接用手所做的功,然后引导学生提出用塑料滑轮和泡沫滑轮,来验证这个结论,但是整个实验过程老师包办的太多,如果让学生亲自动手实验效果会更好。
二、反思教学方法
在备课的过程中,市初中物理教研员王平老师和区物理教研员姜增红老师,以及其他兄弟学校的老师、同组的老师都给予了我极大的帮助和指导,精心设计了这节课。我主要采用了青岛市初中物理的“四层次新授课教学模式体系”,同时在探究模式中采用了多种运用中国古代科学家方法建构的探究模式:陈潢“比较—建构”、李冰父子“标准—规则”、刘徽“逐渐逼近—极限”等探究模式和“范例—方法”习题解决模式。设计非常好,但由于其中的一些方法我是初次使用,在上课的过程中有些就不是很熟练,所以在整体上感觉不是很顺畅,这也使我意识到了一个问题:“生搬硬套”是不行的,在今后的教学中,首先要深入研究这些教学方法和模式,然后把它融合在自己所教的每一节课中,这样才能做到心中有法,讲起课来才能游刃有余。
三、反思教学语言
教书是一门艺术!而这门艺术中重要的是语言的艺术,在上课的过程中教师的语言必须精炼、简洁、明了,对于启发学生应该起到一个很好的指引作用,但是,在上这节课的过程中,怕学生不明白,总是要重复一些话,自己认为这种说法可以让学生能更好的理解,其实效果却适得其反,甚至可能误导学生,所以在今后的教学中应该加强自己语言方面的训练。
四、反思教学观念
随着新课改的要求,教学不再只让学生听懂、会做题、中考能拿分就算完成了教学任务,而是要求学生在玩中学、乐中学、在感受中学习提高和创新;作为课堂主导者的教师,首先要思考怎样才能更好的达到教学效果,真正拓宽学生的知识面,让学生真正从生活走向物理,从物理走向生活。这对教师提出了更高的要求,老师不仅要知道知识点,还要研究物理学史乃至科学发展史。这就要求教师要不断的学习,更新自己的观念,提升自身的素质。通过在准备这节课的过程中,发现了自身存在的不足,在今后的教学中,自己要从各个方面不断充实自己,提升自己的能力。
1.掌握电功的概念:知道电流做功的常见形式是推动机械做功,使导体发热发光等;理解电功的公式(w=UIt)和单位(焦);能综合欧姆定律和电功公式计算用电器(只限于一个)的电功。
2.知道电度表的用途和读数方法。
(二)教具
1.课本上电流做功把砝码提起来的实验装置;电键一只。
2.电动玩具汽车一只。
3.带灯座的小灯泡(或电阻丝)一只。
4.电度表挂图(或实物)。
(三)教学过程
引言在前几章中,我们学习了电路的连接方法,引入了反映电路工作状态的几个物理量椧坏缌鳌⒌缪购偷缱瑁以及这些量的相互关系棗欧姆定律。这些,都是电学的基础知识。在第一册中我们研究了力对物体做功的问题,那么,电流能做功吗?显然,在日常生活和生产中,大量的工作是由电流做功来完成的。今天,我们要学习的`是:电流做功有哪些特点。怎样计算电流做的功。_
璤(板书:第九章电功和电功率)
首先学习电流做功问题。
(板书:电功)
1.复习提问
(l)过去学过力可以做功,怎样才算力对物体做了功?(答:力使物体在力的方向上移动一段距离,就算力对物体做了功)
(2)你能举出日常见到的做功的例子吗?
(教师引导学生答:水流推动水轮机做功,汽车、电车的牵引力带动车辆行驶做功等。)
2.讲授新课
(1)电流可以做功:电车的牵引力实际是由电动机产生的,电动机是通了电流才工作的。所以,电车行驶,实际上是电流做功的结果。
(演示:玩具电动汽车的行驶)
(2)电流做功的表现形式是多种多样的:电流通过电动机可以做功,那么电流通过电灯时发光。电流通过电炉时发热,算不算做功呢?
在这里我们应把“功”的概念加以扩大。用电动机移动物体或使机械转动,是电流做功的一种表现。电流使导体发热、发光,是电流做功的又一种表现。总之,电流做功的现象很多,例如电流通过电铃发声,电子表显示数字,电视机显示图像等,都是电流做功的表现。
(3)电流做功多少跟什么有关系?
演示课本图9-1的实验时,电流和电压应采用大型的示教电表来显示。实验分两步:
①用变阻器改变电流和电压,观察在相同时间内做功的多少。
首先指明:砝码被提升越高,表示电流做功越多。
先将变阻器滑片移至某位置(使接入电阻较大),闭合电键,观察砝码上升的时间和高度(通电时间由电键控制),并记下电流、电压值。
再将变阻器滑片移至另一位置(使接人电阻较小),闭合电键,观察相同时间砝码上升的高度,并记下电压、电流值。
比较两次实验,得出:
在相同时间内,电压和电流越大,电流做功越大。
②保持电压和电流不变,通电时间越长,电流做功越多。
(这一步可以不做实验,直接推出。)
指出:上述实验,所得出的电功与电压、电流和通电时间的关系,是定性关系。如果把实验做得精确些,可以得出:电功跟电流、电压、通电时间都是正比关系。如果电压U用伏做单位,电流I的单位用安,时间t的单位用秒,电功w的单位用焦,则有
w=UIt
应当提醒学生注意两点:一是公式中的w、U、I均指电路中同一段电路(即某个用电器)而言;二是w、U、I、t必须统一采用国际单位制。
(4)电功的计算。
(把课本图9-1的实验装置中的电动机换成小灯泡,做两次改变电压(取整数)电流的实验,通电时间都取10秒钟。让学生观察灯泡的亮度,并根据实验数据计算两次电流做功的大小)
提问:把重为1牛的物体举高1米所做的功是多少?(答:l焦)这些功如果由电动机完成,那么,电流所做的功是不是1焦呢?
(引导学生分析:电流做功的表现是多种多样的,电流通过电动机时,除了提举重物做功外,电流也会发热做功,因此电流的功为这两部分功的和。这就是课本图9-l的实验不定量的原因。因此在选用电动机时,发热愈小的效率愈高。)
列举常用电器工作时,1分钟能做的功:如手电灯泡为几十焦,照明灯泡为几百至几千焦,洗衣机为几万焦。
由于焦这个单位很小,生活中常用“度”作电功的单位:
l度=3.6×106焦。
(5)电能表(俗称电度表)。
出示电度表挂图(或实物)。让学生观察并读出读数。
指出电流做功时,表的转盘就转动(盘的边缘有个红点显示转动),每转3000转,耗电1度。表面上最后的数字是小数点后的一位数。
最后结合课本图9-4介绍1度电的作用,对学生进行节约用电的教育。
3.巩固练习
(1)电流做功有哪些表现?(列举常见的实例来说明)电功的大小由什么决定?
(2)把同一个灯泡先后接到220伏和110伏的电路中,则电流在相同时间内所做的电功之比:
A.2∶1;B.1∶2;c.4∶1;D.1∶4。
(3)一盏电灯所用的电压是36伏,电流是1.5安,通电50分钟,电流做了多少功?
(4)一个电炉通电4小时耗电6度,所用的电压是200伏,通过电炉丝的电流是多少?
这四道题应预先写在黑板上。让学生在课堂上回答和计算。学生回答第2题,可能有争议,有的选A,有的选c,教师可让选c的学生说明理由,然后提问:对同一个用电器只改变电压,而不改变电流是否可能?对不同阻值的用电器,电压相同时电流是否相同了引导学生用电功公式结合欧姆定律分析问题;对同一用电器I∞U,因此U增2倍,I亦增2倍,故w增4倍;对不同R的电热器,U相同时,I与R成反比,故w亦与R成正比)
4.家庭作业
如果巩固练习第3、4题在课堂上没有时间完成,可留为作业,课本习题一第1题也可留做作业。
5.板书设计
第九章电功和电功率
电功
电流做功的各种表现:
电动机牵引物体或带动机器转动
电炉发热
电灯发光
凡是通过电流引起的任何变化,都是电流做功的表。电功大小与什么有关?
电功公式w=UIt
注意:公式中各个量是对同一段电路而言。
各个量应统一采用国际单位制单位。
电功单位:焦
常用单位:度
1度=3.6×106焦
电度表用来测定电功的一种仪表。
(四)设想、体会
这节课的内容,表面上看较简单。学生学习也不会有什么困难,实际上隐含着两个疑点:一个是从力学的功过渡到电功,另一个是由定性实验后直接给出电功公式。但这两点都不能用扩展知识的办法去解决,而只能从现象的分析中加深学生的印象,使学生达到表观上的掌握。
例如,教学中强调:电流做功要引起各种变化,或牵引物体运动、或发热、发光、发声,或引起化学反应……,凡是电流引起的任何变化,都是电流做功的表现。反之,如果电流不引起任何变化,例如电流通过电阻很小,甚至电阻为零(超导体)的导体,不产生热效应,也不产生其它效应,则虽有电流但都不做功。这样学生虽然没有掌握电功的概念的内涵(电能转换为其它形式的能),却掌握了电功的全部外延。
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
1、物体受到力的作用并且在力的方向上发生一段位移,就叫做力对物体做了功.
力和在力的方向上发生的位移是做功的两个不可缺少的因素.
2、计算功的一般公式:.
其中F应是恒力,S是物体对地位移,是F与位移S的夹角.
若=90°,则F不做功;若≤<,F做正功;若<≤,F做负功或说成物体克服F做了功.
3、功是标量
功的正、负表示是动力对物体做功还是阻力对物体做功,前者取正,后者取负.
当物体受几个力作用时,计算合外力的功有两种方法:
一是先用平行四边形定则求出合外力,再根据计算功.
其中应是合外力与位移s的夹角.
二是先分别求各外力的功:,……再求各外力的功的代数和.
二、功率
1、功率是表示物体做功快慢的物理量.功跟完成这些功所用的时间的比叫做功率.
2、公式
(1),这是物体在时间内的平均功率.
(2).若是瞬时速度,则P是瞬时功率;若是平均速度,则P是平均功率.是F与方向间的夹角.
3、发动机铭牌上的额定功率,是指该机正常工作时的最大输出功率,并不是任何时候发动机的功率都等于额定功率.实际输出功率可在零和额定功率之间取值.
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。要求解题规范化。
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×1.5m=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。
《功》
杨先雄
广西壮族自治区桂林市资源县资源中学
541400邮编
《功》高中物理教学设计
杨先雄
【教学目标】
一、知识目标
1.理解功的概念,知道力和物体在力的方向上通过的位移是做功两个不可缺少折因素。
2.知道功的计算公式W=Fscosα,会用这个公式进行计算。
3.理解正功和负功的概念,知道在什么情况下力对做正功或负功。
4.知道什么是几个力对物体所做的总功,知道几个力对物体所做的总功等于这几个力的合力对物体所做的总功。
二、能力目标
调动学生积极参与讨论的兴趣,培养逻辑思维能力及表述。遵循探究式教学的规律,达到“温故而知新”的目的。
三、德育目标
通过引导学生对教材所列知识的探究使学生不仅掌握所学的知识,而且掌握探究物理学科知识的方法,并与学习其它学科知识和生活技能的方法融会贯通,达到不仅教书、而且育人的目的。
【教材分析】
本节教材是根据人们的认识习惯循序渐进地安排对“功”知识点的讲解的,这也与物理学科的“从特殊到一般,从简单到复杂”的认识规律相一致。教材在复习初中所学的功的定义,功的两个要素,及在两种特殊情况下计算功的方法的基础上,提出了“在一般情况下力对物体所做功如何计算”的问题,顺其自然,符合人们的认识规律。在解决这一问题时,不仅复习了力的分解的相关知识,加深了对力与其分力为“等效替代”关系的理解,而且利用旧的知识解决了新问题,增强了学生学好新知识的信心。而本节要讨论的重点知识正功与负功问题也是在推导出功的计算公式之后,结合实际讨论力与位移的方向成不同角度时,余弦函数的不同取值及符号的变更得出来的。至于总功的计算方法的推导,则更加深了学生对合力与分力“等效替代关系的理解。”
【教法建议】
可以按照教材安排的顺序,在讲解的同时,通过引导和探究,边讲边议,如果学生条件许可,可采取讨论式的教法。并 用多媒体教学手段予以补充。
【教学重点】
功的计算方法及正功负功的物理意义。
【教学难点】
正功和负功的物理意义
【教学过程】
一、功的定义及力对物体所做的功的计算公式
1.新课的引入(复习初中所学的功的定义及功的两个要素引入新课)
(1)物体受到力作用且在力的方向上通过一段位移,力就对物体做了功。
(2)功的两个要素:作用在物体上的力及物体在力的方向上通过的位移。
2.思考与讨论:功计算公式的推导
(1)复习两种特殊情况下功的计算(老师提问,学生回答)
当力的方向与位移方向相同时:W=FS
当力的方向与位移方向垂直时:W=0
(2)提问:当力的方向与位移方向既不相同又不垂直时,力对物体做的功如何计算?
老师引导,学生讨论:老师把学生的思考方向引向当力的方向与位移方向不平行也不垂直时该力作用在物体上会产生哪些效果。学生讨论可以把该力向平行于位移和垂直于位移两个方向分解,用两个方向的分力代替该力产生的效果,因此该项力做的功与它的两个分力做的功等效,从而得出结论。
(3)归纳总结:功的计算方法W=FScosα
(设计说明:上述方法也是我们常用的研究问题的方法,从特殊到一般的方法以及等效替代法。)
二.正功与负功的物理意义
1.思考与讨论力与位移所成的角度可以在什么时候范围内变化,当角度逐渐增大时会出现什么情况? 老师引导学生应用数学知识分析。
2,学生讨论后得出结论:当力的方向与位移方向的夹角在零度到九十度之间时力沿位移方向的分量与位移方向相同,物体的速度增加;反之,物体的速度减小。因此,有如下结论
动力对物体做正功、阻力对物体做负功
(设计说明:运用数学方法解决物理问题的能力也是高考是要求的重要能力,在平时的教学中应不失时机地加以引导,使学生逐步形成这种能力)
三.合力所做的功的计算
1.提出问题:在解决了单个力做功的计算问题后,当物体同时受到多个力作用时,多个力对物体所做的功应如何计算?
(1)各力做的功应如何计算?合力做的功与各力做的功有何关系?(教师引导学生思考,学生讨论后得出结论)
(2)这些力既然同时作用在物体上,能否找到一个力能代替这些共同作用 的力的效果?(引导学生回忆合力与分力的关系,得出结论)
(3)教师归纳总结,得出结论:总功的两种计算方法
先求出各力做的功,再求代数和
先求合力,再求合力做的功
(设计说明:这是简单到复杂的认识规律在教学中的具体应用,应通过引导让学生逐步掌握这种方法,对于今后学生进一步学习和适应社会都是极为有利的)
四、例题
引导学生解决课本上的例题,让学生掌握单个力做功的计算方法,合力做功的计算方法,以及正、负功的含义。
五、知识的拓展
与学生一起讨论变力做功的问题,使学生初步形成微元法的观念。
六、板书设计
(一)功的两个要素
1.作用在物体上的力。
2.物体在力的方向上通过的位移
(二)功的计算方法
(三)正功和负功
1.当力的方向与位移方向的夹角在于零小于九十度时,力对物体做正功。
2.当力的方向与位移方向的夹角大于九十度小于一百八十度时,力对物体做负功。
(四)两种计算总功的方法
1.先求各力做的功,再求代数和。
2.先求合力,再求合力做的功。
七、教学反思
首先,本节课最重要是对一些科学研究方法的教学,若仅仅是对这些知识的传授而不重视科学物理研究方法的教学,则这堂课还不能算是一堂成功的课。其次,在教学过程中应多让学生自己参与到探究活动中去,这样让学生自己通过实践探究出来的结果比教师告诉得到的结果印象要深刻的多,也让课堂教学的师生互动有了更好的效果。
1、新课的引入:功的概念比较抽象,在历史中,功的概念的建立是用了很长时间的,并不像高中课本里那么直接地就产生了。所以我是用三个社会生产中存在的例子,让学生分析里面的做功的情况,并且从例子的分析中让学生找出做功的两个要素:力和物体在力的方向上通过的距离。
2、通过练习来引出问题。新的公式学习之后,必须要通过练习来熟练和检测使用中可能存在的问题。
3、让学生上黑板上写出解答过程,暴露学生的易错点。学生在计算课后作业1的时候,把功的单位写错,公式写错,这些问题充分地暴露了出来,通过指正能帮助其他同学也纠正过来。
4、我认为这节课里,可以为以后我上课吸取的教训有:难点上的.时间分配应更充分些。上完课我感觉自己在一些细节上花的时间多了些,处理功的正负的问题上举的例子不够充分,学生反映也比较平淡。学生的练习过程应该展示出来。让学生写好后再上黑板写出来。
总之,通过上这节课,我认识到自己的教学功底还有很大的不足,特别是如何突破每节课的重点难点,这些教学技巧上面,我必须广泛地听课积累他人的成功经验,同时自己还要抓紧理论学习,更重要的是要我自己的努力创新,想策略。我想,今后只能奋起直追才能更好地胜任学校交给我的教学工作,才能更好地为我可爱的学生们服务。
1、教材的地位与作用:本节课是在学习了力和运动以及重力、弹力、摩擦力之后编排的,通过本节课的学习,学生既可以对前面学过的力的概念和二力平衡有所巩固和加深,又可以对其他简单机械以及功和能的学习打下的基础,从教材的整体结构来看,杠杆这一节起到了一个联系前后知识点的纽带作用。作为力的应用——杠杆,是一种最简单机械之一,后面介绍的其他简单机械也是由杠杆引出,而复杂机械正是由简单机械所组成,因此把杠杆安排在这一节的位置既符合了由易到难、由简到繁的认知规律,又保持了知识的结构性和系统性,讲解起来也比较容易被中学生接受。
2、教学目标及确定的依据:根据对教材的分析,得知通过这些内容的学习,加强知识间各环节的联系,让学生达到新旧知识的融会贯通。
(1)知识与技能目标:
① 认识杠杆。认识有关杠杆的几个概念。
② 能从常见工具和简单机器中识别出杠杆。
③ 知道杠杆的平衡条件及杠杆的一些应用。
(2)过程与方法
通过实验培养学生初步的观察、实验能力和分析、概括能力。15岁左右的初中生的思维方式要求逐步由形象思维向抽象思维过渡,因此在教学中积极引导学生应用已掌握的基础知识,通过理论分析和推理判断来获得新知识,发展抽象思维能力。在此过程仍需以一些感性认识作为依托,借助实验加强直观性和形象性,让学生更好的理解和掌握。
(3)情感与价值观
通过让学生唱主角,老师任导演,创造良好的学习氛围。为达到这一点,课堂上的演示实验请学生亲身参与,之后的分组讨论也由老师积极调动。让学生改变以往只注意背定义、记公式、做习题而忽视了对物理概念及规律的理解,真切的感受到物理规律的作用。
3、重点难点分析:
教学重点:杠杆的定义、力臂的画法、杠杆的平衡条件;
教学难点:杠杆的定义、力臂的定义及画法。
初三学生对杠杆的定义应该不难理解,但对杠杆的平衡条件的理解往往只能停留在表面,有时找不到动力和阻力,有时画不出力臂,尤其是力臂的画法更容易含糊不清,这需要教学开始就做严格标准的画法示范,并用逐步启发的办法让学生自己分清“力的作用线”、“支点到力的作用线的垂线”等的画法。通过例题,习题,讲练结合,层层深入。
二、学情分析
初中学生的心理特点及知识水平决定了他们对操作实验和趣味故事感兴趣,并且对事物的认识开始由感性阶段向理性阶段过渡。
三、 教法选择
目标教学法:教学目标是课堂教学的出发点和归宿,我依据目标为导向、围绕教学目标展开教学。
启发式教学:我在课堂教学中遵循课堂教学三为主(学为主体、教为主导、练为主线)的原则,充分利用实验、多媒体手段启发学生思维,通过观察分析规律让学生从中领悟物理现象,理解物理规律。
讨论法:在学习中充分发挥学生的主体能动作用,让每一位学生在讨论中发表自己的见解,吸收别人的方法、学会交流与合作。
四、 学法指导
在老师引导下,鼓励学生主动观察,激发学生想象力,还可以让学生举例说明身边见过、使用过的杠杆。引导学生探究并自己得出结论,使其得到更深刻的认识。
五、 教学程序
1.创设问题情境,导入课题
“院子里有一块大石头,很多人都抬不动它,你能想一个可行的办法帮助院子里的人把石头抬走?”
用学生的笔袋模拟成巨石,让学生想出办法来。
有的学生会想到用笔或者是尺撬动它,于是引出新课。人类的文明与进步,是比其它的动物会创造工具,杠杆就是其中之一,介绍埃及金字塔的修建过程中就是人类智慧的象征,用到杠杆。让学生举例子生活、生产中还有那些杠杆。
刚才的实验,让学生用纸做成个杠杆,看看还能不能撬动笔袋?再让学生观察使用杠杆的过程中,有什么特点?让学生自己总结从而得出杠杆的定义。
设计意图,通过生活中常见到的问题,唤起学生浓郁的好奇心和求知欲,引起思考,激发兴趣,营造轻松的学习氛围,自然导入新课。
杠杆的定义是本节的重点和难点,通过这样的一个小实验,学生自己动手得到的结论,印象深刻,理解上也更能容易些。
2.讲授新课
在得到杠杆的定义后,通过实验、图片让学生认识杠杆的支点,动力和阻力。杠杆的力臂的定义和画法,也是本节课的重点和难点,学生理解起来也不是十分容易。也可以通过实验,“在刚才撬动笔袋的时候,要产生同样的效果,施加力的大小、方向是否一样呢?”让同学用力的作用点依次向支点靠拢,但是每次力的方向都垂直于杠杆,感觉用力的大小?大小会不一样,有的学生会说“作用点和支点的远近有关,且距离越大,力越大”。(这个时候先不做评论)然后用力的作用点在杠杆上不变,改变力的方向,感觉力的大小?学生会深切的体会到力的大小是不一样的,但是原因学生可能会说不清楚,可以提示学生在纸上画出过支点O作沿F1、F2方向的直线的垂线段,可以在黑板上先做下示范,并且标出L1和L2,比较两者的大小。这样很自然的得出力的大小不是跟支点到力的作用线的距离有关,而是跟支点到刚才的直线的距离有关。力臂的概念也自然的得出了,关于力臂的画法,在课堂上还要多加例题,让学生多加练习。
杠杆的平衡条件是本节的重点,也是一个完整的学生探究实验,启发学生按照教材的探究方法,和同学共同合作得出杠杆的平衡条件。指导学生正确的画出实验的表格。
设计意图是,课堂上的重点和难点,学生通过自己动手和教师的启发自己得出结论,会有很大的成就感,会使这部分知识有效的变成学生自己的,对以后的应用也会有帮助。让学生感悟物理来源与生活,并且应用于生活。这样的课堂演示和学生实验还能很好的活跃课堂的气氛。
例题
3.归纳总结
让学生总结这堂课的知识点,旨在让学生对所学知识形成整体感知和认识。
4.课堂检测
检验教学目标达成情况
5布置作业
书上P68-1.3
设计意图是巩固所学的知识和强化基本技能训练,培养学生良好的学习习惯和品质。
6.板书设计
13.4杠杆
一、杠杆 二、杠杆的平衡条件
1.定义:一根硬棒在力的作用下 F1ÎL1=F2ÎL2
如果能绕固定点转动,
这根硬棒就叫杠杆
2.五要素
①支点
②动力
③阻力
④动力臂
(人民教育出版社 八年级物理下册 第六章、第四节 欧姆定律)
一、课标要求:
通过实验探究电流、电压和电阻的关系。理解欧姆定律,并能进行简单计算。
二、教学设计思想
欧姆定律是电学中的基本定律,是进一步学习电学知识和分析电路的基础,是初中物理学习中的一个重点。它的重要体现在以下四点:
1、欧姆定律是一个实验定律,这就决定了在教学时要进行实验探究的方法,让学生体验和经历科学探究的过程,通过自己的思考和努力找出电流与电压、电阻的关系。
2、对欧姆定律的探究,能够使学生经历探究过程中的每一环节:提出问题——猜想与假设——设计实验——进行实验——分析与论证——评估与交流。学生在探究中,一方面感知了科学探究的过程,一方面也是科学探究能力的培养。
3、欧姆定律的研究过程第一次运用了初中阶段最重要也最常见的科学研究方法:控制变量法。控制变量法的掌握对以后的学习有很大的帮助,特别在设计实验方面上。
4、要得出电流与电压和电阻关系,对数据的处理和分析也是相当重要的。数据的处理可以使学生形成尊重事实的科学态度,培养学生信息处理的能力与方法和对信息的有效性作出判断的意识。
本节之前,学生已经学习了电流、电压和电阻的概念及电流表、电压表和滑动变阻器使用,在此基础上,本节主要通过探究实验得出电流、电压和电阻的关系,并总结出欧姆定律。由于在探究串、并联电路电流规律实验中,学生已经经历了一次完整的探究过程,了解科学探究的步骤,具有一定的探究能力,而且学生已具有一定连接电路的能力。所以本节课以“提出问题——猜想与假设——设计实验——进行实验——分析与论证——评估与交流”为顺序,引导学生再次体验和加深科学探究的过程,重点强调学生的自主性,以学生为主体,充分发挥学生的主体作用,让学生自己设计实验,进行实验,自己分析数据得出结论。
但考虑到欧姆定律是初中物理学习中第一次运用到“控制变量法”,学生在没掌握这种科学研究方法的情况下设计实验必然存在较大的因难,在教学中以设计实验环节为本节课难点,采取启发式教学方式,以提示、点拨为主,以一系列问题,启发学生思维,引导思考的方向,潜移默化的感受控制变量的科学方法,降低对实验设计的难度,提高学生对实验的兴趣和实验成功的喜悦感。
此外,在教学设计中,将探究过程的“评估与交流”环节提出来,并放入课堂教学中,让学生对所做的实验当堂就做出评估,并与其它小组进行交流重新审视自己的实验探究,一方面能使学生在做完实验后能及时的回顾,加深印象;一方面促使学生在回顾中发现实验过程中出现的问题或操作的失误,以及与其它小组的差异。在学生评估与交流之后,以一道有关控制变量法的课堂练习,再次突出科学研究的方法,并提出“控制变量法”的名称。最后,课堂小结中,学生自我总结,收获实验探究中成功喜悦,让学生感觉到一节课学有所得!
三、教学目标及教学重难点
四、教学流程图
五、教学过程
六、教学反思
本节课基本能达到课标要求及教学目的。学生能同时使用电流表和电压表测量一段导体两端的电压和电流,会用滑动变阻器改变部分电路两端的电压,掌握了“控制变量法”来研究物理问题的科学方法。而且,经历了一次完整的探究过程,对如何探究有了更深的认识。在设计实验部分,由于启发引导得较为详细,大部分学生在实验中能顺利完成。
出现的问题是,仍有部分学生对控制变量法的理解不到位,在电阻固定,研究电流与电压关系时,出现了分别用三个定值电阻测电压电流值时,三次电压值也不同,无法看出电流与电压之间的关系。
此外,本节课本想通过探究过程中的“评估与交流”,让学生对实验过程中问题进行回顾和自评,并在交流中发现各小组不同之处。所以本人对实验的引导特地留有一些问题(例如:“实验中,改变电压研究电流与电压关系时,为了更好的看出数据之间的关系,电压值如何选取?”)然而,学生在评估和交流时,实验成功的学生,找不出自己的实验还有哪些不足。即使实验失败的学生,更不明白自己的问题在哪!可见学生自我评估的能力不强,对
交流评估什么内容,如何评估不太清晰,说明在教学中还要适当的引导学生如何有效的评估,提高学生自评的能力,使学生在探究过程中真正的学有所思、学有所得。
广州铁路第一中学
李雪
附:学生学案
探究报告
*提出问题:电流与电压、电阻之间有什么定量关系?
*猜想或假设:
*设计实验:
1、器材:
3、电路图:
2、简要实验步骤
*进行实验:
1、设计表格:将表格项目填写完整。
2、根据电路图连接电路,测量数据填入表格中。
*分析和论证:
*评估:
*交流:
练习
1、在研究电压不变,电流跟电阻关系的实验中,表中有两个数据漏填了,请根
2、某同学利用下图所示电路研究电流与电阻的关系,实验中他保持滑动变阻器滑片位置不变,换用不同的定值电阻r(5ω、10 ω、15 ω),使电阻成整倍地变化,相应的电流记录于下表中。分析实验数据后,得出结论:r两端电压不变时,r中的电流与r阻值不成反比。他得出错误结论的原因
是:。
小结
1、本节课你学到了什么知识?
2、本节课印象最深的探究内容是什么?
3、在本节课的学习活动中,最得意的表现是什么?
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