“功”教学设计(精选15篇)
作为一位杰出的教职工,就有可能用到教学设计,教学设计以计划和布局安排的形式,对怎样才能达到教学目标进行创造性的决策,以解决怎样教的问题。那么问题来了,教学设计应该怎么写?下面是小编收集整理的“功”教学设计,欢迎大家分享。
“功”教学设计 1
一、教材分析:
学校同学在学习电学基本学问的基础上,让同学初步了解在日常生活中是如何运用电学的,它包括:电功、电功率、焦耳定律、生活用电常识等。《电功》让同学初步了解生活中电流是能够做功的,电流做功实质上就是电流通过用电器将电能转化成其他形式能的过程。通过列举一些详细的例子来说明有多少电能转化成其他形式的能或者说消耗了多少电能,就说电流做了多少功。本节重点通过探究电流做功的大小跟什么因素有关,从而让同学知道电流所做的功就是消耗电能的多少等于电压、电流、通电时间的乘积。
二、教学目标
1、学问目标:
(1)知道电流可以做功、电流做功的形式及其实质。
(2)理解电功的计算公式:W=UIt
(3)知道电功的单位:焦耳
2、力量目标:
(1)培育同学运用学过的学问解决简洁的电功问题的力量。
(2)培育同学初步的观看力量和分析概括力量。
三、教学重点与难点
教学重点:电功的概念、计算公式及应用。
教学难点:引导同学采纳掌握变量法讨论电功与电压、电流和通电时间的关系
四、教学过程
1、电流可以做功
复习:做功的两个必要因素是什么?(同学回答)
出示图片:漂流图
引入新课:水流可以做功,电流可以做功吗?
演示试验:
问:
①电动机为什么能把砝码提起来?
②这个试验表明什么?
(同学回答)
小结:电流可以做功,电流所做的功叫做电功。用“W”表示。
问:
①砝码上升过程中,能量是如何改变的?
②砝码所增加的机械能从哪里来?
(同学回答)
小结:电流通过电动机做功的过程中,电动机消耗电能,把电能转化为砝码的机械能。
问:电流做功还有哪些形式呢?
出示图片:电风扇、电灯、电饭锅、蓄电池充电(同学回答)
说明:
电流通过电扇,扇叶转动是电能转化为机械能
电流通过电饭锅发热是电能转化为内能
通过电灯发热发亮是电能转化为内能和完能
电流通过蓄电池是电能转化为化学能
引出电流做功的实质:电能转化为其他形式的能。电流做了多少功,就有多少电能转化为其他形式的能。
那么电流做功的大小与哪些因素有关呢?
2、打算电功大小的因素
出示示教板,讲解并描述:试验中,我们通过小灯泡的亮暗来确定电功的大小,小灯泡越亮,说明电流在相同时间里做的功就越多。
启发:小灯泡发完时,灯泡中必需有什么流过?灯泡的两端存在什么?
请同学们猜想一下,电功的大小与哪些因素有关呢?
同学猜想,(会提到电流和电压)
引导,那我们该如何去讨论呢?
点拨:讨论这类问题,我们常常用法的'是掌握变量法。先使其中某一个因素(如电压)发生改变,而其余的因素保持不变或者相等,找出电功和这个因素(如电压)的改变关系。然后,再使另一个因素发生改变,而其余的因素也保持相等或者不变,找出电功和另外这个因素的改变关系。
出示串联电路教板(两个小灯泡,电阻不一样)
问:两个小灯泡是如何连接的?
当开关闭合后,通过两个小灯泡的电流又是怎么样的呢?
(同学回答)
问:据此,那我们可以讨论电功和哪个因素之间的关系呢?
(同学回答)
试验:在两个灯泡的两端各并联一个电压表,(可以边接边讲解并描述有关操作)
同学观看电压表的读数和灯泡的亮暗
设问:哪个灯泡亮?哪个电压表读数大?电流通过哪个灯泡做的功多?两个灯的通电时间如何?那么,电功和电压有什么关系呢?
引导同学回答:在通电时间和电流相同的状况下,电压越大,电流所做的功也就越多。
问:那如何讨论电功和电流的关系呢?
启发:两个灯泡采纳什么样的连接方式?讨论电功和电流的关系,应在什么条件下进行?
(同学争论,设计试验方案)
依据同学的设计,叫某个同学到示教板上连接好电路,闭合开关。
同学观看电流表的读书和灯泡的亮暗
设问:哪个灯泡亮?哪个电流表的读数大?电流通过哪个灯泡做的功多?两个灯的通电时间如何?那么,电功和电流有什么关系?
同学归纳:在通电时间和电压相同的状况下,电流越大,电流所做的功越多。
问:假如在前两次试验中,通电时间越长呢?那电灯消耗的电能又会怎样?
(同学回答)
问:电功除了和电流和电压有关外,还跟什么因素有关呢?
(同学回答)
归纳:依据进一步的试验证明:电流在某段电路上所做的功跟电压、电流和通电时间成正比。
3、电功的计算
引导同学依据上面得出的结论写出电功的计算公式
(同学回答):W=UIt
问:U、I、t的单位各是什么?
(同学回答)
讲解并描述:那电功的单位是什么呢?我们学过机械功的单位是焦耳,电功的单位也是焦耳,焦耳也是国际单位制中能量的单位。则1焦耳=1伏·安·秒。那么,1焦耳有多大呢?
在生活中通过手电筒的电流,每秒钟做的功大约是1焦耳;通过一般电灯泡的电流,每秒钟做的功一般是几十焦耳;通过洗衣机中电动机的电流每秒钟做功是200焦耳左右。
举例:我们教室里的灯两端的电压是220伏,通过的电流是0.18安,那么通电10分钟,电流做了多少功?
(同学计算)
4、同学小结:通过这堂课学到了什么?
“功”教学设计 2
一、教学目标
(一)学问与技能
1、知道电流做功的过程就是消耗电能的过程,了解不同用电器能量的转化;
2、知道电能表是测量电能的工具,了解电能表的参数;
3、结合实例理解电功,知道电能的计算公式及单位;
(二)过程与方法
熟悉电能表的各项参数,会用法电能表测某段时间内电路消耗的电能,会通过电能表计算电费。
(三)情感看法和价值观
通过了解1kW·h的电能的作用,对节省用电有进一步的熟悉。
二、教学重难点
本节内容由电能、电能的计量和电功三部分组成,电能是由各种各样的电源供应的,从能量转化的角度来熟悉电能,它也是各种用电器工作的能量来源,离开了用电器来谈电能是毫无意义的。电能的计量,电能表的熟悉是与生活联系较紧密的学问点,可以结合实际电能表来学会利用电能表来测量电路消耗的电能。由于电功的概念比较抽象,同学不易理解,利用类比的方法从能量转化的角度来熟悉电功。
重点:电能和电能的计量。
难点:对电功的理解及计算电路中电流做的功。
三、教学策略
电流流过用电器时电流也会做功,要消耗电能。结合生活中各种电源来熟悉电能的来源,电源是把其它形式的能转化为电能;生活中各种用电器都是来消耗电能的,从能量转化的角度来熟悉电能。电能表的熟悉与读数与生活联系特别紧密,同学对此已经有初步熟悉,再通过展现电能表与实物投影,把电能表接入实际电路,观看电能表转盘的转动、电能表数字的跳动,了解电能表的参数与读数,使同学实际体验电能表的参数与读数。把不同功率的用电器接入电路中,观看电能表表盘的转动,介绍1度电的作用,使同学从物理走向.,对节省用电有进一步的熟悉。
在力学的学习中,已经了解了力对物体做功的问题,功和能是可以相互转化的,例如利用做功可以转变物体的内能,可以把机械能转化为内能。电流做功的过程也是能量转化的过程,它是把电能转化为其他形式能的过程,从能量的角度来熟悉电功。电流做功的多少与电流的大小、电压的凹凸和通电时间的关系,同学的认知水平的限制,在本节课中不作为探究试验讨论。在本节课中是在介绍了电功的计算式W=UIt之后,引导同学尝试去结合实例来分析影响电功大小的三个因素,能举例说明,并不需要通过试验得出详细的结论,体现掌握变量的'思想在试验设计中的应用。同时本试验设计还用法了转化的思想,把电路消耗的电能转化为电流做功转化为其它形式的能,突出教学中物理方法的重要性,使同学不仅学习了物理学问,还把握了物理方法。
四、教学资源预备
电能表、家庭电路演示板(含电能表、插座、开关等)、功率不同的用电器(灯、取暖器等)、秒表、实物投影、多媒体课件整合网络、电费缴费单。
五、教学过程
教学环节
老师活动
同学活动
设计意图
创设情景
(5分钟)
展现各种各样的发电厂、电源的图片,它们在电路中的作用?人们如何用法电能?
同学说出不同的电源中能量的转化,总结出:它们是把不同形式的能转化为电能。
制造课堂情景,激发同学的爱好和求知欲。
引入新课
(5分钟)
展现生活中各种用电器的图片,你知道它们的作用吗?播放停电的视频。
电能的单位是什么?电能是如何来计量的?
同学说出不同的用电器工作时能量的转化,总结出不同的用电器是把电能转化为不同形式的能。
联系实际,贴近生活,培育分析与总结力量。
新课内容(25分钟)
电能的单位是kW·h,也叫“度”,物理学中能量的单位是焦耳,它们之间如何换算?
1kW·h=__________J
同学利用组合单位的方法把kW·h换算成J。
培育同学动手力量,熟识单位换算。
电能的计量是利用电能表,展现电能表实物,了解电能表的参数。
“220V”
“10(20)A”
“600revs/(kW·h)”
“50~”
给出一张电费缴费单,你能读出上月家中消耗的电能,需要缴纳的电费吗?
介绍分时电能表、IC卡式电能表等不同电能表。
同学阅读课本上电能表的各参数。
利用电能表读出一段时间内消耗的电能,计算电费。
培育观看思索、自学力量,会读电能表
电能是人类生活、生产的重要资源,你知道1度电可以做哪些事情吗?
介绍生活中一些用电器工作中消耗电能状况,如电饭锅烧一次饭需要消耗0.5kW·h电能等。
把不同用电器接入电路,观看电能表的转盘转动状况。
同学阅读课本中“1kW·h电的作用”,了解电能在.生活中的重要性。说出其它生活中1kW·h电的作用。
知道不同的用电器接入电路后,电能表转盘转动速度不同。
对情感看法和价值观的培育,形成节省用电的意识。
展现工作中的用电器。
电功就是电流做功,就是把电能转化为其它形式的能。举例说明电功。
电流做功的多少跟电流的大小、电压的凹凸、通电时间的长短都
有关系。举例说明。
电功的计算:
W=UIt
举例说明电功与电压、电流和通电时间有关。
1、手电筒和家用白炽灯的电流差不多,相同时间内白炽灯消耗的电能比手电筒多;
2、空调和白炽灯的工作电压相同,但流过空调的电流大,相同时间内空调消耗的电能多;
3、同一用电器工作时间越长,消耗电能越多。
结合实例说出电功与电压、电流和通电时间有关,培育同学物理与生活的联系。
在黑板上演示下面例题的计算过程。
例题:有一只节能灯接在220V的家庭电路中,通过它的电流为0.09A,计算这只灯用法5h用电多少千瓦时。
解:W=UIt=220V×0.09A×5h=0.099kW·h
所以,这只节能灯工作5h消耗的电能为0.099kW·h。
练习:有一辆电动自行车,其蓄电池上标明电压为48V,容量为10A·h,它布满电后大约储存了多少电能?
同学在课堂作业本上练习
解:W=UIt=48V×10A×1h=1.728×106J
所以布满电后大约储存了1.728×106J的电能
培育同学利用物理学问解决实际问题的力量
总结(5分钟)
课堂小结:
1、通过这节课你学到了什么?
2、你能利用电能表测量某用电器在一段时间内消耗的电能吗?
3、你会利用电功的计算公式计算电功或电能吗?
拓展:如何利用电能表的参数测量较小的电能。
提示:可以利用电能表上的600revs/(kW·h)参数。例如电能表转盘在某段时间内转过了n转,则电路消耗了多少电能?
同学梳理本节课学问内容。
1、熟悉电能表、电能的单位及计算。
2、可以利用电能表的某段时间内读数的差值来测出电路消耗的电能。
3、电功的大小可以利用W=UIt计算。
“功”教学设计 3
【教学目标】
1.理解电流做功的过程就是消耗电能转化为其他形式的能量的过程。
2.了解电功的概念,并会应用公式进行简单的计算。
3.认识电能表,并会由电能表计算一段时间内用电器消耗的电能。
【教学重难点】
教学重点:认识电能表和电能的计量
教学难点:对电功的理解及计算电路中电流做的功
【教学方法】
实验分析法、分组讨论法
【教学准备】
电池组、开关、电动机、细线、导线若干、不同大小的重物2个、感应式电能表4个
【教学过程】
新课导入
天气越来越冷,家里可以开空调取暖。空调是一种特别耗电的用电器。 提出问题1:我们生活中电能来源于哪里?引出电能
一、电能
逐一展示各种发电厂和电池的图片,带领学生回答问题,总结:电能来源于电源。 提出问题2:从能量转化的角度,电源的作用是什么?
请学生集体回答各发电厂和电池产生电能时能量转化的过程。 总结:电源是将其他形式的能转化为电能的装置。
提出问题3:从能量转化的角度,用电器的作用是什么?
展示四种用电器,带领学生集体分析各用电器消耗电能时能量转化的过程 总结:用电器是将电能转化为其他形式的能的装置。
根据学生情况,可通过“物体对外做功,内能转化为机械能”来类比。 引导学生继续总结:用电器消耗电能的过程就是电流做功的过程。提出问题:什么是电功?
二、电功
引导学生阅读课本90页第一段,教师板书:
用电器消耗电能的过程就是电流做功的过程。电流做功的多少叫做电功。 分析电能与电功的关系:
电流做功500J?有500J电能转化为其他形式的.能量,而电能减少500J 提出问题:电功的大小与哪些因素有关?引导学生阅读课本90页第二段。演示实验:电动机提升重物
(1)介绍实验电路,并说明电流通过电动机做功提升重物,将电能转化为机械能的装置。
(2)连接1节干电池,闭合开关,观察现象。
提出问题:这个过程中,电流做功将电能转化为什么能量? 总结:电流做功的大小就等于重物克服重力做功。
(3)保持电压、电流不变(连接1节干电池),改变电流做功的时间,比较两次重物被缓慢提起的高度。
让学生比较前后两次实验中哪些因素保持不变,改变了哪些因素。引导学生总结:电流做功时间越长,电功越大。
提问:电功还和哪些因素?
(4)保持电流做功时间不变,改变电源电压(连接1节或2节干电池)。比较两次电流做功的大小。
分析:为使在不同电压下,保持电流做功时间不变,我们调整重物的质量,使两次试验重物均缓慢上升,从最低点到最高点所用时间不变。
引导学生集体表达:调整重物质量后,重物质量越大,提升重物过程中电流做功越多。 总结:电压、电流越大,电功越大。
科学家通过更精确的大量实验发现:电功W等于这段电路两端的电压U、电路中的电流I和通电时间t的乘积。
表达式:W=UIt
强调单位统一,即1J=1V·1A·1s
学生完成导学案上的例1,教师巡视,并引导学生正确规范解题。 课件展示规范解题步骤,强调单位换算。
提出疑问:生活中用焦耳作为家庭电路消耗电能的单位不方便。 引出度(千瓦时)。
三、电能的计量
板书:1度=1kW·h=1×103W×3600s=3.6×106J 将例1的计算结果转化为以千瓦时为单位。我们家里的用电器不止一盏电灯,一个月通电的时间也远不止1小时,我们也就没办法通过计算得出我家里11月份消耗了多少电能,那我们如何得知每月消耗电能的多少呢?
引出电能表。
板书2.电能表:用来测量电路消耗电能的仪表。 分小组观察电能表,并讨论分析电能表上重要参数的物理意义,并要求完成导学案上的相关内容。
教师巡视,并参与学生讨论。
通过实物投影仪展示学生的讨论结果,并做准确评价。 强调额定最大电流是电能表允许通过的最大电流。对于600revs/kW·h,提问:转盘转动1圈,表示电路中用电器消耗多少电能?
播放视频,观察40W灯泡和1000W电热水壶分别单独工作时电能表转盘的转动情况。 学生完成导学案上的例2。
通过实物投影仪展示部分同学的计算过程,强调“1200r/kW·h”是一个整体,不能拆开。 课件展示例3,通过电能表读数计算11月份消耗的电能。请学生读数,提示:最后一位数在方框内,有什么特别之处? 说明:电能表最后一位为十分位。 课件展示电子式电能表。 思考:3200imp/kW·h带什么含义?课件展示图片,教师讲述:消耗1kW·h的电能不仅仅可以是脉冲等闪3200次,更可以采掘原煤约100kg,电炉炼钢约1.6kg,电车行驶约850m。同时我们需要注意的是,发1度电要消耗0.35kg标准煤,排放0.872kg二氧化碳及污染性气体,可见1度电来自不易。而被我们随意浪费掉的1度电,还可以灌溉农田330平方米,让洗衣机工作2.7小时,还可以让电脑工作5小时。所以,请珍惜每一度电,节约能源。课堂小结
教师总结本节课学习的内容。
“功”教学设计 4
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经历探究功的原理的过程,感知使用机械不能省功的事实。
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,以及对“功的原理”的探究与理解。
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)
练习(投影):1、起重机将货物从地面A点提升到B点,又从B点平移到C点,在这一过程中起重机一直都在做功吗?为什么?
2、在下列几种情况中,力对物体做功的是()
A、冰球在光滑的冰面上匀速滑动
B、小孩用力推箱子,箱子未被推动
C、学生背着书包站在水平公路上匀速行驶的汽车上
D、清洁工把一桶水从地上提起
(二)功的计算
师:做功是有大小的,做功的大小跟什么因素有关?有什么关系?
投影:
由图甲可知,用力把一木板提升1米做了一定的功,图乙把同样三块木板提升1米高,拉力做的功与甲相比有什么关系?把一块木板提升3米呢?
师:讲述物理学中对功的'规定,以及公式、单位。
功的公式:W=FS
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”。而力x力臂单位是牛·米,不能写成焦。
投影反馈练习题:
1、推铅球时,是否做了功?在力的方向上移动的距离应是哪个距离?
2、你爬楼梯时,你是否做了功?力移动的距离应是多少?
3、用重50N的水平拉力拉重为100N的物体,使该物体在水平方向上前进了20m,拉力和重力各做了多少功?
(三)功的原理
师:我们已经知道使用简单机械可省力、省距离、改变力的方向,那么能省功呢?
启发引导学生猜想。
投影:用杠杆、定滑轮和动滑轮提升物体的图示。
师:要得到不用机械提升物体和利用机械提升物体所做的功,分别要知道什么?怎么得到?通过图示加以说明。可通过哪些方法获得这些数据?最简便的方法是什么?
生:思考讨论,在图上指出要测的量。讨论用怎样的方法最简便。
教师引导学生通过实验、计算收集证据。
生:进行计算、说操作步骤,协助教师完成实验。
教师总结强调。
投影练习题:使用自重可以忽略的动滑轮提起50N的重物,人对绳做的功是100J,求动滑轮把物体提起的高度。
三、课堂小结:
在学生自我归纳小结后,教师投影小结内容
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
4、功的原理:使用任何机械都不省功。
四、布置作业
P107动手动脑学物理12345
教学后记
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。
2、在力学中功的概念是怎么定义的?怎样才叫做功?又怎样计算做功的多少?区分日常功的认识和物理学中功的概念。
3、功的计算,和日常功的计算的差别认识,是难点。
“功”教学设计 5
一、复习并引入新课
师提问:到现在为止,我们已经定量研究了哪几种能量?它们都是怎样得出表达式的?它们与对应力的功有什么关系?
师:对于势能的讨论我们先告一段落,从本节课开始我们要讨论动能,要得出动能的表达式和它满足的规律。
师提问:第一节中是怎样给动能下的定义?
师:动能是与物体的运动有关的能量,而且按照我们已经使用过的研究思路,要得出动能的表达式,必然也是通过探究某个力的功得出,因此本节课就通过实验探究功与物体速度变化的关系,今天我们一起讨论建立实验方案,下节课分组实验。
板书:第6节:探究功与物体速度变化关系
二、新课教学
师提问:我们得出重力势能表达式是通过探究重力做功得出的,得出弹性势能表达式是通过探究弹力做功得出的,那么标题中要探究的功是什么力的功?为什么?
教师引导他们说出理由,并由其他同学点评,最后形成统一认识:是合力功,因为合力决定了加速度,加速度是跟速度变化有关的。
师提问:求速度变化,要先测出速度,我们最熟悉的实验室中测速度的方法是什么?
打点计时器
师提问:那么请设计出一个实验方案,能够探究合力的功与物体速度变化的关系,先说需要什么器材,在说明怎样安装器材。
经过讨论、归纳、整理得出如图所示实验方案。
师:下面我们分别解决以下几个问题
教师板书:
怎样求合力功
怎样求速度改变量
师提问:怎样求小车受的合力?
(1)引导出要甩掉摩擦力这个麻烦,只让绳拉力为合外力,该怎么办?逐步引导出平衡摩擦力,怎样平衡,怎样判断出角度是否合适。
(2)拉力的大小怎么办?是否就等于钩码重力,经过讨论或者推导证明得出拉力小于钩码重力,虽然可以计算出拉力大小,但为了减轻实验负担,就近似认为钩码重力等于绳子拉力,条件是钩码质量远小于小车质量。
师提问:怎样得出位移?
引导出在纸带上确定始、末两点,用尺子测量出位移大小。
师提问:怎样确定始、末速度?
引导得出用中间时刻瞬时速度等于全程的平均速度得出。
师:刚才设计出的方案涉及到的问题我们在必修1中已经解决,现在想用如图所示的方案探究合力功与小车速度变化关系,以上问题如何解决?
(1)引导出为使橡皮筋拉力成为合力,平衡摩擦力的方法与前面一样。
(2)拉力大小如何确定?有些学生指出皮筋的劲度可以测出,再由形变量得出拉力,再求合力,引导提问:目的是求拉力还是求拉力的功?发现拉力为变力,求功不好求。引导上节课弹簧弹力也是变力,但我们成功地求出了功,求皮筋这个变力的功能使用弹簧变力功的方法吗?学生回答能用除以2求平均力或者分割、求和、逼近的微积分方法。教师引导提问:弹簧变力的功之所以能用上述方法是因为劲度k恒定,拉力f与形变量l成正比,或说拉力f随形变量l的变化均匀增大,橡皮筋有这个特点吗?即劲度k恒定不恒定?学生回答不出可引导:化学实验中的胶皮管或者医用胶皮管(静脉取血)拉长后有什么变化?学生能回答出变细了,逐步引导出劲度系数变化了。
(3)拉力是变力,而且劲度系数也变,怎样变也不知,弹簧变力功的方法用不了了(画不出f-l图像),那怎么求皮筋做的功?
由于教师一直在问怎样求皮筋这个变力的功,学生的思维一定沿着要求出功的方向,因此至此陷入困境。
师:我们在探究加速度与力、质量关系时用过一种方法,不需要求出加速度具体值,也不需要求出力的具体值,只要知道两次实验中力的比值和加速度的比值,就可以得出加速度与力的关系。现在我们要讨论功与速度变化的关系,能用类似的办法吗?若学生仍没有受到启发?接着引导:非要算出功的具体值吗?再用实物引导,展示并说明:“有许多条相同的橡皮筋”若学生还是不能提出正确方案,可以直接告知:“如果我们做两次实验,知道这两次实验中功的倍数关系,还知道两次实验中速度的倍数关系,不也可以看出功与速度变化的关系吗?”进一步引导学生得出:“第一次用一条橡皮筋,第二次用两条橡皮筋……”
师:这种巧妙的`方法在物理学史上是有先例的……(用几句话简单介绍库仑如何解决电量大小的问题的。)
师:功的问题已经解决,那么初位置与初速度,末位置与末速度的问题呢?
师提问:还能不能从纸带上任意找两个点作为初、末位置呢?若学生做不出判断可进一步问:关键是找到的这两点的速度怎样得出,还能用中间时刻瞬时速度等于全程的平均速度的方法得出吗?学生很自然地发现是变加速,此法不通。再进一步问那应该怎样选始末点,学生容易确定初始点选在头一个点好,因为这样初速为零,但对终了点不能确定,教师引导提问:小车加速过程中皮筋伸长量逐渐恢复,到原长后小车如何运动?学生容易答出匀速,纸带上点间隔均匀,从而可用点间距除以时间间隔得到匀速速度,从而解决末速度问题(末位置无所谓,反正也用不上位移,关键是末速度)
师:解决了以上的实验原理问题,在做实验以前,大家再讨论:为提高实验的准确性,实验中要注意什么?
学生发表许多意见,老师注意引导大家自评、互评得出大家都同意的几点,如对橡皮筋的要求:各条橡皮筋保证完全一样,且劲度系数适当,实验时还不能超过弹性限度。对小车每次释放的位置要一样等。
师:若实验总共做6次,得到(w、v1)(2w、v2)(3w、v3)……怎样处理这些数据,从而得到结论呢?
引导得出用图像法好,可进一步问画什么图?学生很容易回答出w-v图,追问若是直线是什么意思?w与v成正比。曲线是什么意思?学生几乎都回答抛物线,得出w与v2正比(因为学生接触过的曲线基本上只有抛物线,所以容易以偏盖全)可直接告知曲线不一定都是抛物线,即w不一定与v2成正比,即由曲线是得不出结论的,引导出要多画出几种如w-v2关系图,w-v3关系图,w-关系图等,用尝试法寻找结论。
师:图像自己用坐标纸画吗?学生容易得出用excel软件,因为在必修1时用过,教师可用以前的数据组织学生复习用excel作图的方法。
三、课堂小结
师:以上实验的预习过程可以形成提纲式笔记
板书:
1、要探究的是合力的功与速度变化的关系
2、为使橡皮筋的力成为合力,要平衡掉摩擦力,怎样平衡。
3、怎样解决橡皮筋这个变力做功问题(k也变化),实验中对橡皮筋有什么要求。
4、怎样确定初位置与初速度和末速度
5、怎样处理数据
师:究竟合力功与速度变化有什么关系,我们做完实验后就会得出结论。
四、作业
思考:物体的速度变化量是仅跟合力功有关吗?猜一猜可能还和什么有关?怎样通过实验验证你的猜测?
“功”教学设计 6
教学目标:
1、常识性了解功的原理。知道使用任何机械都不省功。
2、会应用功的原理进行简单的计算。
3、会计算机械做的功和不使用做的功。
教学重点、难点:
1、理解功的原理。通过实验,设置物理情景,培养学生分析归纳的能力。
2、利用机械做的功,不使用机械做的功。
教学过程:
一、复习提问
1、做功的两个必要因素是什么?举例说明。计算功的公式和单位是什么?
二、进行新课
1、引入、提问:使用杠杆、滑轮这些简单机械能够省力,是不是也能省功呢?
2、组织学生完成课本本节实验1、2。
学生自己实验。教师巡回指导。
(1)明确实验目的是研究使用杠杆(或滑轮)提升重物时能不能省功?即手对杠杆(或滑轮)做的功与杠杆(或滑轮)对重物做的功是否相等。
(2)明确实验中动力就是手的拉力,阻力的.大小等于钩码重。
图14—4,实验是利用杠杆的平衡条件算出手对杠杆的拉力。图14—5实验中手对动滑轮的拉力由动滑轮的特点得出。
钩码重G=mg。
(3)测量砝码提升的高度和手移动的距离时,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(或动滑轮)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)。
(4)实验中,杠杆和动滑轮的重及杠杆和滑轮在运动中的摩擦力忽略不计,因为实验研究的是理想机械。
(5)按课文实验1、2,并参照图13—4、图13—5组装实验器材,将实验结果填入课文表格中,写出实验结论。
3、总结实验结论
①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。
②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)相等,即使用杠杆不能省功。
利用动滑轮提起砝码,使用滑轮做的功F·s和直接用手所做的功G·h相等,即使用动滑轮也不能省功。
总结出功的原理并板书:“
三、功的原理
1、使用机械不能省功。这个结论叫做功的原理。
2、功的原理对任何机械都适用。”
3、提问:使用任何机械都不省功,为什么人们还要使用机械呢?(课文后“想想议议”)
要求答出:可以省力,或省距离,或改变动力的方向,使用方便等好处。
4、例题:课本章后习题5。
教师板演讲解。首先弄清已知条件、物理过程。
四、布置作业
1、填写课文章后“学到了什么”
2、课本习题6。
3、自学课本“斜面”。
“功”教学设计 7
【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:本节课我们生活中重要现象-功板书:第一节功
师:下面请同学们先来完成下面的练习投影出示尝试题
1、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、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
4、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
(一)做功的两个必要因素
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。
1、下列各现象中,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,,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。
(三)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:
1、将1只钩码提高1个单位(10厘米)高度
2、将1只钩码提高3个单位(10厘米)高度
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。
(四)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=千克×牛/千克=牛
钩码移动的距离s=h=米
提钩码做的功W=F·S=牛×米=焦
三、小结
师:学生谈体会,本节课学到了什么?
“功”教学设计 8
一、教学目标
知识与技能:
1、初步了解做功与能量变化的关系。
2、知道做功的两个要素,理解功的概念,正确应用功的公式计算。
3、知道功是标量,正确理解正功和负功的本质含义。
4、知道总功的两种计算方法。
过程与方法:
1、通过推导功的公式,让学生体会由特殊到一般,再由一般到特殊的研究方法,培养学生的逻辑推理能力和科学论证能力。
2、通过求解分力做功、总功和变力做功等问题,让学生在熟练掌握公式的同时,初步接受“微元法”处理问题的思想。
情感、态度与价值观:
1、通过分析日常生活中的物理现象,让学生体会物理与生活、生产、科技的密切联系,激发学生的学习兴趣。
2、工作、学习都要讲效率,“正功”“负功”可以促使学生的勤奋向上思想意识,合作式学习可以培养学生善于发表见解的意识和与他人交流的愿望。
二、教学重点、难点
重点:明确引入功的物理定义,掌握功的概念和功的计算公式。
难点:
1、理解功的公式的使用条件,体会处理变力功的思想方法。
2、理解正功与负功的含义,体会功是标量。
三、课前准备
PPt课件、小钢球、纸巾
四、教学过程
(一)情境导入
在上课之前我请同学们和我一起完成一个小实验,有请两位同学。教师将小钢球放在纸巾上,小钢球静止。教师将小钢球举高,请同学们观察小钢球落下后纸巾有无损坏。
通过这个实验,同学们受到什么启发?
被举高的物理具有穿过纸张的能力,也就是具有了能量。
实际上人们在研究能量的过程中往往涉及到做功,这节课我们来看第七章第二节功。
(二)功的定义
1、功的两个要素
在刚才的例子当中,同学们说我将小球举高了,我对小球做了功,你是怎么知道的?因为我对小球有力,并且向上移动了一段距离。那么,在生活当中你还能不能举出做功的例子?
对学生所举例子进行分析,都有两点值得注意,一个是存在力的作用,还有就是一定要发生一段位移。显然这是做功不可缺少的`两个因素。那么有力有位移,这个力就一定对物体做功吗?显然不是,而应该在力的方向上存在位移。那么我们就得到了做功的两个要素:力和力方向上的位移。
2、功的定义式刚才的这些例子当中,都存在做功过程,那么究竟力对物体做了多少功?你能不能计算出来?实际上在初中我们已经知道了,当力和位移同方向时功的计算。(展示ppt),一个质量为m的物体,受到力F的作用并向前移动了s,这个力对物体做的功W=Fs。如果情况变化一下,力F与s不在一条直线上,你会不会求这个力所做的功呢?请同学们尝试着回答。
方法有两个,一是分解力,二是分解位移。无论哪种方法,得到的结果都是一样的,W=Fscosa。有了这个公式,我请同学们帮我计算一个问题。我现在用100N的力水平踢一个足球,踢了一脚之后足球水平向前滚动了50m,求我对球做的功等于多少?请同学们回答。
显然这个情况不能用这个公式计算,要想脚对球一直存在作用力,那你这个脚得跟着球向前走50m。所以应用公式要注意:(1)F、s要对应,即在s中要一直都有力的作用
再请同学们观察这个表达式,你还注意到了什么?引出cosa有正有负,那么功是标量还是矢量?是标量那功的正负表示什么呢?实际功的正负既不表示方向,也不表示大小。如果力对物体做了正功,表示这个力是个动力,如果是负功则是阻力。(换句话说,如果力做了正功,那表示有能量转移到这个物体上来,反之做了负功就表示有能量从这个物体中转移出去。)
那在我们的例子当中,这些力是什么样的力?细心观察你会发现都是恒力,这个公式仅适用于恒力做功,变力做功不能用它。当然如果在过程中物体受到阶段性变化的力,每个阶段都是恒力,那自然我们可以将过程分段处理,每一段又都变成恒力了,最后再把各个阶段所做的功代数求和即可。
(三)合力的功
如果在某一个过程中物体受到多个力的作用,那么这些力的合力做了多少功又怎么求呢?请同学们回答。方法有两个:
1、先求各个力的功,再取代数和。
2、先求合力,再求合力所做的功。比如,光滑水平面上有一个物体受到水平面内相互垂直的两个力,物体发生5m的位移,求各个力做的功、合力所做的功?
(四)几种可以转化成恒力的变力做功问题
这是我们这节课介绍的有关恒力做功的计算方法,实际上除了刚才所说的阶段性的变力可以转化成恒力来计算做功,还有两种情况我们也可以处理。当力与速度始终同向,而速度方向不断变化时,你会不会计算这个力所做的功呢?引导学生学会用微分的方法处理。
另外如果力方向不变,大小随位移线性变化,我们也可以处理。比如一个弹簧处于原长放在光滑的水平面上,一端固定。用一个力缓慢地拉物体,那么这个力做了多少功呢?在学习匀变速直线运动时,如果初速度是零,末速度是v,它和速度是v/2的匀速直线运动是等效的,我们就用这个平均速度替换掉了这个变化的速度。现在你能不能受到这个例子的启发?我们也可以用一个平均的力替换掉这个变化的力,我们说这是方向不变,大小随位移线性变化的力,它的平均值刚好我们会求,那么这个例子中拉力和弹簧的弹力所做的功就等于kx/2与x的乘积。
五、课堂小结
这节课我们从特殊的情况入手,得到了一般情况下恒力做功的定义式,知道了合力做功的计算方法以及几种能够转变成恒力的变力做功的计算方法,初步体会到了做功与能量变化之间的关系。在接下来的学习中我们会进一步的探讨两者之间的关系。
“功”教学设计 9
教学目标
一、知识与技能
1、结合实例认识机械工的概念,理解做功的两个必要因素,能用生活、生产中的实例解释机械功的含义。
2、理解功的计算公式 ,并能进行相关计算,知道功的单位是焦(J)。
二、过程与方法
1、通过从实例中认识做功需要两个必要因素的过程,学习从物理现象中归纳简单规律的方法。
2、通过学习活动,使学生掌握功的计算方法。
三、情感态度和价值观
1、通过学习活动,引导学生积极思考,使学生有克服困难的信心,能体验战胜困难、解决物理问题的喜悦。
2、通过对生活中实例的解释,让学生体会到物理知识的应用,增强学生学习物理知识的欲望。
教学准备
滑轮、砝码、细绳、小车、木块、图钉、弹簧秤、木槽、铁球
重点难点
教学重点:理解做功的两个必要因素。
教学难点:能够正确的理解、计算功。
教学过程
一、引入新课
(回忆这本书的力学部分,主要是研究力和运动的规律性知识,本章主要讨论力和运动的一个重要概念。)
大家对功这个词并不陌生,如功课,功劳、立功、大功告成、事半功倍、用功学习等等。这些词中有的功具有“成效”(板书在黑板右侧)的意思,力学里所说的“功”就吸收了“成效”的意思,当然在力学中还有它严格的.含义。
二、新课学习
(一)功的概念
以下我们要通过物理小实验,借此来理解物理学中的“功”,为此我们演示实验并归纳得出功的两个必要因素。
板书1.功的两个必要因素:
演示: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。任何一种机械在工作时,都必须对工作对象施以力的作用,还必须使工作对象沿着力的方向移动一段距离。
如果对物体用了力,并使物体沿力的方向移动了一段距离,我们就说这个力对物体做了机械功。就像物体在F的作用下,沿着力的方向向上移动了距离s。我们就说力F对物体做了功。
现在想一想,功的两个必要因素是什么?你知道了吗?
你们说的真好,力和沿力的方向通过的距离就是机械功不可缺少的两个因素。这两个因素是严格的,缺一不可。
板书:功等于作用在物体上的力与物体沿力方向通过的距离的乘积。用F表示力,s表示物体沿力的.方向通过的距离,W表示功。功可以表示为 。还记得力和距离的单位各是什么吗?你能推断出功的单位吗?
单位:力的单位是N,距离的单位是m,公的单位就是N·m,叫做焦耳,简称焦(J)。
1J=1N·m
(二)做功
我们知道了做功的两个重要因素,那到底怎样判断是不是做功了呢?请同学注意以下的物理小实验,看这些物体或者力是否对物体做功了?看谁能准确无误地掌握了功的两个因素。
1、 小明用力推一块大石头,但没有推动。
因为石头没被推动,所以在力的方向上没有距离,也就是说小明并没有对大石头做功。
2、 踢出去的足球,滚动了 12米的距离。
足球被踢出去之后,是依赖惯性滚动,在滚动的方向上没有受到外力的作用,没有做功。
3、 请同学们再注意下面的演示实验,用功的两个必要的因素来判断外力是否做功了。手提砝码在水平方向上匀速地移动了一段距离。
人对砝码的拉力是否做功了?虽然力是作用在砝码上,但砝码所移动距离的方向跟砝码受力的方向垂直,故拉力并没有对砝码做功,或者说拉力所做的功等于零。可见当力和移动的距离方向垂直时,这个力也不做功。
通过刚在的实例,我们知道,不是有力、有距离,就是做功了,我们还要分析他们的方向。接下来,我们来分析一下这个推出去的小铁球在木槽中滚动的过程。
问:小铁球开始阶段的受力F作用,至A点处撤去外力作用,由于惯性,它仍可经B运动至C,小球在水平方向上移动了S的距离,推力是否对铁球做功了?
正确的回答明确哪个阶段:
在A点之前,推力F是对物体做了功,而在A点之后,推力F已经不存在,当然不会做功。
强调:做功的两个因素是严谨的,用两个因素去鉴别就不会出现结论的错误。小球从A至C虽有一段距离,它在水平方向上没有受推力的作用而是靠它的惯性,所以推力并没有对小球做功。
以上我们已经解决了,力做功的两个必要因素。如果我们已经确定了物体做了功,那么需要解决物体做功的多少,也就是我们怎样把物体做功的多少计算出来。
(三)功的计算:
功的计算公式: ,在计算功时,找到力的大小和对应方向上移动的距离,相乘就可以得到功的大小。
如何计算出水平推力对箱子所做的功。
已知:F=50N、S= 10m、G=100N。
求:W
解:在水平方向上,推力F根推动箱子移动了 10m的距离。
跟据 =50N× 10m=500J。
在重力的方向上,箱子并没有移动,所以重力并没有做功。
答:水平推力对箱子所做的功为500J。
讨论:根据上题如何改变条件,利用功的计算公式可以与物重G有关,而与水平推力F无关。提示:在重力的方向上移动,而在水平方向没有移动。
三、小结
功的两个重要因素:
1、作用在物体上的力
2、物体沿力的方向通过的距离。
“功”教学设计 10
一、教学目标:
(一)知识与机能:
1、理解做功的两个必要因素。能从生产、生活的实例中,判断哪些力做功,哪些力不做功。
2、理解功的计算公式:W=FS 中各符号代表的物理意义、各自的单位;并能用来进行简单的计算。
3、理解功的概念,知道使用任何机械都不能省功。
(二)过程与方法:
1、组织学生通过对实例的分析、讨论总结出做功的两个必要因素。
2、利用对生活中具体事例的分析,加强对功的概念的理解。
3、通过观察和实验了解功的物理意义。
(三)情感态度与价值观:
培养学生对抽象概念的学习方法,让学生初步了解科学概念跟生活术语的区别。培养学生树立将科学技术应用于日常生活、社会实践的意识;结合教材联系生活中的实际事例,培养学生乐于探索自然现象和日常生活中的物理学道理的兴趣。
二、教学重难点:
教学重点:理解功的概念。
教学难点:理解并会计算功。
三、教具准备:
弹簧测力计,斜面,小车,木块,刻度尺,鸡蛋
四、教学步骤:
(一)引入课题。以创设问题情境导入新课。一上课便向学生播放关于盘山公路,供轮椅通行的斜坡的动画引导学生思考,提出“有没有既省力又省距离的机械?”这一问题,造成悬念,使学生产生强烈的求知欲和好奇心,调动学生学习的积极性和主动性。再给学生举例进一步引入课题,当我们提着一桶水在水平方向前进了一段距离时,因为我们用了力,我们说自己在“工作“。然而在物理学中功的概念是怎么定义的?怎样才叫做功?又怎样计算做功的多少?这就是本节课要学习和研究的内容。
(二)新概念“功”的导入。(体现重点)当你举高物体时,你就应用储存在体内的化学能,使物体的位置升高了。在物理学中,就说力对物体做了功。举起相同的高度,物体的重力越大,举起它所需要的`力也就越大,力做的功也就越多;对于同样重的物体,举起的高度越大,力做的功也就越多。那么“什么是功?”
在物理学中,把力与物体在力的方向上通过的距离的乘积称为机械功,简称功。
如果我们用W表示功,F表示力,S表示物体在力的方向上通过的距离。
然后请同学根据自己的理解在黑板上写下三者之间的关系表达式。再请同学对其进行评论是否正确。教师再对其进行规范教导。W=F·S 并指出在国际单位制中,力的单位是牛(N),距离的单位是米(m),则功的单位就是牛·米(N·m).为了纪念英国物理学家焦耳对物理学的贡献,人们将功的单位命名为“焦耳”,简称“焦”,用J表示 1J=1N·m
1J的功大致等于从地上拿起一个约50g的鸡蛋,并把它举过头顶,在此过程中你对鸡蛋做的功大约为1J。教师在说的`过程中进行演示,然后让学生亲自体验感受1J功的概念。
(三)做功了吗?(突破重点,体现难点)课件展示四幅动画分别为
(a)女孩将一箱书搬起来
(b)学生背着书包在水平道路上匀速行走
(c)司机费了九牛二虎之力,汽车还是纹丝不动
(d)足球被踢后,在草坪上滚动了一段距离
教师对其进行解说:
1、 物体没有受到力的作用,但因为惯性通过一段路程,如在光滑的,水平冰面上,一物体由于惯性做匀速直线运动。 (F=0,W=0)
2、物体受到力,但没有移动距离,即通过的距离为零。如一人用很大的力推一辆汽车,汽车没移动。(S=0,W=0)
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。如图(b)。 (W=0)
然后让同学讨论四幅画中哪些做功了,哪些没有?为什么?发表讨论后的结果。
教师总结概括,归纳根据功的概念可知,对物体做功有两个必要条件:一是对物体要有力的作用;二是物体要在力的方向上通过一定的距离。
为加深学生对力与功之间关系的及力对物体做功概念的理解,课件展示例题:小明将质量为10kg的水桶从离井口三米的深处匀速提到井口,如图所示。在这个过程中,小明对水桶做功了吗?若做了,做了多少功?
让学生自己思考,然后请同学进行分析,讲解。再由教师进行详细讲解。
(四)活动实验,测量提升物体所做的功。(突破难点)让学生自己设计实验:(首先由教师讲解注意事项,实验步骤,再由学生设计动手操作)
1、在斜面上拉小车的实验,并计算在自己的实验中拉力对小车所做的功。
2、在竖直方向上匀速提升小车,使小车上升一定高度,测量并计算拉力所做的功。(实验过程中,教师对个别学生进行指导)将两种测量结果记录在自己设计的表格中,分析得到的数据,看看利用斜面是否省力,是否省功。最后分析讨论由他们总结和发现规律,得出结论。老师在作进一步的讲解和总结。
(五)关注生活中的物理现象。再次向学生展示引入课题是播放的动画,引导学生思考,供轮椅上下的斜坡,在物理学中我们常称为斜面,也是一种简单的机械,这样可以省力,体现了社会对残疾人的关怀;盘旋公路也利用了同样的道理。研究表明利用简单机械可以省力但要费距离,或者可以省距离但要费力,即使用任何机械都不省功。
(六)小结及作业安排。这节课我们认识了功,功是力和力的方向上移动的距离的乘积。也学会了计算功。知道了使用任何机械都不省功。
作业设计:
1、一个质量为80g的皮球从高处下落了5m,重力对其做了多少功?
2、若你的教室在三楼,试估算你从一楼走到三楼要做多少功?
3、2008年8月11日,在北京奥运会女子举重58kg级比赛中,中国名将陈艳青以抓举106kg, 挺举138kg和总成绩244kg的优异成绩获得金牌,刷新了她自己保持的挺举和总成绩两项奥运会记录。试估算出陈艳青在成功抓举的过程中对杠铃所做的功?
五、板书设计;
1、功:概念:在物理学中,把力与物体在力的方向上通过的距离的乘积称为机械功,简称功
2、力学中的功包含的两个必要因素:一是对物体要有力的作用;二是物体要在力的方向上通过一定的距离。
3、功的计算:W=F·S 1J=1N·m
4、力对物体做功注意事项,力,距离,功各自的国际单位制单位。
5、功的原理,使用任何机械都不省功。
“功”教学设计 11
一、教学目标
1.理解功的概念:
(1)知道做机械功的两个不可缺少的因素,知道做功和工作的区别;
(2)知道当力与位移方向的夹角大于90时,力对物体做负功,或说物体克服这个力做了功。
2.掌握功的计算:
(1)知道计算机械功的公式W=Fscos知道在国际单位制中,功的单位是焦耳(J);知道功是标量。
(2)能够用公式W=Fscos进行有关计算。
二、重点、难点分析
1.重点是使学生在理解力对物体做功的两个要素的基础上掌握机械功的计算公式。
2.物体在力的方向上的位移与物体运动的位移容易混淆,这是难点。
3.要使学生对负功的意义有所认识,也较困难,也是难点。
三、教具
带有牵引细线的滑块(或小车)。
四、主要教学过程
(一)引入新课
功这个词我们并不陌生,初中物理中学习过功的`.一些初步知识,今天我们又来学习功的有关知识,绝不是简单地重复,而是要使我们对功的认识再提高一步。
(二)教学过程设计
1.功的概念
先请同学回顾一下初中学过的与功的概念密切相关的如下两个问题:什么叫做功?谁对谁做功?然后做如下总结并板书:
(1)如果一个物体受到力的作用,并且在力的方向上发生了位移,物理学中就说这个力对物体做了功。
然后演示用水平拉力使滑块沿拉力方向在讲桌上滑动一段距离,并将示意图画到黑板上,如图1所示,与同学一起讨论如下问题:在上述过程中,拉力F对滑块是否做了功?滑块所受的重力mg对滑块是否做了功?桌面对滑块的支持力N是否对滑块做了功?强调指出,分析一个力是否对物体做功,关键是要看受力物体在这个力的方向上是否有位移。至此可作出如下总结并板书:
(2)在物理学中,力和物体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.功的公式
就图1提出:力F使滑块发生位移s这个过程中,F对滑块做了多少功如何计算?由同学回答出如下计算公式:W=Fs。就此再进一步提问:如果细绳斜向上拉滑块,如图2所示,这种情况下滑块沿F方向的位移是多少?与同学一起分析并得出这一位移为s cos 。至此按功的前一公式即可得到如下计算公式:
W=Fscos
再根据公式W=Fs做启发式提问:按此公式考虑,只要F与s在同一直线上,乘起来就可以求得力对物体所做的功。在图2中,我们是将位移分解到F的方向上,如果我们将力F分解到物体位移s的方向上,看看能得到什么结果?至此在图2中将F分解到s的方向上得到这个分力为Fcos,再与s相乘,结果仍然是W=Fscos。就此指出,计算一个力对物体所做的功的大小,与力F的大小、物体位移s的大小及F和s二者方向之间的夹角有关,且此计算公式有普遍意义(对计算机械功而言)。至此作出如下板书:
W=Fscos
力对物体所做的功,等于力的大小、位移的大小、力和位移的夹角的余弦三者的乘积。
接下来给出F=100N、s=5m、=37,与同学一起计算功W,得出W=400Nm。就此说明1Nm这个功的大小被规定为功的单位,为方便起见,取名为焦耳,符号为J,即1J=1Nm。最后明确板书为:
在国际单位制中,功的单位是焦耳(J)
1J=1Nm
3.正功、负功
(1)首先对功的计算公式W=Fscos的可能值与学生共同讨论。从cos 的可能值入手讨论,指出功W可能为正值、负值或零,再进一步说明,力F与s间夹角的取值范围,最后总结并作如下板书:
当090时,cos为正值, W为正值,称为力对物体做正功,或称为力对物体做功。
当=90时,cos=0,W=0,力对物体做零功,即力对物体不做功。
当90180时,cos为负值, W为负值,称为力对物体做负功,或说物体克服这个力做功。
“功”教学设计 12
教学目标
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。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。
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。
教学重点
理解功的概念。
教学难点
判断力对物体是否做功,以及做功的计算。
教法与学法
讲授法直观法(演示实验、多媒体课件)阅读指导法讨论法归纳法
教具
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)。
教学过程
一、进行新课
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、请学生观察教材图14、1-1中力做功和14、1-2中力不做功的实例,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
3、实例分析(突破难点)
举例说明在你的周围你发现有哪些做功的例子?比一比,看谁对生活观察得最仔细?学生可能举很多的`例子?如起重机吊起重物、火箭升空、马拉车前进等等。教师对正确的例子予以肯定,对错误的.例子引导改正。
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)小球在光滑水平地面做匀速直线运动,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?
通过以上的学习,知道了做功不能离开两个必要因素,缺一不可,又知道有三种情况下不做功,那么我们猜想一下,力学中的功的大小可能与哪些因素有关呢?指导学生带着问题去阅读教材。
二、功的计算
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)
出示例题,启发学生分析计算。
三、功的原理
1、启发学生提出探究的话题:使用机械是否省功。
2、指导学生探究实验。
3、分析实验数据,启发学生讨论归纳出功的原理
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,教师进行情感激励。
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?
分析、总结
观察、思考、回答各图中力做功和没有做功的原因,分析、概括、总结出做功的两个必要因素。
思考、回答、交流、讨论。
分析、总结
思考、讨论后,按教师提出的问题有目的阅读,并交流自己的观点
动手计算
提出问题,猜想
在教师的启发下,设计实验方案,并在实验基础上进行分析、论证。
各小组进行本节课的评估与交流。
培养学生观察、分析、概括能力。
培养学生的发散思维能力。
培养学生分析、概括、总结能力
培养学生的思维能力和阅读理解能力
培养学生的学生分析计算能力
培养学生实验能力、合作意识及分析概括能力。学会科学探究方法。
“功”教学设计 13
一、教学目标
【知识与技能目标】
能独立说出功的概念和计算公式,理解做功的两个必要因素,能用功的公式进行简单计算。
【过程与方法目标】
通过观察和实验,认识功的意义,学会用科学探究的方法研究物理问题。
【情感态度价值观目标】
建立将科学技术应用于日常生活、社会实践的意识,提高探索自然现象和物理规律的兴趣。
二、教学重难点
【重点】
理解功的概念,能够进行功的计算。
【难点】
做功因素的判断以及功的计算。
三、教学过程
环节一:导入新课
【教师】多媒体展示叉车提升货物的场景并提问叉车机械的成效通过怎样的物理过程实现。
【学生】观察思考后回答:货物受到叉车的力的作用,
【教师】同学们观察非常认真,对之前知识掌握非常牢固,货车受到力的.作用并被举高的成效在物理学中就叫为功,这节课我们就一起来探究一下吧。
环节二:新课讲授
(一)功的定义
教师展示实验:推动水平桌面的书本;用力举高粉笔盒。并提问这两个实验中,力的成效是什么?
学生回答:课本沿着力的方向移动;粉笔盒向上升高。
教师引导学生总结得出功的定义: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。
(二)做功的因素
教师多媒体展示情境图片:
1、小车在推力作用下前进;
2、物体在绳子拉力作用下提升;
3、提着滑板在水平路面前行;
4、用力搬石头而未能搬起;提问学生这几种情境中力是否有成效。
学生回答1、2情境中推理和拉力有成效,做功,3/4中滑板受到的力及石头受到的力没有成效,不做功。
教师评价学生善于观察,理解准确,并顺势提问被踢出的足球是否有功?
学生不难答出足球被踢出后,没有了脚上力的作用,具有惯性而运动,故没有做功。教师评价后安排小组结合做功与不做功的这几种情况讨论做功需要满足什么条件。
学生回答:有作用在物体上的力;物体在这个力的方向上移动的距离。
教师点评总结,这就是做功的因素。
(三)功的计算
教师引导:大家都已经掌握做功的两个因素,那么一个力做功多和少怎么判断呢?
学生思考同时老师板书并呈现用100N的拉力使物体上升3m和5m的题目,提问哪种拉力做的功更多?
学生回答:两种情况拉力大小不变,第二种提升更高,第二种拉力做功更多。
教师评价后总结得出:作用在物体上的力越大,物体在力的方向上移动的距离越大,力所做的功也就越多。我们定义:力学中,功等于力与物体在力的方向上移动的距离的乘积。如果用F表示力,s表示沿力的方向移动的距离,W表示功,则功的表达式为;强调公式中各物理量的单位,其中功的单位为牛米,也叫焦耳,符号为J。
教师多媒体展示课本中例题,请同学进行作答。
学生黑板展示计算公式及结果为答案正确,表扬鼓励各位同学。
环节三:巩固提高
【教师】1J有多大呢?我们知道2个鸡蛋大概1N,1J就相当把两个鸡蛋举起1m做的功。
环节四:小结作业
同学们来总结一下今天学习的知识,并回家估算一下背着书包从楼底教室大概做多少功。
四、板书设计
“功”教学设计 14
教学目标:
1、知识与技能:
知道做功是改变物体内能的一种方式,了解热机的工作原理、构造以及四个冲程中能量转化,知道热值概念会用公式Q=mq计算燃料燃烧时释放出热量的多少。
2、过程与方法:通过观察点火爆炸实验,培养观察能力;通过探究不同燃料充分燃烧时放出热量,认识燃料的热值
3、情感、态度与价值观:培养学生具有节约能源和环境保护的意识;介绍热机研究的新进展与未来社会发展关系,激励学生将科学服务于人类的责任感
教学重点:从能量转化角度认识燃料的'热值
教学难点:认识汽油机的工作循环
教具:演示实验:空气压缩引火仪、图12—25、演示装置、汽油机模型及挂图;学生实验:铁丝,图12—32实验装置
教学过程:
1、创设情境,导入新课
将图12—21制成课件:行驶中汽车高速行驶时,轮胎温度升高很多,播放课件,导入新课。
2、研究做功改变物体的内能
(1)学生做图12—23反复弯折铁丝实验,交流感觉,判断铁丝内能是否变化,引导学生分析得出:铁丝的内能增加是由机械能转化而来的。再让学生讨论:还有哪些方法能使铁丝的温度升高。方法可能有:放在火上烧,放在热水,用砂皮摩擦,用铁锤锻打,放在太阳下晒。
同时,引导学生分析,在这些方法中哪些是通过热传递改变内能的,哪些是通过做功的方法改变物体的内能的,进而归纳出,做功和热传递在改变物体内能上是等效的。学生弯折铁丝实验时,教师进行安全教育,弯折次数不宜太多,小心烫手。
(2)演示空气压缩引火实验,学生观察棉花燃烧。
引导学生分析:压缩气体做功,空气内能增加,棉花燃烧,进一步让学生知道做功是改变物体内能的一种方法。
空气压缩引火仪实验,能否成功取决于仪器密封性,另可通过实物投影,放大实验现象,能使学生都能观察到实验现象。
3、观察内能转化为机械能实验
(1)教师演示图12-25实验,学生观察现象,讨论分析得出:酒精燃烧后燃气对外做功,燃气的内能减少转化为机械能。
(2)在做点火爆炸实验时,要注意滴入数滴酒精,酒精量不宜过少,另外要等酒精挥发,变成酒精蒸汽后再点火。同时,注意安全:不要将盖子对着人。
(3)实验时盒子的密封性要好,在电子式火花发生器的放电针管与小孔处涂上凡士林,否则燃烧后的燃气泄漏到盒外,效果不明显。
4、认识热机
(1)课件展示汽油机实物图,对照挂图引导学生认识汽油机的构造。
(2)演示汽油机的工作循环(或分组实验,学生对照图12-27实验观察),学生观察实验时重点观察:1.在每个过程中气门关闭情况,活塞运动情况。再播放汽油机工作的录像,最后引导学生完成书中“想一想”内容。
介绍热机在日常生活中应用,学生阅读“生活·物理·社会”及P69“信息库”内容,认识热机的新进展与未来社会发展关系,激励学生将科学服务于人类的责任感。
5、认识燃料的热值
(1)分组实验做“图12-32”实验,记下两温度计示数的变化情况,完成书中表格,再引导学生分析表中数据,得出相同质量的酒精与碎纸片燃烧后,酒精比碎纸片放出的热量多,进一步建构热值概念。
(2)按课本中图示安装好实验仪器,注意石棉网与燃烧皿的间距,纸片大小要适中,且保证干燥,不可压得太紧,否不等完全燃烧就中途熄灭。
(3)如果时间允许,可以先做酒精燃烧实验,再做纸片燃烧实验,便于观察温度计示数,对比分析。
(4)阅读“读一读”内容,培养学生具有节约能源和环境保护意识。
6、课堂小结:引导学生梳理本节课学到了什么?
布置作业:课课练
“功”教学设计 15
指导思想:
本教材是经教育部直接领导由课程标准研究小组反复的研讨而完成的,在使用这套教材时,就要求教师转变传统的教育观念,在新的物理课程理念中倡导"一切为了学生的发展",要树立"一切为了学生的发展"的教育思想。在教学中就要关注每个学生,注重学生的全面发展,关注学生的道德生活与人格养成,注重学生的情感体验,加强与学生生活,科学,技术和社会联系的教学,不要注重科学探究,提倡学习方式多样化的教学,从而培养适应社会需要的人才。
教学任务和目标:
1、引导学生学习物理学的初步知识及其实际应用,了解物理学在科学技术和社会发展中的重要作用;
2、培养学生初步的观察、实验能力,初步的分析、概括能力和应用物理知识解决简单问题的能力;
3、培养学生学习物理的`兴趣、实事求是的科学态度、良好的学习习惯和创新精神,结合物理教学对学生进行辨证唯物主义教育、爱国主义教育和品德教育。
学生基本情况分析:
物理是八年级新开学科,多数同学感到新奇,具有较高的学习积极性。但也有不利的一面,有些同学听说物理难学,使他们的学习积极性大减。这就需要教师在思想上作进一步纠正,让学生成为学习的主人,进行探究性的学习,从而培养学生的学习兴趣,启发思维,提高学习的积极性,培养良好的学习习惯及分析问题,解决问题的能力。
教材分析:
本学期教材共六章分别是:
十三、内能,
十四、内能的利用,
十五、电流和电路,
十六、电压和电阻,
十七、欧姆定律,
十八、电功率。
具体章节又可分为:观察、实验探究、讨论交流、动手做、活动、我的设计、家庭实验室、走向社会、物理在线几大个板块。这样编排更有利于教育教学开展,更有利于学生的认识和学好物理知识。教材在内容选配上,注重从物理知识内部发掘政治思想教育和品德教育的潜能,积极推动智力因素和非智力因素的相互作用。在学习方法上,积极创造条件让学生主动学习参与实践,通过学生自己动手、动脑的实际活动,实现学生的全面发展。教科书采用了符合学生认知规律的由易到难、由简到繁,以学习发展水平为线索,兼顾到物理知识结构的体系。这样编排既符合学生认知规律,又保持了知识的结构性。通过一学期的教育教学,使学生能进入物理的世界里来,在掌握基础知识和技能的同时,对四周的物理自然世界有一个重新的、更加科学的了解和认识。
教学方法和措施
1、鼓励科学探究的教学:在现代社会和科学工作中,个人之内与团体之间的交流与合作是十分重要的,要注意学生这方面良好素质的形成。
2、帮助学生尽快小入自主性学习的轨道,在教学过程中要帮助学生自己进行知识模地的构建,而不是去复制知识,学生自己在学习过程中发现问题才是至关重要的。
3、保护学生的学习兴趣。
4、加强与日常生活,技术应用及其他科学的联系。
5、将探究方法和创新精神用于教学中。
6、积极组织并指导物理课外兴趣小组开展实验活动。
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