11.1 怎样才叫做功。
主备人:游运新修改人:
1.学会从物理现象中归纳简单的规律,知道功的概念。
2.知道做功的两个必要因素。
3.理解功的计算公式w=fs,知道功的单位,能用功的公式进行有关计算。
教学重点:经历建立机械功概念的过程,学会用公式对功进行简单的计算。
教学难点:理解功的概念,会用功的两个必要因素判断力对物体是否做功。
多**设备、小车、木块、 小车、木块、弹簧秤、刻度尺等。
一、新课教学:
一)怎样才叫“做功”
1.通过实验,体验“做功”
学生实验1:用力沿水平方向推着小车前进。
描述观察到的现象:小车在水平推力作用下,移动了一段距离。
要求:用示意图表示出小车所受的推力以及运动过程情况。
点拨:此例中小车在水平推力f作用下,移动了一段距离s。
学生实验2:用力将地上的物体拿到桌面上来。
描述观察到的现象:物体在力的作用下,向上移动了一段距离。
要求:用示意图表示出物体所受的拉力以及运动过程情况。
点拨:此例中物体在拉力f作用下,向上移动了一段距离s。
2. 找找共同点,建立功的概念。
仔细观察两示意图,比较一下,看看有什么共同点:
1)这两幅图中同学的活动有什么共同点?
2)物体为什么会移动一段距离?
3)移动的距离和力之间有何关系?
共同点:物体受到力的作用,并沿这个力的方向移动一段距离。
3. 功的概念:
物理学中规定: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(简称“做功”)
二) 如何判断力是否对物体做功:
1.做功的两个必要的因素:
1)作用在物体上的力;
2)物体在力的方向上通过的距离。
2.活动:
请教室后排一同学,将他的文具盒(或其它物品)送给老师。
引起学生注意,再结合这一模型,让学生分析文具盒受力情况和位置变化情况(画出示意图),讨论该同学作用在文具盒的力做没做功。
3.分析课本活动2,进一步理解做功的含义。
先让学生交流讨论,鼓励学生用科学语言进行表述。
4.练习:分析下列物体受到的力,并指出力对物体是否做功。
1)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?为什么?
2)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对小车做功了吗?为什么?
3)工人推动小车在水平地面上前进。当工人停止用力后,小车还能向前运动一段距离,在这段距离上,工人还对小车做功吗?为什么?
在学生讨论回答的基础上,归纳出三种不做功的情况:
1)物体没有受到力的作用,靠惯性通过一段路程,也就是没有力做功(f=0);
2)物体受到力,但没有移动距离,即通过的路程为零(s=0);
3)物体受力方向和物体运动的方向垂直(f与s的方向垂直)。
三)怎样测算功。
1.功的多少。
如图甲示,用力把一砖块匀速提升1m,做了一份功w。
如图乙示,如果用力把三块同样的砖匀速提升1m,做功多少?
如图丙示,如果用力把一块砖匀速提升3m,做功又是多少?
点拨:从上面分析可知功与力、距离的关系如何呢?学生交流后得出的结论有:
1) 使物体移动的距离一定,力越大,做的功越多;
2) 力一定,使物体移动的距离越大,做的功越多;
3) 力越大,使物体移动的距离越大,做的功越多;
4) 功的多少跟作用在物体上的力成正比,跟物体移动的距离成正比。
2.功的计算方法:
定义:力对物体做的功,等于力跟物体在力的方向上通过的距离的乘积。
1) 公式:功=力×距离,即 w=f·s
2) 单位:在国际单位制中,功w的单位:牛·米(n·m)或焦耳(j)
3) 1j的物理意义:
1 n的力,使物体力的方向上通过1m的距离所做的功为1j。
即:1j=1n×1m=1 n·m
注意:在运算过程中,力f的单位:牛(n);距离s的单位:米(m);
3.功的简单测算:
1)如图示,请学生实际估算“用手匀速托起。
两个鸡蛋升高lm时,手对鸡蛋做的功大约是多少?”
(2)图(甲)中,拉力做了多少功你能测出吗?请设计一。
简单方案**一下。
(3)如图示,一人拉着重2000n的车子沿水平方向前进5m,你能求出此人做了多少功吗?如果拉力为500n呢?
强调解题规范化要求。
四)机械功原理。
1.使用机械只能省力或省距离,但不能省功。
2.机械功原理是机械的重要定律,是能量守恒在机械中的体现。
四)小结:1.做功的两个必要因素。
2.功的定义、公式、单位。
强调:(1)功是力在距离上的积累效应
2)1 n·m与1j相等,是等价的。
3.强调解题规范化。
1.如图所示的四种情景中,人对物体做了功的是。
2. 一个足球运动员用100n的力踢一个重为5n的足球,球离脚后在水平草地。
上向前滚动了30m.在球滚动的过程中,运动员对足球做的功为( )
a.3000j b.500j c.150j d.0j
3.一位同学沿教学大楼的楼梯匀速登高了3m,该同学登楼做的功最接近( )
a.15000jb.1500j c.150jd.15j
4. 如图所示,有一重为10 n的物体,沿着长为2 m,高为1 m的光滑斜面自顶端滑下,重力做的功为 j。
5. 兰倩同学用500n的水平推力推着重为100n 的箱子在水平地面上前进了。
10m,则她对箱子做的功是 j,重力对箱子的做的功是 j。
6. 用拖拉机耕田,如果牵引力是28000n,拖拉机水平行驶了3km,那么它共。
做了多少功?
7.若质量是60kg的人骑重40kg电动自行车在水平路面上以6m/s的速度匀速。
行驶时,受到的阻力是人与车总重的0.02倍,取g=10n/kg。
求:行驶10min,电动机对自行车做的功。
11.2比较做功的快慢。
主备人:游运新修改人:
1.知道功率的概念,知道功率计算式、单位及物理意义。
2.会计算有关功率的简单问题。
3.通过比较做功的快慢学习用比值法研究物理问题。
4. 通过实例说明功率的含义,认识功率在实际应用中的重要价值。
教学重点:功率的概念。
教学难点:功率的单位。
体重计、卷尺、秒表等。
一、通过生活中实例,引入新课。
讨论:在建筑工地上,需要把几百块砖全部送到楼顶,你能想出几种办法?你认为应选择哪种办法?为什么这样选择?
二、新课教学。
一)如何比较做功的快慢。
力做功时,不仅有多有少,而且有快有慢。在生产实践中,人们不仅要注意做功的多少,更要关心做功的快慢。 如何比较做功的快慢呢?
活动: 怎样比较做功的快慢。
1.阅读课本,注意观察两个情景,了解女同学和男同学各是怎么说的。因图中两位“同学”的说法都带有片面性,即女同学只比较功的多少而没有考虑时间,男同学只比较时间的长短而没有考虑做功的多少。
2.讨论、交流,提出自己的看法。
经过讨论交流,学生可以得出:两位同学的说法都是片面的,不能只比较做功多少或只比较做功时间的长短。要比较物体做功的快慢,必须同时考虑两个因素:
一是物体做了多少功,二是物体做功所用的时间。
3.小实验:(准备:在讲台两侧地面上分别放四块砖。)
实验1:两位同学都将搬四块砖,从地面搬到讲台上。
要求:一位同学一次将四块砖搬到讲台上,另一位同学分四次将四块砖搬到讲台上,两次做功所用的时间也就不同了。
实验2:要求:两位同学用相同的时间,一个同学将两块砖,另一个同学将四块砖,同时从地面搬到讲台上。
实验3:要求:一位同学用较短的时间将两块砖从地面搬到讲台上。另一位同学将三块砖用较长的时间从地面搬到讲台上。
观察讨论:谁做功快,谁做功慢,要求说明判断的理由。
分析实验1可得出:
方法一:做相同的功,用时少做功快。
分析实验2可得出:
方法二:做功时间相同,做功多的做功快。
实验3现象:一位同学做功少,但用的时间短。另一位同学做功虽多,但用的时间长。
让学生找出比较做功快慢的方法来。
实际教学中,不少学生很快会联想到速度概念和压强概念的建立过程,提出用单位时间里所做的功来比较做功的快慢。教师指出,这是最简单也是最佳的方法。
二)认识功率。
1.功率概念:物理学中,把单位时间里做的功叫做功率。
2.功率的物理意义:功率是表示做功快慢的物理量。
3.功率计算公式:功率=功/时间
符号表达式:p=w/ t
4.功率的单位:
在国际单位制中,功的单位是焦耳,时间的单位是秒,功率的单位是焦耳/秒,它有一个专门名称叫瓦特,简称瓦,符号是w,这个单位是为了纪念英国物理学家瓦特而用他的名字命名的。 1w= 1 j / s 工程上还常用到千瓦 (kw)做功率的单位 1kw= 103 w
(1)体验:1w的大小: 在1s内将两个鸡蛋举高1m,做功的功率约为1w。
(2)阅读教材 “信息浏览”,了解一些物体的功率,说明其意义。
三)功率的计算。
口答:1.人在3s内做功150j,求人的功率?
2.挖掘机在1min内做了7.2×106j的功,求挖掘机的功率?
例题:高出水面30m的楼顶上有一个容积是50m3的水箱,要用一台离心式水泵抽水给水箱加水,1小时能把水箱充满即可,这台水泵的功率至少是多少千瓦?(g=10n/kg)
教学分析:教学时要引导学生首先弄清题意,找出已知量和待求量,明确解题的过程。分析是沿着p=→w=gh的思路进行。
四)学生实践体验活动:比一比,谁的功率大。
1.设计实验:
1)要测出每个同学上楼的功率,需要知道哪些物理量?
2)怎样测量这些物理量?
3)测量顺序是怎样的?
4)怎么设计记录数据的**?
2.测量过程:
男女同学各选10名“运动员”排成两纵队,由两位同学记时间t,一位同学负责测量学生质量m ,两位同学用卷尺测量四楼到地面的距离h ,由教师指挥发出信号,学生开始以最快速度跑上四楼。记时员及时报时,将m、h、t三个数据填入**中计算功率。最后比一比谁的功率大。
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