5 第十五章功和机械能.docx
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5第十五章功和机械能
第十五章功和机械能
单元备课
本单元主
要内容
本章将学习有关机械能的知识,内容包括:
功、功的原理、机械效率、功率、动能和势能、机械能及其转化。
在整册教材中的地位和作用
本章体现新课程标准的教育理念:
1、注重全体学生的发展;2、注重从生活走向物理;3、注重突出实验的作用;4、密切联系社会生活的实际。
本单元的重难点
1、重点:
功的概念、机械效率、功率的概念。
2、难点:
机械效率的理解和分析。
采用何种教学方法
1、突出实验的作用。
2、将理论知识与社会生活紧密联系。
所需课时安排
一、功1课时;二、机械效率1课时
三、功率1课时;四、动能和势能1课时
五、机械能及其转化1课时;复习2课时
预计达到的效果
本章应该让学生进一步理解功和能的关系,在头脑中建立能量的概念。
一功
课型:
新授
教学目标:
1、知识与技能:
结合实例,知道机械功的概念,理解功的含义,知道使用任何机械都不省力。
2、过程与方法:
通过观察和实验,了解功的物理意义。
3、情感态度与价值观:
乐于探索自然现象和日常生活中的物理学道理。
教学重难点:
1、理解功的含义:
功的概念。
2、掌握做功的两个必要因素。
教学过程:
一、复习引入
师:
让生回顾电功是怎么回事?
电流做功的实质是什么?
生:
回答。
师:
说明:
简单理解电流做功也就是电流能为我们做一些事情,电功与电能是紧密联系的。
师:
本学年,我们研究了力,力能不能为我们做功呢?
师:
我们研究力,主要研究力和运动的关系,我们发现,一个力作用在物体上,有时能使物体移动一段距离,有时不能使物体运动。
力能使物体运动,我们说力有了成效,我们就说它做了功。
力作用在物体上,没有使物体运动,我们就说它没有做功。
引出新课。
二、进行新课
(一)、力学中“功”的含义:
师:
结合实例和刚才的分析,让生阅读教材的第一自然段,了解力学里“功”的含义。
生:
归纳:
如果一个力作用在物体,物体在这个力的方向上移动了一段距离,我们就说这个力对这个物体做了功。
师:
引导学生分析:
做功必须包含哪些要素。
生:
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。
师:
结合具体实例“不劳无功”“劳而无功”进一步强调做功的两个因素在做功中是缺一不可的。
师:
一物体在水平推力的作用下,在水平方向上移动了一段距离,请分析:
推力对物体是否做了功?
重力是否对物体做了功?
为什么?
生:
回答。
师:
设计一个具体的问题:
某同学从水房的地上提起一桶水,沿水平地面回到教室门口,上了台阶,进入教室。
在此过程中,哪些时候人对水桶做了功?
在由水房到教室门口这段路程中,人对水桶做了功了吗?
为什么?
生:
交流与讨论,进一步加深对功的概念的理解。
(二)、功的计算
师:
让生自学本部分内容,了解相应的公式,单位。
生:
师:
课件展示例题,让生在练习本完成此题。
进一步理解功的两个必要因素。
(三)、功的原理
师:
让生回顾前面学过的有关简单机械的知识,我们使用简单机械的目的是什么?
生:
使用方便,省力,省距离。
师:
结合滑轮组思考:
理想情况下F与G的关系是什么?
绳子自由端移动的距离s与物体被提升的高度h之间的关系是什么?
我们的目的是对谁做功?
为了达到目的,我们需做多少功?
人实际做了多少功?
省力吗?
省功吗?
生:
一一讨论,交流,得出结论。
师:
结合教材,分析省力杠杆,省力,但费了距离,最终不省功?
师:
让生阅读教材相应内容,并归纳概括“功的原理”。
生:
使用任何机械都不省功。
三、小结
四、处理课后练习。
五、板书设计
二机械效率
课型:
新课
教学目标:
1、知识与技能:
通过对事例的分析,了解什么是有用功,额外功和总功。
理解什么是机械效率。
2、过程与方法:
通过对斜面机械效率的探究。
学会制定探究方案。
3、情感态度与价值观:
通过探究斜面的机械效率激发学生的探究热情。
教学重难点:
1、重点:
通过探究加深对机械效率的理解。
2、难点:
引导学生提出问题后,要让学生独立完成探究过程。
教学准备:
斜面、小车、弹簧测力计、刻度尺、滑轮组、钩码
教学过程:
一、复习回顾、引入新课
师:
做功的两个必要因素是什么?
生:
回答。
师:
马拉着质量是2000Kg的小车在水平路上前进了400m,做了3×105J的功,马的水平拉力是多大?
生:
在练习本上完成。
师:
让生分析利用滑轮组提升重物的做功情况。
人要做的功的多少?
人实际做的功是多少?
在理想情况下,利用机械能省功吗?
如果不在理想的情况下,能省功吗?
人都对哪些物体做了功?
这些功哪些是对人有用的?
哪些是没有用的?
二、进行新课
(一)、有用功和额外功
师:
根据具体实例,分析有用功、额外功和总功的概念及意义。
1、对重物所做的功Gh是对人有用的功;
2、对动滑轮所做的功G轮h是对人们没有用,但又不得不做的功,是额外功。
3、动力所做的功包括有用功与额外功。
生:
回答。
师:
利用有用功,额外功,总功的相关的相关概念分析,课前插图。
生:
分析。
师:
说明一下,有时额外功与有用功根据具体情况而定,如:
用水桶从进里提水。
(二)机械效率
师:
让学生分析:
使用机械做功时,有用功多好还是少好?
生:
多好。
师:
如果有用功多的同时,额外功更多,还好吗?
生:
不好。
师:
一个机械怎样表示它的性能的好坏?
生:
所做的功中,有用功多额外功少。
师:
补充说明:
也可以说是有用功在总功中所占的比例越大,表明这台机械的性能就好,我们把机械的这种性能称之为机械效率。
师:
让生自学机械效率的有关内容,并谈自己的收获。
生:
1、有用功跟总功的比值叫机械效率。
2、η=W有用/W总=Gh/Fs
3、有用功总是小于总功,所以机械效率总小于1。
师:
补充:
机械效率没有单位,通常用百分数表示。
师:
η=70%的物理意义。
生:
有用功占总功的70%,或100J的总功中,有用功有70J。
师:
处理例题。
生:
在练习本上处理。
(三)、探究滑轮组的机械效率和斜面的机械效率。
1、滑轮组的机械效率
师:
让生根据滑轮组的组成,分析如何来求的滑轮组机械效率。
生:
η=W有用/W总=Gh/Fs
师:
让生思考若要测定滑轮组机械效率应测哪些量?
用到哪些测量工具。
生:
G、h、F、s。
弹簧测力计、刻度尺。
G/N
h/m
F/N
s/m
W有用/J
W总/J
η
师:
找一生到前面演示测定过程,并记录、计算。
生:
操作,发布数据,其化生完成表格。
师:
让生进一步思考,滑轮组的机械效率的高与低应与哪些因素有关。
生:
猜想:
滑轮组的组装方式;
动滑轮重;
被提升的物重。
师:
引导学生验证猜想,在验证过程中应注意什么?
生:
控制变量法。
师:
课件展示如下表格及数据,让生计算并分析。
结论:
滑轮组的机械效率与滑轮的组装(吊动滑轮绳子段数)无关。
2、斜面的机械效率
师:
让生猜测:
斜面的机械效率可能与哪些因素有关?
生:
猜测:
物重、斜面的粗糙、斜面的倾角。
师:
让生思考在设计实验及实验过程中,应注意什么?
生:
控制变量:
用弹簧测力计重物时,应匀速上拉。
师:
让生设计实验记录表格,与滑轮组类似。
师:
让生分析下面的实验数据并得出结论。
结论:
。
结论。
师:
归纳:
1、滑轮组机械效率的影响因素:
、被提升的物重(被提升的重物越重,机械效率越高。
)
、动滑轮的重(个数)(动滑轮越重,其机械效率越低)
、滑轮组的机械效率与滑轮组的组装方式无关。
2、斜面的机械效率的影响因素:
、斜面的粗糙程度(越粗糙,其机械效率越低);
、斜面的倾斜斜程度(倾角越大,其机械效率越高);
、斜面的机械效率与被提升重物的重力无关。
三、小结
四、作业与练习
五、板书设计:
三功率
课型:
新授
教学目标:
1、知识与技能:
知道功率的要念,结合实例理解功率的概念。
2、过程与方法:
通过观察了解功率的物理意义。
3、情感态度与价值观:
有将科学技术应用于是常生活,社会实践的意识。
教学重点:
1、重点:
对功率的理解、计算。
2、难点:
功率与机械效率的区别。
教学过程:
一、复习引入:
师:
让生复习回顾有关电功,电功率的知识、明确电功率的物理意义
及概念。
生:
电功-----电流所做的功叫电功。
电功率的意义:
表示电流做功快慢的物理量。
电功率:
单位时间内电流所做的功。
师:
前面我们学习了力学中的功。
力对物体做功有没有快慢之分呢?
让生举例。
二、进行新课
生:
举例
师:
补充:
2000块砖,往三楼上运,人工与机械有区别吗?
生:
做功快慢不一样。
师:
引出力学里的功的功率(物理意义及概念)。
师:
让生自学有关功率部分内容,并归纳概括知识点。
生:
1、概念:
单位时间内所做的功叫功率。
2、公式及单位:
3、一些物体运动的功率。
师:
说明:
1、功率只表示物体做功快慢,不能反映做功的多少?
2、功率与机械效率无关。
师:
拓展:
1、当知道一个物体受到的牵引力的大小,还知道其运动速度的大小,即可算出功率的大小。
2、可以解释为什么样汽车低档位时,牵引力大,面高档位时牵引力小。
师:
引导学生处理例题。
三、小结
四、习题处理
五、板书设计
四动能和势能
课型:
新授
教学目标:
1、知识与技能:
让学生初步了解能量的概念,影响动能和重力势能大小的因素。
2、过程与方法:
S通过探究活动,培养学生的观察、实验能力和分析概括能力。
3、情感态度与价值观:
接着学生良好的科学态度和实事求是的科喾精神。
教学重难点:
1、重点:
通过实例理解动能、势能的初步概念,探究影响动能大小的因素。
2、难点:
组织学生在探究中仔细观察、认真分析。
教学过程:
一、复习引入
师:
电流之所以能做功,就是因为它具有某种本领,能车,一个物体具有了做功的本领,我们说它具有了能量。
师:
同理,在力学量,如果一个物体能对别的物体做功,我们就说它具有了能量。
二、进行新课
师:
让生列举几个能够做功的物体。
生:
流水能将石头冲走;跑动的同学将别的同学撞倒;运动的汽车能将木杆碰倒。
师:
让生体会这些能够做功的物体有什么共同的特点?
生:
都在运动。
师:
我们就把物体由于运动面具有的能量,叫动能。
师:
物体的动能也是有大有小的,一个物体所具有的动能的大小小与哪些因素有关。
生:
猜测:
可能与物体的质量、速度、等有关。
师:
引导学生用实验来验证自己的猜想,设计教材实验。
生:
读教材探究部分的内容。
师:
让学生分析:
1、做该实验时,应注意什么?
2、如何控制速度?
生:
回答。
师:
演示。
生:
观察。
师、生:
得出结论:
质量相同的物体,运动的速度越大,它的动能越大,运动速度相同的物体,质量越大,它的动能也越大。
师:
思考:
小资料及想想议议的问题。
生:
阅读、讨论、思考。
师:
演示,将一铅球举起,它能否做功?
生:
能。
师:
它为什么能做功,让生自学“势能”内容,并归纳概括知识点。
生:
物体由于被举高而具有的能量,叫做重力势能。
物体由于弹性形变而具有的能量,叫做弹性形变。
重力势能和弹性势能统称机械能。
师:
引导学生分析重力势能大小的因素。
生:
质量的大小,高度。
三、小结
四、练习
五、板书设计
五机械能及其转化
课型:
新授
教学目标:
1、知识与技能:
能用实例理解动能和势能的相互转化,能解释一些有关动能、重力势能和弹性势能相转化的现象。
2、过程与方法:
通过实验认识动能和势能的转化。
教学重难点:
动能和势能之间的相互转化
教学准备:
多媒体课件、滚摆、单摆
教学过程:
一、复习巩固
师:
上节课我们学习了动能和势能,这两种能都有与物体的机械运动有关,帮它们统称为机械能。
师:
让生思考,当物体具有势能时,它能否直接对其他物体做功?
生:
不能。
师:
让生思考,具有重力势能的物体是如何对物体作功的?
生:
重力势能先转化为动能,再对其他物体做功。
师:
引入:
机械能中的动能与势能可以相互转化的。
二、进行新课:
师:
演示滚摆实验,让生分析在滚摆下落的过程中,其重力势能如何变化?
其动能如何变化?
生:
重力势能减小;动能增大。
师:
减小的重力势能哪里去了?
生:
转化为动能了。
师:
让生分析滚摆在上升过程式中能量是如何转化的?
生:
重力势能逐渐增大,动能逐渐减小,动能转化为重力势能。
师:
演示单摆实验并让生分析其中能量转化的过程。
生:
师:
让生阅读教材关于人造地球卫星的能量转化问题。
生:
阅读。
师:
提出问题:
根据机械能转化的相关知识分析,卫星在近地点与远地点的重力势能与动能哪个大哪个小?
在哪点时卫星的速度最大?
在哪点速度最小?
在卫星由近地点向远地点运行的过程中,其机械能是如何转化的?
生:
讨论、交流、回答。
师:
引导学生分析动能与弹性势能间的相互转化。
1、当球将弹簧压至最短时,能量是如何转化的?
2、当弹簧恢复原状将球弹出时,能量又是如何转化的?
生:
交流、讨论、回答。
师:
演示:
将一皮球抬高至某一高度,松手后,皮球下落,落地后又被反弹而起,分析此过程中机械能是如何转化的?
生:
讨论,交流。
1、下落过程:
重力势能转化为动能;
2、落地形变:
动能转化为弹性势能;
3、恢复原状:
弹性势能转化为动能。
4、上升过程:
动能转化为重力势能。
师:
拓展引申:
在刚才的过程中,如果没有能量的损失,开始有多少重力势能,就会转化为多少动能,也就转化为多少弹性势能,最后也会转化为多少重力势能,也就是说皮球会反弹至原来的高度,但事实上,皮天很难返回至原来的高度,为什么?
生:
有能量损失:
球与空气的摩擦,与地面间的摩擦,均会损失一部分机械难能。
师:
实际上,机械能在相互转化的过程中,一定有能量的损失,也就是转化为机械能以外的其他形式的能量,故其机械能是越来越小的,如果忽略能量损失,机械能在转化的过程中是守恒的。
正如人造地球卫星,由于其在轨道运行的过程中,机械能损失十分微小,故其运行轨道能够在较长的时间里不会有明显的变化,但终究有一天其机械能越来越小,其轨道半径越来越小,最终坠毁在大气层中。
三、小结
四、作业与练习
1、补充练习:
让生分析:
在奥运会上,绷床运动员从高空跳下,双被绷床反弹回空中的过程中,其机械能是如何转化的。
2、处理课后练习题
五、板书设计
- 配套讲稿:
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- 关 键 词:
- 第十五章 功和机械能 第十五 机械能