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1、1.2功和能第2节功和能一、三维目的(一)、知识与技能1.知道功的原理，明确任何机械均不能省功;2.认识斜面是一种典型的简单机械，并能分析其在生活中的实例;3.知道能量的定义，知道对应于不同的运动形式具有不同的能量;4.知道物体能够对外做功是由于物体具有能量;5.理解功是能量转化的量度;6.理解不同能量之间的转化，知道转化中总能量守恒.(二)、经过与方法1.通过实验探究揭示物理事实，总结物理规律;2.能从能量转化的角度来分析物体的运动，解决有关能量问题;3.知道功和能之间的区别和联络.(三)、情感态度与价值观1.通过实验探究揭示物理事实这一经过体验，培养学生实事求是，尊重事实的良好品质;2.通
2、过学习功和能之间的关系，使学生了解事物之间是互相联络的，并学会从功能角度去探索自然规律.二、教学重点1.理解功的原理；2.理解功和能的关系；3.知道能量的转化用做功的多少来量度.三、教学难点在详细的问题中怎样得到能量的详细转化情况，并用做功来定量地反映这种转化.四、教具准备演示实验器材：1.木板上面有等距离直线一块；2.木块一个；3.硬纸板制杠杆模型；4.图钉一个.学生实验器材：1.轻质滑轮一个；2.米尺一把；3.弹簧秤一个；4.铁制滑轮2个；5.线绳其他器材：多媒体设备、CAI课件.五、教学经过导入新课老师提问：温习做功的两个必要因素是什么？学生回答：一、作用在物体上的力；二、物体在力的方向
3、上发生的位移.老师接着问：人类很早就已经开场使用机械来做功了，那人们使用简单机械的作用是什么呢？学生考虑并回答：使用简单机械能够省力，或者省距离，或改变力的方向.老师活动：使用简单机械能够省力，或者省距离，但是能省功吗？下面我们就来研究可不能够找到既能够省力又省位移的机械.推进新课一、功的原理板书老师提问：要把这个物体运到高处，有哪些方法？学生考虑并回答：能够用手直接把物体提上去；可用杠杆把物体提上去；还能够用动滑轮或滑轮组把物体提升上去.老师活动：很好，用手把物体提上去，力对物体做功了吗？做了多少功？请观察实验.演示1在木板前将物体拉升h高度W=Gh演示2用杠杆来提升物体.用硬纸板制成杠杆，
4、一端用图钉固定在木板上，动力臂为阻力臂的三倍.让物体底面和动力作用点分别对准一条直线，请大家观察.老师提问：这个杠杆是什么类型？F为多大？学生考虑并回答：是省力杠杆，F=G/3.老师提问：当用力F匀速将物体提升h时，F对杠杆做功了吗？为什么？学生回答：做了，因杠杆沿力F的方向移动了距离.老师接着提问：那移动的距离又是多少？动力作用点学生回答：是物体升高距离的3倍，即3h.老师提问：在提升经过中杠杆对物体做功了吗？做的功是多少？学生回答：W=Gh.老师提问：哪个功相当于人直接用手做的功？动力对杠杆做功怎样计算？学生回答：杠杆对物体做的功.人直接用手做的功W=Gh.人利用杠杆做的功GhhGFsW=
5、33.即W=W板书.演示3用刚刚的杠杆，使动力臂为阻力的一半时，请观察匀速提升物体.这是什么类型的杠杆，F为多大？费力杠杆，F=2G当物体升高距离为2h时，动力作用点移动的是多少？动力作用点移动的距离为h，人对杠杆做的功W=2Gh人不用杠杆做的功：同样W=2Gh即W用杠杆=W不用杠杆板书老师提问：无论使用省力杠杆还是费力杠杆能够省功吗？使用省力杠杆和费力杠杆都不能省功.为什么？两次实验结论都是，人利用机械做的功，都等于不用机械而直接用手所做的功.学生实验学生实验分成两个内容，两人一组，学生分成两部分，两个实验并进.分组实验1用轻质滑轮实验装置如图，将重2N的物体匀速提升0.2m.注意强调用手匀
6、速，竖直向上拉绳时，GF21=.并将实验数据填在表格里，把表格投影出来并计算出W用和W不用.分组实验2用较重的铁制滑轮用一动一定滑轮组成滑轮组，将重2N的物体匀速提升0.2m，实验装置如图,测量数据及注意事项与实验1一样.利用动滑轮做的功，等于不用动滑轮而直接用手所做的功.做实验2的同学的实验结果是什么？利用滑轮组所做的功大于不用机械所做的功.为什么与实验1的结论不同呢？W用W不用板书.老师点评：由于我们实验2中的动滑轮比实验1中动滑轮重得多，在提升物体的同时还要把动滑轮提起来，自然要多做些功.下面请大家用弹簧测力计测出动滑轮的重是多少？G=1N.这时人用滑轮组做的功:W用=W不用+W轮老师总
7、结：这节课我们做了四个实验，据实验结果请回答:1.省力机械还是费力机械能够省功？都不能省功.2.自重和摩擦力大的机械还是自重和摩擦力小到可忽略不计的机械能够省功？都不能省功我们把自重和摩擦力小到能够忽略不计的杠杆视为理想机械，由前三个实验可见功的原理principleofwork：使用任何机械时，动力对机械所做的功，总是等于机械克制阻力所做的功，或表述为等于不用机械而直接用手所做的功适用于理想的机械.但无论是理想机械还是非理想机械都有：W输入=W输出+W损失即便用任何机械都不能省功.老师提问：不省功的原因是什么呢？因省力的机械必费距离，省距离的机械一定费力，而功=力距离，所以不能省功.我们的结
8、论是利用简单机械研究的结果，能适用于复杂机械吗？同样适用.由于复杂机械是由简单机械组合而成的.例：自行车是由多个杠杆、轮轴等简单机械组成的，所以利用自行车做功也不能省功.【知识拓展】斜面知识请看课本P9图1-10中工人师傅将很重的木块，沿搭在高处的木板推上去，这情景生活中经常能够见到.这个木板也是一种简单机械叫斜面.斜面是省力还是费力的机械？学生回答：省力的简单机械.老师活动：斜面是一种省力的简单机械.斜面为什么能够省力？省多少力？我们根据功的原理能够求出：WG=Fl=Gh假设斜面很光滑，无摩擦时.F=Gh/l=Gsin由公式可见，斜面长是斜面高的几倍，推力就是物重的几分之一，所用的力能够小于
9、重物所受的重力，也就是讲斜面能够省力.老师总结：要使重物升高一样的高度，斜面越长越省力.板书用多媒体介绍一些斜面应用的例子：工人师傅将油桶沿斜面推上车，如何才能更省力？搭在车上的木板越长越省力.老师提问：为什么有人沿盘山公路上山觉得费力时，就在公路上走S形道路.由于盘山公路是个大斜面，当使物体升高一样的高度，斜面越长越省力.走S形道路相当于加长了斜面的长度，因而走S形道路更省力.简单介绍螺旋是一种变形的斜面，它能省力，也能节省空间.投影螺丝钉与上海南浦大桥的螺旋式引桥的图片，要求学生课后查阅相关资料给予解答.二、做功和能的转化初中我们学过能量守恒定律，同学们回忆一下该定律的内容：能量既不会消灭
10、，也不会创生，它只会从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到另一个物体，而在转化和转移经过中，能的总量保持不变.这是我们在初中已经学过的功和能的有关知识，对功和能也有了一个简单的认识，并能定性地分析某些物理现象，本节课我们进一步来研究能的基本知识以及功和能的关系.1、能的概念：粗浅地讲,假如一个物体能够对外界做功,我们就讲物体具有能量,如流动的河水能够推动水轮机而做功，举到高处的铁锤下落时能够把木状打进土里而做功，流动的河水、举高的铁锤都具有能量。请同学们结合生活，举些物体具有能量的例子.张紧的弓能够做功，所以它具有能.电动机通电后能够做功，它具有能.打夯机能做功，它具有能.流动的空气能
11、做功，它具有能.结合学生所举的例子总结：物质的不同运动形式对应着不同的能.例如：有形变的弹簧具有弹性势能；流动的空气具有动能等.演示：把弹簧固定在铁架台上，下端挂一物体，用力向下拉物体，使弹簧伸长后释放，物体将向上运动.分析：拉下物体，弹簧发生弹性形变具有弹性势能.松手释放后，弹簧缩短，对物体做功使物体具有了动能，同时弹簧的弹性势能减小，即把弹性势能转化为动能.总结：各种不同形式的能量能够互相转化，而且在转化经过中能量守恒.请学生分析能量的转化情况.1水冲击水轮发电机发电.机械能电能2太阳出来，照射森林.太阳能生物能3黄昏，电灯亮了.电能光能(内能)过渡：上边我们分析了几种能量转化经过，并且在
12、能量转化经过中与之严密相关的是做功.那么功和能之间到底有什么关系呢?2、功和能的关系1.分析下面几个经过1人拉重物在光滑水平面上由静止到运动.2在水力发电厂中，水流冲击水轮机，带动水轮机转动.3火车在铁路上前进.2.师生共同分析1在人对重物做功的经过中，人的生物能转化为物体的动能.2在水力发电厂中，水流冲击水轮机转动，进而带动发电机转动而做功，水流的机械能转化为电能.3火车前进而做功，把油和煤的化学能转化为内能，又把内能转化为火车的机械能.在上述经过中，发生了能量转化且都伴随着做功经过，板书做功使不同形式的能量发生转化.过渡：那么在能量转化中，能量的转化和所做的功之间有什么关系呢?3.举例讲明
13、1举重运发动把重物举起来，对重物做了功，重物的重力势能增加，同时运发动消耗了体内的化学能，且运发动做了多少功就有多少化学能转化为重力势能.2被压缩的弹簧放开时把一个小球弹出去，小球的动能增加，同时弹簧的弹性势能减小，且弹簧对小球做了多少功，就有多少弹性势能转化为动能.类似的例子还很多，归纳得到：做了多少功，就有多少能量发生转化.板书功是能量转化的量度.过渡：通过上述分析，功和能之间有着密切的联络，那么它们之间有什么不同呢?4.老师概括功和能的不同1功是和物体的运动经过有关的物理量，是一个经过量；能是和物体的运动状态有关的物理量，是一个状态量.2做功能够使物体具有的能量发生变化，而且物体能量变化
14、的大小是用做功的多少来量度的，但功和能不能互相转化.【方法引导】做了多少功，就有多少能量发生转化.反过来我们可以以用一个经过中能量转化的多少，来量度在这个经过中做了多少功.十分是在变力做功的情况下，不能直接用公式来计算功的大小，但能够通过能量转化的多少来得知做功的多少.【稳固练习】1.关于功和能，下列讲法正确的是A.功就是能，功能够转化为能B.做功越多，物体的能越大C.能量转化中，做的功越多，能量转化越多D.功是物体能量的量度2.运发动将质量为150kg的杠铃举高2m：1运发动做了多少功?2有多少化学能转化为杠铃的重力势能?参考答案：1.C2.13103J23103J课堂小结通过本节课的学习，
15、我们知道了机械功的原理以及功和能之间的关系两部分内容.了解了任何机械都不能既省力又省位移，即便用任何机械都不能省功.做功的经过就是能量转化的经过，并且做了多少功就有多少能量发生了转化.在以后的学习中，要注意运用功和能的观点、能的转化与守恒定律来分析和解决问题.布置作业1.课本P11作业1、2、3.2.考虑题1一个质量分布均匀的长方形木块，放在粗糙的水平地面上，长为2a，宽为a，若要把它从图中所在的位置直立起来，外力至少要做多少功?2挂在竖直墙壁上的长1.80m的画，画面质量为100g，下面画轴质量为200g，将它沿墙缓慢卷起，g取10m/s2，需做_J的功.参考答案：2.1mga2)15(24.5板书设计一、功的原理：使用任何机械时，动力对机械所做的功，总是等于机械克制阻力所做的功.1.使用机械时，人们所做的功都等于不用机械而直接用手所做的功适用于理想机械.2.使用任何机械都不省功.3.斜面是一种省力的机械.