1、11.1 怎样才叫做功教案一、教学目标(一)知识与技能1、知道机械功的概念,理解做功的两个必要因素。2、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。(二)过程方法经历观察和解释生活、生产中的有关实例的过程,了解功和能的含义,学习从物理现象中归纳简单物理规律的方法。(三)情感态度与价值观通过观察生产、生活中的做功实例,认识到物理知识与自然现象、生产生活的紧密联系,培养乐于探索自然现象和物理规律的品格。二、教学重难点教学重点1、知道力学中的功的含义2、理解力学中做功的两个必要的因素。教学难点理解功的计算式和单位,会用公式进行简单计算三、教学过程新课导入:多媒体出示两幅图片,
2、两个人用了力,很累,做了工,但从物理学角度说这两个人没有做功。引入本节内容,怎样才叫做了功?新课讲解:(一)怎样才叫做功活动 1 找找共同点“活动 1”让学生通过观察两种情况做功时的共同点,建立功的概念。教材这样安排,一是为了避免抽象的说教,而通过联系生产和生活实际使学生感到亲切,从而激发学生主动探究的兴趣;二是渗透了科学方法。在教学中学生一般只注意到“物体移动了一段距离” ,而忽视“物体移动的距离是在力的方向上”这一特点,建议老师要有目的地引导学生回答下列问题:(1)这两幅图中同学的活动有什么共同点?(答:物体都移动了一段距离。 )(2)物体为什么会移动一段距离?(答:都受到了力的作用。 )
3、(3)移动的距离和力之间有何关系?(答:是在力的作用下,沿力的方向上移动的距离。 )(4)综上所述,怎样才叫做功?(答:物体受到力,并沿这个力的方向移动一段距离。)得出机械功的初步定义后,学生即可说出做功的两个必要的因素:作用在物体上的力和物体在力的方向上通过的距离。此时可引导学生分析教材图 13-1 做的功等于零的道理。让学生明确:“两个必要因素”的含义是指“缺一不可” 。如果只有作用在物体上的力,而没有物体在该力的方向上通过的距离,这个力就没有对物体做功。初中学生对知识的接受,在很大程度上依赖于表象,所以建立功的概念,只让学生观察活动 1 中的两幅图是不够的,为此教材又安排了“活动 2”。
4、活动 2 力对物体做了功吗“活动 2” 的目的是将“功”的概念运用到实际场景中,用功的两个必要因素判断力对物体是否做功,以加深对功的概念的理解。(a)小鸟将虫子从地里叼起来的过程中,小鸟对虫子施加了力(方向向上) ,虫子从地里被叼出来的距离和该力的作用方向一致,所以,小鸟对虫子做了功;(b)人将油桶沿斜面向上推,人对油桶持续用力,力的方向沿斜面向上,油桶在上升的过程中沿斜面移动的距离和该力的作用方向一致,因此,人对油桶做了功;(c)杠铃被举在高处静止不动,尽管运动员对杠铃始终施加力,但由于杠铃没有移动距离,因此,运动员对杠铃施加的力没有做功。然后让学生联系生活,列举更多做功和没做功的实例,以丰
5、富学生的认识。教师也可以提供一些实例,让学生分析(如能播放一些生活实际场景的录像片,效果更好) ,以下例子可供参考:(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?(答:木块受到手的拉力和重力的作用;两个力对木块都没有做功,因为虽然有力作用在木块上,但木块并没有在这两个力的方向上移动距离。 )(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?(答:拉力对小车做了功,重力对小车没做功。因为小车受到了水平向前的拉力,又在拉力的方向上通过了一段距离,所以拉力对小车做了功。而重力在竖直方向,小车的移动是水平方向的,不是在重力方向
6、上移动的,所以重力对小车没做功。 )(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?(答:不再对小车做功,因为此时小车虽然依靠惯性向前运动,它在水平方向上已不再受到拉力的作用,所以工人对小车不再做功。 )在学生讨论回答的基础上,归纳出三种不做功的情况,加深学生对做功的两个必要因素的理解:(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) 。(二)怎样测算功关于功
7、的计算公式、单位,可以直接告诉学生:既然物理学中规定“作用在物体上的力,使物体在力的方向上通过一段距离,就说这个力对物体作了功” ,因此, “功的大小”就由力和物体移动的距离决定,由此引出功的计算公式,并介绍功的单位。也可板画图13-1,引导学生通过回答下面的问题,讨论总结功的计算公式: (1)如图所示,水平面上的木块,受到水平方向的拉力 F,使小车在力的方向上通过了一段距离,拉力对木块做功了吗?(2)假设在甲这种情况下,木块受到的拉力为 1N,通过的距离是 s,拉力对木块做了 1 份功;那么,在乙、丙两种情况下,拉力 F2分别做了多少份功?将结果填入下面的表格:小车受到的拉力 小车沿力的方向
8、通过的距离 拉力对小车所做的功1N s 1 份功2N s2N 2s(3)分析表格数据,可知功的大小与力的大小和距离的大小有什么关系?(答:力越大,使物体移动的距离越远,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。 )(4)如果用 W 表示功,用 F 表示力,用 s 表示物体在力的方向上通过的距离, (同时板书三个字母及对应的物理量名称) ,则功的大小可表示为 W=Fs。关于功的单位焦(J) ,要让学生弄清其来历,并尝试解释 1J 的物理含义(用 1N 的力使物体在力的方向上通过 1m 的距离,所做的功为 1J) 。为了提高学生的兴趣,还可让学生按教材图 13-5 所示
9、的方法把两个鸡蛋(或两个钩码)匀速举高 1m,计算做的功,让学生对 1 焦耳功的大小形成感性认识。还可用多媒体课件播放有关焦耳在物理学方面的贡献和事迹,组织学生阅读,激发学生学习物理的兴趣,激励他们发奋学习,刻苦钻研。活动 3 怎样正确地测算功“活动 3” 的目的是帮助学生理解功的计算公式。通过对错例的分析、讨论,学生会发现:(1)2000N 的重力并没有对车子作功。因为重力的方向是竖直向下的,而车子是在水平方向上移动。(2)要计算人拉车的力所做的功,就要用拉力的大小乘以车子在拉力方向上通过的距离。已知车子沿拉力的水平方向前进了 5m,所以还需要知道拉力的大小。“例题”通过具体实例,让学生练习运用公式计算功。该题的关键是要让学生明确:利用公式 W=Fs 计算功时,力 F 和移动的距离 s 要对应,即距离 s 必须是沿着力 F 的方向通过的距离。(三)机械功原理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。学生在八年级已学过简单机械,这里可适当结合滑轮或杠杆,说明使用机械只能省力或省距离,但不能省功,让学生对机械功原理有初步的感性认识。