2023学年完整版《机械功》案例2

《机械功》教学案例(2)【教案设计】上海教育出版社八年级第二学期、第四章机械功一、【教学目标】1．知识与技能①理解功的概念，理解做功的两个必要因素②能利用公式W=Fs进行简单的计算2．过程和方法目标①在课堂活动中，能够通过分析讨论，归纳得出做功的两个必要因素②经历探究做功多少与力和距离关系的过程，感受科学方法在学习中的应用。3．情感态度与价值观在课堂活动中体会交流与合作，感受成功的喜悦；关注物理与生活的联系二、【教学重点与难点】【教学重点】做功的两个必要因素【教学难点】功的概念的建立三．【教学准备】弹簧秤、木板、泡沫塑料板、木块、大铁块、大钉子、多媒体课件课前在木块和塑料板上分别钉入几颗钉子，并将木板上的一些钉子钉牢。四．【教学过程】一、功的概念1、实验引入教师：在开始上课之前，老师要请一位同学来完成一项任务----徒手拔钉子，哪位同学可以上前完成？请一个力气较大的学生上台拔钉子，其他同学观察。结果泡沫塑料上的钉子能拔出，木板上的钉子拔不出。问题1：拔钉子的过程中，这位同学施加给钉子的力向哪个方向？问题2：他对哪个钉子用的力最大？问题3：力作用在钉子上主要有什么效果呢？通过提问，使学生清楚力的方向、比较力的大小，并从力的作用效果的角度分析钉子在力的作用下的变化教师：这位同学对每个钉子都用了力，有的力虽然小，但能使钉子在力的作用下向上运动拔出来，有的力虽然大，但却没达到效果。从物理学的角度讲，拔泡沫板上钉子的力虽小，但力对物体做了功；拔木板上钉子的力虽大，但力不对物体做功。那么，什么是物理中的“做功”，它与生活中的“做工”有什么不同？今天我们就来学习有关机械功的知识。2、做功的两个必要因素教师：生活中的“功”有“贡献”、“成效”等含义，物理中的功吸收了“成效”的意思，但它有更特殊的含义。在物理中，什么是做功呢？我们通过下面几个现象来了解。演示1:用弹簧秤水平拉动木块。问题：拉力向哪个方向？木块在拉力的作用下有什么变化？教师：拉力作用在木块上，有成效，使木块沿拉力的方向通过一段距离，我们就说拉力对木块做功。演示2:用弹簧秤水平拉大铁块，铁块不动。问题：拉力向哪个方向？铁块是否沿拉力的方向通过一段距离？教师：拉力虽然作用在铁块上，但没有成效，没能使铁块在拉力作用下沿拉力的方向通过一段距离，拉力不对铁块做功。演示3：用弹簧秤竖直拉着小球上升。问题：拉力向哪个方向？小球在拉力的作用下有什么变化？教师：拉力作用在小球上，有成效，使小球沿拉力的方向通过一段距离，我们就说拉力对小球做功。演示4：用弹簧秤竖直拉着小球保持静止问题：拉力向哪个方向？小球在拉力的作用下有什么变化？教师：拉力作用在小球上，没有成效，没能使小球在拉力作用下沿拉力的方向通过一段距离，拉力不对小球做功。问题：现在我们知道了物理中“做功”的情况，它与生活中的“做工”有什么区别吗？学生：物理中的“做功”用了力就必须要有成效，生活中的“做工”不一定有成效。教师：这里的“成效”指的是什么？学生：物体沿力的方向移动一段距离。教师：通过这些现象，你能否自己归纳出来，在什么情况下可以讲力对物体做功？学生归纳，引入功的概念。归纳：一个力作用在物体上，且物体沿力的方向通过了一段距离，物理学上称这个力对物体做了机械功，简称做了功。教师：根据刚才的现象和功的概念，我们可以看到在物理中做功需要同时具备哪些因素呢？学生归纳做功的两个必要因素。归纳：做功的两个必要因素：一是作用在物体上的力二是物体沿力的方向通过一段距离二、功的辨析教师：下面我们一起用功的知识来判断力是否对物体做功？投影1：小孩拉动木箱。问题：小孩对木箱的拉力沿哪个方向？拉力是否对木箱做功？为什么？投影2：叉车举起货物。问题:叉车对货物的举力沿哪个方向？举力是否对货物做功？为什么？投影3：起重机提起集装箱。问题：起重机对集装箱的拉力沿哪个方向？拉力是否对集装箱做功？为什么？投影4：举重运动员举杠铃过程。问题1：运动员用力将杠铃向上举起的过程，举力是否做功？为什么？问题2：运动员举着杠铃保持不动的过程，举力是否做功？引导学生利用做功的两个必要因素来分析判断。物体受到力，但没有移动距离，力不对物体做功。投影5：运动员扔铅球。问题：运动员扔铅球,球离开手后在空中飞行的过程中,运动员是否对铅球做功？引导学生分析，空中飞行中的物体不受推力，是因为惯性通过一段距离，没有推力做功。投影6：人抬着物体在水平面上行走。问题：人对物体的支持力是否对物体做功?为什么？引导学生分析。教师投影力和距离的关系。教师：此时支持力的方向是竖直向上，而物体是水平移动一段距离，并不是沿力的方向通过一段距离，且力的方向与移动距离的方向垂直，所以支持力不对物体做功。投影7：人抬着物体沿斜面走到顶端。问题：人的支持力沿哪个方向？支持力是否对物体做功？为什么？引导学生分析力的方向和距离的方向，并根据效果分解通过的距离。教师：人沿斜面走的过程有两个效果，一个是水平移动，一个是竖直向上移动，这两个移动是同时进行的，而竖直向上移动正是沿支持力的方向移动。所以支持力对物体做功。归纳：不做功的情况：①有力没距离②没有力，由于惯性运动③力和距离方向垂直三、功的计算1、比较做功的多少教师：生活中有许多机械功的问题，连寺庙里的老方丈也遇到了有关功的问题，你能否帮他解决呢？投影：老方丈的烦恼问题1：两个和尚有没有对材料做功？问题2：如何来比较谁做的功多呢？是力气大的，还是距离大的呢？教师：要解决这个问题我们需要知道功的多少与力和距离的关系？如何研究它们的关系呢？学生：控制变量。教师：研究功与力的关系时，应保持什么相同，改变什么？学生：保持通过的距离相同，改变力的大小教师：研究功与通过的距离的关系时，应保持什么相同，改变什么？学生：保持力相同，改变通过距离的大小。演示1：第一次将一块砖从地面拿到椅子上，第二次同时将两块砖从地面拿到椅子上。问题：哪一次做的功多？说明什么？引导学生归纳得出结论：物体沿力的方向通过距离相同时，力越大，做的功越多。演示2：第一次将一块砖从地面拿到椅子上，第二次将一块砖从地面拿到桌面上。问题：哪一次做的功多？说明什么？引导学生归纳得出结论：力相同时，物体沿力的方向通过距离越大，做的功越多。教师：力越大，物体沿力的方向通过距离越大，做的功越多。那么当距离和力都不相同时，我们可以通过计算力和距离的乘积比较功的多少。引出功的计算公式。W=Fs介绍功的单位。2、功的计算教师：下面我们就利用公式，计算力对物体所做功的多少。例题1：一个重为100牛木箱放在水平地面上，某人用20牛的水平拉力拉着箱子前进2米，求：⑴人对木箱做的功是多少？⑵人将这个木箱匀速举起米，所做的功是多少？引导学生分析问题1：题目要计算哪个力对物体做的功？问题2：根据公式，你需要哪些条件来计算？你能否在题目中找到这些条件？问题3：人在举起木箱时对木箱的举力是多少？为什么？解：⑴W=Fs=20牛×2米=40焦⑵∵匀速举起∴F=G=100牛W=Fs=100牛×米=50焦例题2：质量为2吨的汽车在平直公路上行驶时，受到的阻力为汽车重力的倍，它先匀速行驶了2千米，接着关闭发动机后又行驶了55米后停下，求在整段路程中动力对汽车做的功？问题1：题目要计算哪个力对汽车做的功？问题2：如何计算动力的大小？引导学生利用二力平衡的知识确定动力的大小问题3：汽车在动力的作用下，沿力的方向通过的距离是多少？解：∵匀速行驶∴F=f===×2000千克×牛/千克=3920牛W=Fs1=3920牛×2000米=×106焦四、小结学生小结本课所学主要内容思考：如何计算你从一楼走上三楼所做的功。五、作业1、计算你从一楼走上三楼所做的功2、课本P17，第1、2、3题教案设计说明在本节课中，“功”是物理学中的重要概念，是继续学习功率和能量转化的重要基础。功的概念比较抽象，较难理解，虽然学生在第三章中已经学习了力的作用效果，但是对“功”尚没有认识。所以我将这节课的难点确定为功的概念的形成，将理解做功的两个必要因素作为本节课的重点内容。学生已经知道了力的作用效果，也比较熟悉生活中“功”的含义：功劳、贡献、成效。物理中的“功”也有成效的含义，即力作用在物体上时使物体沿力的方向移动一段距离。所以这节课从学生熟悉的实验现象出发，通过一系列做功和不做功的对比演示，由学生自己进行分析、归纳，得出功的概念。在得到功的概念后，我以生活中常见现象设置情景，由学生分析力是否做功。通过对做功和不做功的辨析，加深学生对做功的两个必要因素的理解。这一部分以学生的分析讨论为主，让学生在交流碰撞中得到并巩固判断做功的方法。在功的计算教学中，我设计了比较做功多少的问题，让学生经历应用科学方法探究问题、解决问题过程，并在探究过程中，形成物理知识。教学反思兴趣是中学生学习的最大动力，在课堂教学中教师要创设有利于学生学习的教学情景，激发学生的学习热情，学生积极、主动的学习能够有效地提高课堂教学效果。本节课开始，在拔钉子的活动，学生观察拔钉子现象，做不做功与力的大小形成鲜明对比，学生对“功”的疑问油然而生，对接下来的学习充满兴趣。教学要关注学生学习能力的培养和科学态度、科学精神以及正确价值观的养成。在本节课中，学生对常见现象进行观察、分析、对比、总结，自己通过思考领