2023学年完整版《机械功》案例

《机械功》教学案例(1)I：教案一．【教学目标】1、知识与技能：（1）知道机械做功有快有慢的基本事实。（2）理解功率的概念：知道功率的大小反映做功的快慢程度；知道功率的定义、公式及其单位。2、过程与方法：（1）通过对做功快慢的研究，学会用控制变量法研究问题。（2）通过对做功快慢的表格数据的处理，学会填写表格和处理表格中的数据来研究物理问题的方法。（3）通过对功率与速度的对比，学会用类比法将新旧知识进行对比。3、情感、态度与价值观：（1）通过对做功快慢与哪些因素有关的主动探究，学会自主学习的习惯。二．【教学重点与难点】【教学重点】功率概念的形成过程。【教学难点】理解功率的大小反映做功的快慢程度。三．【教学准备】砖块（若干）、秒表（2只）、多媒体演示课件、学生活动卡四．【教学过程】（一）、引入新课1．通过实验复习做功的两个必要因素及机械功的计算公式。师：在讲台旁的地面上放着一块砖，老师现在将砖块搬到讲台上。问：老师对这块砖做功了吗？生：做功了。师：你判断我做功的理由是什么？生：你给砖块施加了一个向上的力，且砖块在力的方向上通过了一段距离。师：你知道我做了多少功吗？生：不知道。师：有办法知道吗？生：可以计算得出，若给出砖块的重力和讲台的高度，可以根据功的计算公式W=Gh算出。师：事先我已经测出了一块砖重约为20牛，讲台的高度为米，刚才老师做了多少功？生：16焦耳。（二）、新课讲授１．功率的初步含义师：现在，在讲台旁地上的两个位置，分别叠放着质量相等的4块砖。我请两位同学帮忙把砖搬到讲台上。（选一男一女两名同学）要求：两个人要同时搬砖，女同学力气小，你可以一块一块的搬，男同学也要量力而行，千万不要砸到脚。问：好，砖都搬完了，他们做的功是否相同？生：相同。师：做了多少焦耳的功？生：64焦耳。师：他们做功的什么不同？（若回答不出，可提示：是谁先把砖搬完的？）生：所花时间不同（快慢不同、速度不同）（注：若有学生说速度不同，可问：速度是表示什么的物理量？运动快慢。这里两位同学有没有作机械运动、运动了一段路程？他们在干什么？做功）师：男同学所花的时间短，他做功快。师：看来，做功不仅有多少之分，还有快慢之分。师：我们今天主要来研究做功快慢的问题。那该如何比较物体做功的快慢呢？（板书）一、比较物体做功快慢的方法：师：初二时我们已经学过物体的运动有快慢，我们是如何比较物体运动快慢的呢？（多媒体：比较物体运动快慢的方法：）生：路程相同比时间，时间短的运动快。生：时间相同比路程，路程长的运动快。师：好，我们重温一下刚才的画面。甲和乙谁做功快？生：在做功多少相同时，甲所花的时间短，甲做功快。师：好，我们来总结一下：（板书）①做功相同比较时间，时间短的做功快；师：其实呢？老师在讲台后堆了好多块砖，我们再请两位同学帮助老师来做实验，看大家能不能判断出他们谁做功快、谁做功慢？（最好选两名男同学，体现出比赛的气氛）要求：①老师一声令下就开始搬，说停都停下，砖没搬到讲台上不算。②搬的同学一定要注意安全，量力而行，千万不要砸到脚。师：谁做功快？你是如何比较的？生：看他们谁搬的砖多，谁搬的砖多，谁做功快。师：搬的砖多代表做功多，做功多就是做功快吗？他说的是不是不够完整？有同学要补充吗？生：在时间相同时，做功多的，做功快。师：你怎么知道时间相等？生：因为同时开始，同时结束。师：很好，比较物体做功快慢的第二个方法是：②时间相同比较做功，做功多的做功快。（板书）师：看来，做功的快慢跟两个因素有关：做功的多少和做功的时间。（用红色粉笔圈出）师：我们刚才在研究问题的时候采用了怎样的方法？生：控制变量法。２．功率的概念（1）、学生探讨与归纳师：但现实生活中不同的物体做功的多少不一定相同，做功的时间也不恰好相同，我们该如何比较它们做功的快慢呢?为了更好的研究出这个的问题，先请同学们设计出一个实验方案：该方案要求做功的多少不同、做功的时间也不同，并且两个物理量的大小都可以测出。老师可以给你们提供一些实验器材，你们自行选择，并说出你的实验方法，可提供的有：秒表、弹簧秤、体重秤、刻度尺、砖块若干、哑铃（2个）、带钩子的木块。实验设计得越简单越好，测量工具你可以选几个，物体选其中一种就行了。好，现在我们分成小组讨论，前后四个同学组成一个小组，看哪个小组设计的方案又快又好。待会儿请同学们汇报你所选择的实验器材和你的实验方法。生甲：两位同学在教室里跳台阶，量出两位同学的体重及台阶的高度，可计算出功的大小，用秒表计时。生乙：让两位同学用弹簧秤拉着物体在桌上匀速移动一段距离，计算出功的大小，秒表计时。生丙：让两位同学把不同数目的砖块搬到讲台，可以根据砖块的总重和讲台的高计算出功的大小，秒表计时。生丁：将砖块提起一段距离，根据物理课本的重和提起的高度算出功的大小，秒表计时。师：同学们设计的方案都非常的好，但由于时间关系我们只做其中的一个，同学们觉得哪个实验好？生：搬砖，因为搬砖块我们只需要计时就可以了，讲台的高度和砖块的重已经有了。师：好，这次我们请一个男同学和一个女同学来。猜猜看谁做功快？生：男同学师：请一个大个子女同学和一个小个子男同学。学生们摇摇头，认为猜不出。谁来计时？师：实验已经完成了，报一下他们所花的时间？谁做功快？课桌里有张学生活动卡，你能通过完成第一份表格告诉我答案吗？物理量学生砖块总重G（牛）讲台高ｈ（米）功W（焦）时间ｔ（秒）师：填表时把所有物理量的单位都写上。你是怎么比较得出他做功快的？生：我用功的大小除以做功的时间，得出在一秒的时间内做功的多少，一秒内做功多的做功快。师：那你为什么想到要用除呢？生：以前在学习速度、压强时采用了这样的方法。（我们在进行表格分析时，不同的物理量不能相加或相减，除一下的目的是比较一秒的时间内他们做功的多少，做功多的做功快。）师：哦，老师明白了。当两个物理量都不相同时，你们想办法将不相同的时间化为相同的时间，都是一秒钟，比较一秒的时间内做功的多少，做功多的做功快。师：其他同学也是这样比较的吗？师：那物理量上我们把一秒、一分、一小时都叫做什么时间？生：单位时间。师：同学们刚才就是在比较单位时间内做功的多少，单位时间做功多的做功快。（指导学生将表格中最后一个空格填上：单位时间内完成的功。）（2）、教师总结师：物理学上我们给单位时间内完成的功一个名字叫做功率。（板书）二、功率（表示物体做功快慢的物理量）定义：单位时间内完成的功分析表格:单位时间内完成的功多，即功率大；单位时间内完成的功少，即功率小。再由表格中功率大，做功快，功率小，做功慢，得出：功率反映了做功的快慢。符号：P师：我们刚才是怎样计算出功率的？生：用功去除以时间。师：功的符号是W，时间的符号是t,得出功率的计算公式。公式：师：该公式再次告诉同学们功率的大小即做功快慢与做功的多少和做功的时间有关。与前面知识相吻合。师：若知道了功率和时间，如何求功的大小？公式推导W=Pt,该公式说明做功多少与功率和时间有关。那如何求时间？（多媒体）判断：1.机器做的功越多，功率越大。2.机器做功的时间越少，功率越大。3.机器的功率越大，做的功越多。4.机器的功率越小，做功越慢。师：根据公式，功率的单位是焦耳/秒，它有一个专门的名称叫瓦特。符号也是W，1瓦特就是1焦耳/秒。生活中还常使用千瓦这个单位，很显然1千瓦等于1000瓦特。4、单位：瓦特（W）千瓦（kW）1瓦特=1焦耳/秒师：你知道1瓦特的物理意义吗？生：1瓦特表示在一秒的时间内做了1焦耳的功。师：1瓦特究竟有多大？师：把两个鸡蛋托起1米，所做的功就是1焦耳，如果花的时间是1秒，则托起两只鸡蛋的功率就是1瓦特。师：瓦特其实是英国一个科学家的名字，我们来认识一下他。介绍：詹姆斯·瓦特（JamesWatt）国

籍:英国出生年代:1736成就：蒸汽机

在瓦特之前，已经有纽科门发明的蒸汽机，但是消耗大而效率低，瓦特花了10年时间，研制出精巧实用的新型蒸汽机，由此把英国带入了工业革命。无论是冶金、矿山、纺织还是交通运输，都开始使用蒸汽机来替代人和牲畜，为了纪念瓦特这位伟大的发明家，人们把常用的功率单位定为瓦特，简称瓦。师：我们感谢瓦特，是他的辛勤劳动、他的发明帮助人类节约了人力和物力，使得社会飞快地进步，另外我觉得我们也要感谢今天课堂上为我们搬砖的同学们，是他们的劳动让我们更好地学得了知识。来，给他们点掌声。但在现实生活中、在工地上我们是不是还常看到用人力来搬砖呢？生：不是，我们常使用机械（起重机、吊车）代替人力搬砖。师：为什么要使用机械？生：因为机械的功率比人做功的功率大，做功快。（多媒体：吊车、起重机）我们人力搬砖的功率只有几瓦，而机械会有几千瓦、几十千瓦。师：老师希望我们同学们将来也能发明或制造出更有用的机械造福人类。师：好，接着我们来了解一些功率值，请同学们告诉我人骑自行车时的功率是多少？它的物理意义是什么？四幅图中谁的功率最大？谁做功最快？谁做功最多？判断：轮船的功率大于人骑自行车的功率，轮船一定做功快。苍蝇的功率小于人骑自行车的功率，苍蝇做功可能快。（三）考考你1．下列说法中正确的是（）A．物体做的功越多，则功率就越大B．物体做功的时间越短，则功率越大C．在相同的时间内做的功越多，功率越大D．功率越大，则做功越多2．使用机械做功时，下面说法中正确的是()A．功率大的机器一定比功率小的机器做功多。B．功率大的机器一定比功率小的机器做功时间少。C．功率小的机器一定比功率大的机器做功慢。D．功率小的机器可能比功率大的机器做功快。（四）与旧知识类比功率与哪个物理量在概念及概念的形成过程相似？

功率表示()的物理量表示()的物理量定义

符号

公式

单位

师：类比法是学习的一种很好的方法，它能帮助我们更好的掌握新的知识，同时也能巩固旧知识，希望同学能学会这样的学习方法。（五）总结1、本节课你学到了哪些知识？2、学到了什么学习方法？3、你还有哪些收获或想法？（六）作业1、物理量人做功多少（焦）所用时间（分）甲2001乙200丙1001（1）甲、乙两人中做功较快的是，理由是；（2）甲、丙两人中做功较快的是，理由是；（3）乙、丙两人中做功较快的是，理由是；因此，物理学中引入了这一物理量来表示做功的做功快慢。2、一台机器用2分钟时间做了6×104焦耳的功，这台机器的功率是多少？若它工作小时，做多少的功？3、为了给一个工厂供水，需要一水泵，要求每天用2小时把360米3的水送到40米高处的水箱里。你能帮该工厂算一算需要购买功率至少是多少kW的水泵吗？（g取10N/kg）4、比一比你和同班同学谁上楼的功率大。需要测量哪些物理量？需要用到哪些测量仪器？应该怎样测量？Ⅱ：教案设计说明在学习功率时，需具备的知识：(1)做功的两个必要因素；（2）功的计算公式，即W=Fs。本设计的基本思路是：以实验事实为基础，指导学生分析、推理出结论。本设计首先通过实验，引出物体做功有快有慢的问题；然后引导到如何比较物体做功快慢的问题，从简单入手逐步过渡到建立功率的概念，最后通过练习、讨论，巩固功率的概念。本设计要突破的难点是：理解功率大小反映做功的快慢程度。方法是：先通过简单实验让学生认识到做功不仅有大小之分，还有快慢之分，然后自然地过渡到比较物体做功快慢的方法，再通过让学生自己设计实验、完成实验、分析实验数据，逐步引出功率是反映做功快慢的物理量。本设计要突出的重点是：“功率”的形成过程。方法是：通过学生完成做功来演示做功除有大小外还有快慢的事实，然后引导学生利用控制变量的方法得出比较物体做功快慢的方法，直到形成功率的概念。本设计强化了物理概念的形成过程，重视科学方法的教育。完成本设计的内容需1课时。Ⅲ：教学反思功率的概念来源于生产和生活，功率的知识是机械功概念的进一步延伸，在生产和生活实际中应用的例子很多很广，而且功率又是联系实际生活和科学实践的纽带，教学中应充分利用这一优势，使抽象的物理概念变得富有实际意义。教学中要发展学生应用知识解决实际问题能力，树立正确的价值观。本节的教学重点是使学生确切地理解功率的概念，会进行功率的计算；尝试自己设计实验，测量人在搬砖时的功率。在建立“功率”概念中，让学生充分体会控制变量的学习的方法，通过观察实验，体会用比值方法来建立新的