物理九年级第十一章《机械功与机械能》教学学案设计（沪粤版）

第3页共3页沪粤版物理九年级第十一章《机械功与机械能》学案设计11．1怎样才叫做功学习目标：1.理解功的两个必要因素；2.记住功的定义、计算公式和单位，并会用功的公式进行简单计算。学习重点：能判断物体在什么情况下做了功，在什么情况下未做功。学习难点：能利用功的公式进行简单计算。自主学习：1．阅读教材“怎样才叫做功”，完成下列问题：一个力对物体做了功，必须包括两个必要因素：①_____________；②__________________________°2．阅读教材“怎样测算功”，完成下列问题：在物理学中，把_____________________________________的乘积叫做功。计算公式是____________，单位为__________；F表示_________，单位为________；s表示_________，单位为____________。目标导学：知识点一：力学中的功1.理解功（1）观察体验力的成效：在水平桌面上用大小不同的力分别拉同一辆小车。观察小车速度的变化，评价这两个力的作用成效是否相同？（2）用力推讲桌，没推动，推力是否有成效？（3）踢出去的足球，在水平地面滚动，球的重力是否是使球运动的原因，重力是否有成效？2.功的定义由演示实验总结力学中关于“功”的含义：如果一个____________作用在物体上，并且使物体在____________通过一段距离，这个力的作用就有了成效，就说这个力做了功。3.做功的两个必要因素观察教材图11－2中力做功和11－3中力不做功的实例，分析、总结一下力学中的做功有哪些共同特点？分组讨论总结。力学中做功的两个必要因素：一是作用在物体上的____________；二是物体在____________移动的距离。小组讨论：下列哪种情况力对物体做了功？哪种情况力对物体没有做功？（1）人搬石头，但没搬动（2）冰块在水平光滑的冰面上匀速滑动（3）起重机匀速吊起重物（4）起重机吊着重物沿水平方向匀速移动了一段距离（5）用力将木块沿斜面匀速拉上一段距离（6）一同学在讲台前提起一桶水，然后在水平方向上移动一段距离，在整个过程中手对水桶做了功吗？巩固练习：1.如图所示的几种现象中，力没有对物体做功的是（）知识点二：功的计算阅读第3、4页内容，完成下列填空：1.在物理学中，功等于____________________________________。2.在力学中计算力对物体做功的公式____________，功的国际单位是____________。小组讨论：完成下面两题，说说功的计算要注意的事项：1.重150N的物体在50N的水平方向的拉力的作用下，沿水平地面前进10m后拉力消失，物体又由于惯性向前滑动了2m，则拉力做的功是___________J，重力做的功是__________J。2.小明提着一个重10N的水桶，由一楼走上二楼，又沿水平走廊前进了5m，在这一过程中，小明对水桶做了____________J的功。（一层楼高3m）讨论：阅读教材中例题，并思考：当雪橇在水平地面上行驶时，重力是否做了功？为什么？巩固练习：一起重机将重为1.2×l04N的钢材竖直匀速提升3m后，又沿水平方向匀速移动5m，在整个过程中起重机对钢材做的功为多少焦耳？教师点拨：进行功的计算时要注意以下问题：1.要弄清研究的对象，明确要计算哪个力所做的功。要用所需要的力乘以物体在该力的方向上通过的距离。2.公式中的F是作用在物体上的力，s为物体在F的方向上通过的距离。达标检测：1．水平桌面上的文具盒在水平方向的拉力作用下．沿拉力的方向移动一段距离，则下列判断正确的是（）A.文具盒所受重力做了功B.文具盒所受支持力做了功C.文具盒所受拉力做了功D.没有力对文具盒做功2．一位同学沿教学楼的楼梯从一楼匀速上到三楼，该同学上楼做的功最接近（）A.30000JB.3000JC.300JD.30J3．起重机将l000N的重物匀速竖直提升3m后，又把重物水平移动了lm，则起重机对重物所做的功是（）A.1000JB.2000JC.3000JD.4000J4．一个人先后用同样大小的力F将不同质量的物体分别在光滑水平面、粗糙水平面和粗糙斜面上沿力的方向移动相同的距离s（如图所示），该力在这三个过程中所做的功分别为W1、W2、W3，，关于它们之间的大小关系说法正确的是（）A.W1＜W2＜W3B.W1＜W2＝W3C.W1＝W2＝W3D.W1＝W2＜W35．将重力为l0000N、体积为0．2m3的物体在水中匀速提高2m（未露出水面），拉力做的功多少焦？11.2怎样比较做功的快慢学习目标：1.理解功率的意义及计算公式。2.会用功率公式进行简单计算。3.会推导功率的另一计算公式P＝Fv。4.理解功率公式的应用方法。学习重点：功率的概念的理解。学习难点：功率的计算。自主学习一、阅读本节第7、8页内容，完成下列问题：1.回忆如何比较物体运动的快慢？2.小强体重500N，在5s内跑到5m高的楼上，则小红做了_________J的功。小明体重500N，在lOs内走到5m高的楼上，则小明做了________J的功。小红体重400N，在lOs内跑到6m高的楼上，则小强做了________J的功。3.功率单位的换算：0．32kW＝_________W1．5MW＝_________kW＝_________W3500W=_________kW。4.P＝W/t和P＝Fv这两个公式的使用是有条件、有区别的：前者是指在时间t内的平均功率；而后者，若F和v为定值，则P为_________，若F和v在变化，则P也在_________，所以它反映的是即时功率。5.一辆江西产的“全顺牌”汽车，在昌九高速公路上以30m／s的速度匀速行驶，受到的阻力是2000N，这辆汽车Imin做的功是_________J，发动机的功率是_________W。小组讨论:在第2题中：小强和小明，________做功快，你是怎么比较出来的？小明和小红，________做功快，你是怎样比较出来的？6.物理学中用物理量功率来表示________，它的定义是________________________。7.功率的计算公式是________。功率用符号________表示，功用符号________表示,时间用符号________表示，因此用符号表示公式是________。将公式变形计算功:________________,变形计算时间:________________8.功的单位是________，时间的国际单位是________，所以功率的单位是________，为了纪念英国的工程师______，人们将功率的单位叫做_______，简称瓦，符号W。所以：lW＝________J／s，lW的物理意义是________________，常见的单位还用kW。lkW＝________W。9.利用功率的公式，计算出第2题中小强的功率＝________W，小明的功率＝_______W，小红的功率＝_______W。教师点拨:功与功率的区别：功——力和在力的方向上移动的距离的乘积，单位：J；功率——功和完成这些功的时间的比值，单位：J／s（或W）。目标导学：知识点一：认识功率1.小明的教室在五楼，通常上楼需要1.5min，一次他跑步上楼只用了40s。ˉ讨论1:小明在两种情况下，做的功是否相同？讨论2:你认为这两种上楼做功方法，从物理的角度思考有什么不同？2.一位老人体重为650N，爬上高为10m的楼用时20s；一位小女孩体重为400N，爬上同样高的楼用时10s。讨论3:他们各做功多少J？讨论4:哪个做功更快？说出你比较的方法。3.甲机器的功率是5000W，它表示这台机器________________。乙机器的功率是8000W，它表示这台机器________________。这两台机器中________机器做功快。知识点二：测量爬楼的功率请你设计一个实验方案，估测人爬楼的功率。（1）用到的物理原理：______________（公式）（2）需要测量的物理量和对应的工具：____________________________（3）与同学合作，完成测量。讨论5:还可以测出人的哪些功率？4.甲乙二人同时开始登山，甲先到达山顶。你能判定哪个人的功率大吗？为什么？知识点三：功率的计算思考下列问题：起重机提升水泥板的功率为1.9×l03W，起重机做功的功率也是1.9×l03W吗？5.如图所示《向左走，向右走》的漫画中，箱子相对_______是运动的。在50s的时间内，男孩提着重15N的小提琴水平向左匀速走了100m，女孩用5N的水平拉力拉箱子向右匀速走了100m，他们中，对物体做了功的是_______（选填“男孩”或“女孩”），做功的功率是_______。小组讨论：认真读题，你能用几种方法解答下面问题？体能竞赛中，小强在20s内就完成了l0个引体向上动作，已知小强的体重为500N，每个动作身体向上移动的距离约为50cm，则小强在整个过程中做功的功率约为多少瓦？点拨：功率是表示做功快慢的物理量，公式P＝W／t中反映了三个量之间的关系。已知其中的两个量可以确定另外一个量，但如果只知道其中的一个，将无法确定另外两个量的大小。知识点四：功率公式P＝Fv的推导与应用1.如何由P＝W／t推导P＝Fv呢？2.一汽车重20000N，受到的阻力是车重的1／20，当汽车以20rn／s的速度行驶时汽车的功率是多大？3、请解释为什么汽车在爬坡时总是换低速档？而在平路上换高速档？教师点拨:因为P＝W／t，W＝Fs，所以P＝Fs／t＝Fv。该公式可以计算瞬时功率。如果在拉力F作用下物体做匀速直线运动，则F做功的快慢也将不变。该公式表示：某个力做功的功率，等于这个力乘以这个力的作用下物体运动的速度。注意公式中速度v的单位必须是m／s。小组讨论：1.科学家研制了一种新型装甲飞车——“飞行悍马”（如图所示），它是汽车和直升飞机的结合体。在水平地面上匀速行驶的“飞行悍马”5s内通过125m，它的速度是_________m／s，在这段时间内牵引力做功3．5×105J，发动机的功率是_________W。2.起重机将某集装箱以2m／s的速度匀速向上提升10m后，又以0．5m／s的速度匀速向上提升相同的高度，则起重机（）A、第一次做功多，功率大B、两次做功一样多，第一次功率大C、两次做功一样多，功率一样大D、第二次做功多，功率大知识点五：功率的综合应用1.在中考体育加试活动中，李宁选择的加试项目是引体向上，如图是李宁同学做引体向上的图片，若李宁同学的质量是60kg，手臂的长度是0.6m，他在连续完成15个引体向上的过程中，身体向上运动的时间总共是1min，请结合以上所提供的信息计算李宁做引体向上时克服重力做功的功率。（g取10N／kg）2.电动自行车轻便、安全、无污染，很受人们喜爱，某同学在双休日骑电动自行车到海滨、岛屿观光，途经全长7000rn、被人们称之为“神州第一堤”的连云港拦海大堤。若电动自行车以18km／h的速度匀速行驶，电动自行车牵引力的功率为150W。求：（1）该同学通过大堤全程所需的时间；（2）电动自行车通过大堤全程牵引力所做的功；（3）电动自行车的牵引力。达标测评：1.下列关于功率的说法中，正确的是（）A、做功多的机械，功率一定大B、做功快的机械，功率一定大C、做功时间少的机械，功率一定大D、功率是用做相同的功比较做功时间的方法比较快慢的2.小明用相同的水平推力，分别使较重的A物体沿较光滑的平面移动，较轻的B物体沿较粗糙的平面移动，若在相同的时间内移动相同的距离。则下列说法正确的是（）A、小明对A物体做的功多B、小明对B物体做的功多C、小明推A物体时的功率小D、小明推A、B两物体时的功率相同3.如图所示，蚂蚁用l0-3N的力拉着树叶，10s内沿着拉力方向前进了l0cm，则蚂蚁对树叶做功为_________，此时的功率为_________.4.在体育考试中，小明投出的实心球在空中的运动轨迹如图所示。若实心球重20N，从最高点到落地点的过程中，球下降的高度为2.7m，用时约0.75s。则球下降过程中重力做功为_________J，功率为_________W。5.甲乙两人做功之比是5：6，所用时间之比是2：3，则他们的功率之比是_______。甲同学重600N，乙同学重500N，他们进行登楼比赛，从一楼跑上六楼甲用了60s，乙用了40s，则_____同学做功较多，____同学功率较大。6.李华同学用了半分钟时间，从一楼上到二楼，他上楼的功率为80W，则他所做的功为多少焦？7.质量为50kg的何勇同学，在一次爬杆比赛中，用12s爬到了5m高的杆顶，求：（1）何勇受到的重力是多少？（2）何勇爬杆过程中做了多少功？功率多大？8.功率为10kW的拖拉机在平直公路上匀速前进，受到的阻力是2000N，在半小时内拖拉机做了多少焦的功？前进了多少米？9.一辆小汽车在平直公路上匀速行驶，发动机的牵引力为2000N，速度为l08km／h。（1）求小汽车匀速行驶时受到的阻力大小。（2）求牵引力在l0min内所做的功。（3）若发动机的牵引力用F表示，小汽车的速度用v，请推导出牵引力的功率P＝Fv.10.体重为900N的爷爷与体重为300N的小孙子举行登楼活动，楼高三层共l0米。若：（1）爷、孙两人同时从一楼起步，半分钟后同时到达三楼；（2）爷爷的身体较重，孙子登楼用了半分钟，爷爷所用的时间是孙子的2倍；（3）孙子登楼用了半分钟，爷爷所用的时间是孙子的3倍。以上三种情况下，谁做功多？谁做功少？谁做功快？谁做功慢？11.质量为50kg的小华同学骑着一辆自行车在平直公路上匀速运动500m，自行车在行驶过程中受到的阻力为其体重的1／10，其功率为100W。求：他骑500m所用的时间为多少秒？（取g＝l0N／kg）11．3如何提高机械效率学习目标：1.通过实验探究和讨论，知道什么是有用功、额外功和总功。2.知道机械效率是描述做功效率的物理量。3.掌握机械效率的概念，会计算某种简单机械的机械效率。4.能设计实验，测定某种简单机械的机械效率。5.知道提高机械效率的实际意义和方法，有合理改进机械、提高效率的意识，增强将科学服务于人类的责任感。学习重点：机械效率的概念和有关计算。学习难点：测机械效率，理解提高机械效率的方法。自主学习：一、阅读教材11页，完成下列问题：1．是我们、的功，叫做有用功，记作。做的功叫做总功，记作，对人们既又的功，叫做额外功，记作。2．理解有用功、额外功和总功分析：现在需把100N重的砂子运到6m高的楼上，想想看，有哪些方法可以把砂子运上去？目标导学：知识点一：什么是有用功与额外功1．在右图中，采用了不同的方法把砂子运上楼，说一说：（1）对哪些物体做了功？

（2）哪一部分功是有用功？

（3）哪一部分功是我们不需要的额外功？

分析：我们的目的是把砂子运上楼,所以把100N重的砂子运到6m高的楼上,无论采取哪种方法都必须做的功,这是有用功。用动滑轮将砂子运上去,在完成运砂子的同时,还不得不对桶和动滑轮也做了功,此外还要克服各种摩擦做功,这部分对砂子提上楼没有用,但又不得不做的功是额外功。2.活动：分析课本P11图１1－１6哪些功是有用功，哪些功是额外功。用滑轮组提起重物利用挖掘机搬运泥土小组讨论:如图是一个利用滑轮组提升砂子的装置图,请观察并思考:（1）几段绳子承担物体和滑轮的总重?（2）砂子升高h,绳子末端移动的距离s是多少?（3）把100N重的砂子运上6m高的楼上,需要做多少功?（4）通过滑轮组,绳子末端用了40N的拉力将砂子运上去,实际做了多少功?（5）想一想,这两个功为什么不相等?巩固练习：用水桶从井中提水的时候，所做的功哪部分是有用功，哪部分是额外功？2.如果桶掉到井里，从井里捞桶的时候，捞上的桶里带了一些水，这种情况下哪部分是有用功，哪部分是额外功？

讨论分析：(1)有没有一种简单机械只做有用功,不做额外功?(2)使用不同的简单机械做功,完成相同的有用功时,所做的总功是否相同?这说明什么?(3)额外功在总功中占的比例越多越好,还是越少越好?（4）一定的总功中,额外功少意味着什么?点拨：在使用机械时我们最关心的是所做的这些总功中,有用功究竟占了多少。为此我们引入一个新的物理量,叫做机械效率。知识点二：什么是机械效率阅读教材12，13页，完成下列问题：1.把与的比值叫做机械效率，用表示，则计算机械效率的公式为。2.机械效率是一个比值，它没有单位，通常用百分率来表示。由于额外功总是存在的，所以有用功总小于总功，所以机械效率总1。3.提高机械效率的主要方法是。小组讨论：测算滑轮组的机械效率，原理是什么？需要测量哪些物理量？需要选择哪些器材？如何测？达标检测：1.如图所示的滑轮组匀速提升物体．已知物重G=240N，手的拉力F=100N，手上升距离为30cm,物体上升为10cm,则有用功为多少?该滑轮组的机械效率为多少?

11.4认识动能和势能学习目标：1.知道动能、势能、机械能的概念。2.在探究实验中理解影响动能、势能的因素。3.用能量的初步知识理解分析简单的实际问题。学习重点：影响动能、势能的因素，动能与势能的相互转化。学习难点：实验探究影响势能大小的因素。自主学习：一、阅读课本14页,知道什么是能量以及能量的单位是什么。物体_________________,表示这个物体具有_______,简称______,它的单位是_______,简称______,符号是______。二、阅读课本15~17页,回答问题:1.____________________________叫动能。2._____________________________叫重力势能。____________________叫弹性势能。3._____________________________叫势能。_________和_________统称为势能。目标导学：知识点一：什么是能演示钢球从斜槽上滚下，在水平桌面上撞击木块，使木块移动了一段距离。分析碰撞过程中，做没做功？利用分析的结果“钢球对木块做了功”引入能量的概念：一个物体能够做功，我们就说它具有能量。可见物理学中，能量和功有着密切的联系，能量反映了物体做功的本领。不同的物体做功的本领也不同。一个物体能够做的功越多，表示这个物体的能量越大。知识点二：动能的大小跟哪些因素有关认真阅读课本15页的实验,回答以下问题:①实验中是通过观察什么来反映小球的动能的大小的?②实验中是怎样探究动能与质量的关系的?③实验中是怎样探究动能与速度的关系的?④这个实验是用什么方法探究的?⑤这个实验得出的结论是什么?物体的动能与物体的________和________有关。质量相同的物体,运动的速度越大,它的动能越______,运动速度相同的物体,质量越大,