3.3能量转化的量度第1课时公开课

浙教版科学九上《能量转化的量度》第1课时教学设计课题3.3能量转化的量度单元3学科科学年级九教材分析本节课所采用的教材是浙教版科学九上第3章第3节第一课时的内容，它的主要内容为：功的定义，做功的二个必要因素，做功的计算、单位以及功与能的关系。本节课联系了已有知识并将对其进行深入。而对学生来说，他们已经具备了进行抽象思维的基本能力，也学习了力的基础知识以及能的转化。对功与能知识有初步的了解，但对于功的二个必要因素，特别是力与距离的对应关系的应用有一定的难度。同时对能的含义与做功实质的理解不可能马上到位，需要有一个过程。本节课以“功”为主线，把各个知识点连贯起来。结合各种教学方法和现代化教学手段，并利用身边的学习工具，充分挖掘身边实验在教学中的运用功效。教学目标与核心素养一、教学目标1.理解功的概念；了解做功的两个必要因素；2.掌握功的计算公式和单位，初步学会功的计算二、核心素养科学观念：让学生具有将科学知识和实际生活想联系的意识。科学思维：培养学生的逻辑思维能力和抽象思维的基本能力。科学探究：通过实例理解能的转化跟做功的关系，根据运动状态判断在力的方向上是否移动了距离，强化功的计算能力。科学态度与责任：培养学生体验生活，处理问题的能力重点功的概念及功的计算。难点理解做功的两个要素，理解能量的转化与做功的关系。教学过程教学环节教师活动学生活动设计意图导入新课思考1：请说出下列过程中能量形式是怎样的转化的？出示图片：运动员举起杠铃运动员将杠铃举起：__________________。答案：化学能转化为杠铃的机械能出示图片：起重机提升重物②起重机提升重物时：__________________。思考2：从力和运动的角度分析，以上两个过程有什么共同特点？杠铃和重物都受到了力的作用，且在力的方向上都发生了移动。为了量度能量转化的多少，今天我们就来学习功的有关知识。学生思考回答思考1和思考2为学习功的有关知识打下基础讲授新课一、功1.功的定义：在科学上，如果物体受到力的作用，并且在这个力的方向上通过了一段距离，我们就说这个力对物体做了功力做功也常说成物体做功，如运动员作用在杠铃上的力对杠铃做功，也可说成运动员对杠铃做功。思考讨论：当运动员举着杠铃不动时，运动员对杠铃做功了吗？出示图片：运动员举着杠铃不动当运动员举着杠铃不动时，虽然要用很大的力，由于杠铃在力的方向上没有通过了一段距离，所以运动员并没有对杠铃做功。那么，怎样理解做功的含义？读图：（1）想一想，在这两个实例中有什么共同特点？叉车对货物和人对小车做功了吗？出示图片：叉车；推小车；叉车把货物从地面抬升到一定高度；人推小车在水平路面上通过一段路程共同特点：货物和小车都受到了力的作用，并且都在力的方向上运动了一段距离。做功做功(2)想一想，下图中的力有没有做功?并写出原因。人用力搬石头，石头没有搬动参考答案：石头虽然受到人对它向上力的作用，但没有在这个力的方向上通过一段距离，因此这个力没有做功。人提书包在水平路面上匀速通过一段距离参考答案：书包受到人的提力的方向是竖直向上的，而书包是在水平方向通过一段距离，在提力方向上没有通过一段距离，因此提力也没有做功。2.做功的两个必要因素科学上，做功必须包含两个必要因素：一是作用在物体上的力，二是物体在力的方向上通过一段距离。注意：这两个因素是严格的，缺一不可！思考与讨论：(1)做功跟我们日常所说的“做工”或“工作”一样吗？参考答案：科学上做功，它有严格而明确的含义，一是作用在物体上的力，二是物体在力的方向上通过一段距离，偏重于“成效、贡献”。日常所说的“做工”或“工作”是指消耗一定体力和脑力的人类活动。(2)如图所示，塔式起重机下挂着重物，在重物静止不动、匀速向上运动、沿水平方向匀速移动三种情形中，钢索的拉力是否都对重物做了功？3.不做功的三种情况（1）劳而无功：有力作用在物体上，但物体没有移动。如：小孩推车，车不动，推力不做功。（2）不劳无功：物体靠惯性移动一段距离，并不是受到力的作用向前运动。如：投出去的篮球在空中继续飞行。（3）垂直无功：力的方向与物体的运动方向垂直，力没做功。二、功的计算功有大小。作用在物体上的力越大，使物体移动的距离越大，这个力的成效越显著，说明这个力做的功越多。出示图片：叉车例如：叉车抬起的货物越重，作用的力越大，它做的功就越多；叉车把货物从地面上抬升的高度越高，它做的功也越多。1.科学上规定:功等于力跟物体在力的方向上通过的距离的乘积。即：功＝力×距离2.公式：W=FSW:功F:力s：距离3.单位在国际单位制中，功的单位是焦耳，简称为焦，单位符号为J。它是为了纪念英国科学家焦耳而命名的。1焦＝1牛·米你知道1焦耳有多大吗？出示图片:把1只鸡蛋举高2米，做的功大约是1焦;把一本《科学》书从地面捡起放回桌面所做的功大约为2焦耳;例题：如图所示，有一物体重100牛，把该物体从地面匀速举到高为1米的桌面上，做了多少功？如果将这个物体用30牛的力沿水平地面匀速拖动10米，做了多少功？两个过程各做多少功？解析：匀速提升物体所用的向上的力：F1＝G＝100牛物体在力的方向上通过的距离：s1＝1米所以，力F1所做的功为：W1＝F1s1＝100牛×1米＝100焦拖动物体所用的水平拉力：F2＝30牛物体在力的方向上通过的距离：s2＝10米所以，力F2所做的功为：W2＝F2s2＝30牛×10米＝300焦答：举高物体做功100焦；拖动物体做功300焦思考与讨论:结合举重和人推车等事例，谈谈能量的转化与做功的关系。举重运动员具有能量才能对杠铃做功，做功时消耗的能量转化为杠铃的势能；推车的人有能量才能对车做功，做功时消耗的能量转化为车的动能以及由于摩擦而产生的热能。关系：做功的过程实质上就是能量转化的过程，力对物体做了多少功，就有多少能量发生了转化。4.功和能的关系（1）物体具有做功的本领，是因为它具有能量。（2）功是能量转化的量度：做功的过程就是能量转化的过程，力对物体做了多少功，就有多少能量发生了转化。（3）功是一种过程量，它和一段位移（一段时间）相对应；而能是一种状态量，它与一个时刻相对应。（4）两者的单位是相同的都是焦耳，但不能说功就是能，也不能说“功变成了能”。阅读焦耳出示图片:焦耳焦耳是英国物理学家。1818年12月24日生于索尔福。他父亲是酿酒厂的厂主。焦耳从小体弱不能上学，在家跟父亲学酿酒，并利用空闲时间自学化学、物理。他很喜欢电学和磁学，对实验特别感兴趣。后来成为英国曼彻斯特的一位酿酒师和业余科学家。焦耳可以说是一位靠自学成才的杰出的科学家。焦耳最早的工作是电学和磁学方面的研究，后转向对功热转化的实验研究。1866年由于他在热学、电学和热力学方面的贡献，被授予英国皇家学会柯普莱金质奖章。他以极其精确的数据，为热和功的相当性提供了可靠的证据。人们为了表达对他的敬意，将功和能量的单位叫做焦耳。课堂练习1.一位同学正在进行投掷实心球的训练,以下情境中,他对球做功的是()A.手拿球静止B.手托球水平匀速直线移动C.将球举起D.抛出后的球在空中继续运动【答案】C2.下列情境中，人对物体做功的是A.提着水桶在水平地面上匀速前进B.扛着米袋慢慢爬上楼梯C.用力推汽车，汽车没动D.举着杠铃原地不动【答案】B3.某中学进行大扫除,同学们都忙得热火朝天,满头大汗,其中并没有对物体做功的是()A.小玉用力把水桶提起B.小园端着水盆走进教室C.小浩用抹布擦玻璃D.小华把凳子倒放在课桌上【答案】B4.下列说法中正确的是()A.只要物体是运动的,就一定有力对它做功B.只要对物体施加力,并且物体运动了一段距离,力就一定做了功C.作用在物体上的力越大,力做的功就越多D.有力作用在物体上,这个力不一定做功【答案】D5.质量为50Kg雪橇上装载了350Kg的货物，一匹马拉着它匀速运到3000m外的货场。如果雪橇行进中受到的摩擦力是800N，求马运货时做的功。提示：W=FS=800N×3000m=2.4×106J学生阅读课文叙述功的定义学生思考讨论读图回答问题学生思考讨论学生思考讨论回答学生归纳不做功的三种情况学生阅读课文在老师引导下学生解答学生思考讨论学生阅读课文学生练习锻炼学生的自主学习能力理解做功的含义锻炼学生的理解能力和语言表达能力进一步理解做功的含义.。理解日常所说的“做工”或“工作”的不同之处帮助学生理解做功的含义锻炼学生的总结能力了解功的大小、公式、单位规范学生的做题步骤了解功和能的关系了解焦耳的生平巩固本节知识课堂小结1.功:在科学上，如果物体受到力的作用，并且在这个力的方向上通过了一段距离，我们就说这个力对物体做了功。2.做功的两个必要因素一是作用在物体上的力，二是物体在力的方向上通过一段距离3.功的计算公式：W=F•S功的单位：N•m焦耳1J=1N•m梳理自己本节所学知识进行交流根据学