人教版初中八年级下册物理第十一章集体备课教案

第十一章功和机械能

'逢E章内自概诬

机械能是最常见的一种形式的能，是学习其他各种形式能的起点，功是能量

转化的量度.通过本章的学习，引导学生认识做功与能量转化或转移的动态关系，

理解做功有快慢之分.

本章共分4节：

1.第1节“功”，让学生理解做功的两个必要因素，掌握功大小的计算，让

学生初步了解力对物体做功可以改变物体的能量.

2.第2节“功率”，首先通过熟悉的实例引导学生感受到做功的快慢问题，

再用速度的方法类比得到功率的概念，结合速度的公式、单位，讲述功率的公式

和单位，再通过例题帮助学生掌握功率的计算.

3.第3节”动能和势能”，本节内容先介绍功和能的关系，然后通过大量的

实例让学生真实感受到动能、势能的存在，理解动能、势能的概念，掌握动能、

势能的大小与哪些因素有关.

4.第4节“机械能及其转化”，通过观察、分析实验现象，说明能量如何转

化，让学生通过分析，自己得出动能、势能、弹性势能都可以相互转化的结论，

并引入只有动能和势能相互转化时，机械能守恒的原理.最后还介绍了大自然中

的机械能一一风能和水能在生活中的应用.

RE亭教与目相

【教学目标】

1.在知识与技能方面：①让学生知道功的概念、做功的两个必要因素，理解

功的计算公式；②通过实例结合已学的物理规律理解功率的定义，由定义得出公

式，能用功率的计算公式进行简单地计算；③了解动能、势能的概念，结合生活

中的实例掌握动能和势能的区别和联系，了解影响动能和势能的因素；④理解机

械能的概念，理解各种机械能之间的相互转化，能用机械能之间的相互转化解释

日常生活中的一些现象；⑤了解天然的机械能一一水能、风能以及人类对它们的

开发利用.

2.在过程与方法方面：通过观察和实验了解功、功率的物理意义；通过参与

探究影响动能和势能大小的影响因素，学习拟定简单的科学探究计划和实验方

案；通过观察和实验认识动能和势能和转化过程.

3.在情感、态度与价值观方面：在实验中培养学生具有对科学的求知欲，乐

于探索自然现象和日常生活中的物理学道理，有将科学技术应用于日常生活、社

会实践的意识.

【教学重点】

做功的两个必要因素，功和功率的概念，动能、势能大小的影响因素，机械

能的概念，动能和势能之间的相互转化.

【教学难点】

功、功率、速度三者之间的区别和联系；功、功率、速度的综合计算和运用;

水能和风能的常见利用方式.

Mj：本章课时支排

【课时建议】

本章共有4节，建议7课时:

第1节功1.5课时

第2节功率............................2.5课时

第1课时功率的初步认识

第2课时功率的综合运用

第3节动能和势能.....................1课时

第4节机械能及其转化................1课时

本章复习和总结.........................1课时

第1节功

节谢标要求

【教学目标】

一、知识与技能

1.知道做功的两个必要因素.

2.理解功的定义、计算公式和单位，并会用功的计算公式进行简单计算.

二、过程与方法

1.通过思考和讨论，判断在什么情况下力对物体做了功，在什么情况下力没

有做功而是“劳而无功”.

2.学会从物理现象中归纳简单的物理规律.

3.通过观察和实验，了解功的含义，学会用科学探究的方法研究物理问题.

三、情感、态度与价值观

1.乐于探索自然现象和物理规律，乐于参与观察、实验、探索活动.

2.有将科学技术应用于日常生活、社会实践的意识.

3.培养学生的综合学习能力，激发学生的求知欲.

【教学重点】

理解做功的两个必要因素，会用功的计算公式W=Fs进行简单计算.

【教学难点】

判断力对物体是否做功，以及当有多个力作用在物体上时，各个力做功的计

算.

【教具准备】

木块、木板、细绳、弹簧测力计、小车、刻度尺、多媒体课件等.

【教学课时】

1.5课时

丁教学设计

【新课引入】

师生活中的“功”是个多义词，功劳、立功中的“功”有贡献的意思；成

功、事半功倍中的“功”有成效的意思；在日常生活中凡是人们从事了脑力和体

力劳动，都叫做“功”，那力学中的功又有什么含义呢？接下来让我们看下面的

实验.

师播放视频“叉车运货”：叉车搬运货物时，把货物从地面提升到一定高度.

叉车用力托起货物，使货物在这个力的方向上发生了位置的移动.

师要求：请同学们认真观察叉车和货物的运动情况，思考并评价叉车工作的

成效.

I________I

生叉车给货物一个向上的力F（如图），而货物在这个力的作TF

用下，向上移动了一段距离s.|1于

师同学们回答正确，叉车向上的托力对货物作出了贡献，有了“成效”，这

个成效体现在物体被举高了.（教师同时在黑板上写出：贡献、成效二词）.对于

这种情况，物理学中就说叉车托起货物的力做了功，这节课我们就来学习有关功

的一些知识.

【进行新课】

知识点1

1.功的概念

教师由“叉车运货”视频，引导学生总结出力学中关于“功”的确切含义.

板书：如果一个力作用在物体上，物体在这个力的方向上移动了一段距离，

这个力的作用就显示出成效，力学里就说这个力对物体做了功.

2.做功的两个必要因素

教师引导学生观察教材P63页《想想议议》图11.1-2中力做功的实例和11.1-3

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？（学生分组

讨论总结）

学生讨论：①在图11.1-2甲中，小车在推力的作用下前进，在推力的方向上

移动了距离，推力做了功；②在图11.1-2乙中，物体在绳子拉力的作用下被提升,

在拉力的方向上移动了距离，拉力做了功；③在图1L1-3甲中，人提着滑板在水

平路面上行走，手对滑板的力是向上的，而滑板只在水平方向上移动，并没有在

提滑板的力的方向上移动，人提滑板的力没有做功；④在图11.1-3乙中，用力搬

一块大石头而没有搬动，石头在力的方向上没有移动，人对石头的作用力也没有

做功.

师同学们的回答很对，有力作用在物体上，同时物体的距离发生了变化，

我们就说这个力做了功.那在图11.1-3的甲图中也有力作用，也有距离变化，可

是为什么说这个小朋友对滑板没有做功呢？刚才同学们说的有道理，就是在竖直

方向（提滑板的力的方向上）没有移动距离，那同学们再仔细想一想，为什么要

在竖直方向移动距离呢？水平方向不是移动了距离吗？

生再次讨论，并进行各种猜测.

师提示：不妨从受力分析的角度去思考下，或许能发现些什么.

同学们开始动手画受力图:在教材图11.1-2和11.1-3中推动小车的力水平向

左，绳子拉动物体的力竖直向上，提起滑板的力竖直向上，搬动石头的力竖直向

上.

生：移动的距离必须和力的方向一致，这样才算做了功.

师回答正确，真棒！

板书：力学中做功的两个必要因素：一个是作用在物体上的力；另一个是物

体在这个力的方向上移动的距离.

3.怎样判断力是否做功

师同学们请举例说明在你的周围可以发现哪些力做功的例子？比一比，看

谁对生活观察得最仔细.

学生可以举很多的例子：如起重机吊起重物、火箭升空、马拉车前进等等.

（教师对正确的例子予以肯定，对错误的例子引导改正）

师接下来请大家看老师这里的几个例题（用多媒体展示），请你们分析下列

示例中力是否做功了.

例题1（1）举重运动员在把杠铃举高的过程中是否对杠铃做功.举在高处停

留5秒的过程中是否做功？

（2）小球在光滑水平地面做匀速直线运动，小球在竖直方向上受什么力的

作用？是否做功？在水平方向上是否受力？是否做功？

（3）起重机使货物在水平方向上匀速移动一段距离，拉力对货物做功了吗？

生思考、回答、交流、讨论.师引导学生根据以上事例分析、总结在什么情

况下力不做功（用多媒体展示）.

答案：（1）举重运动员在把杠铃举高的过程中对杠铃做了功，但举在空中停

留5秒的过程中却没有做功，在空中停留的过程中因为举力方向是竖直向上的，

没有移动距离；

（2）因为小球尽管在竖直方向上受到重力、支持力的作用，但没有在竖直

方向上移动距离，因此在竖直方向上没有做功；而在水平方向上尽管移动了距离,

但没有受到力的作用，因此在水平方向上没有做功.所以整个过程中都没有做功.

（3）拉力对货物没有做功.因为钢丝绳对货物的拉力的方向是竖直向上的，

而货物移动的距离是在水平方向上，二者方向不一致.

教师总结：通过以上的学习，知道了做功不能离开两个必要因素，二者缺一

不可，又知道有三种情况下力不做功：即光有力的作用不做功；光有移动距离不

做功；有力又有距离但二者方向不是一致的,同样不做功.

知识点2

1.功的计算公式

师请同学们猜想一下，力学中的功的大小可能与哪些因素有关呢？

学生积极猜想并发言.

教师演示实验：用弹簧测力计水平拉动木块（或小车）在长木板上匀速移动,

并提醒学生观察后思考不同情况下做功的大小.

第一次：用较小的力Fi拉动木块移动一段距离si（用刻度尺可以量出）；

第二次：用较大的力F2拉动木块移动一段距离si（与第一次距离相等）;

第三次：用与第二次相同大小的力F2拉动木块移动较远的距离S2.

通过三次实验比较可知：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，说明这个力所做的功越多.

板书：在力学中，功等于力与物体在力的方向上移动的距离的乘积.

即：功=力乂力的方向上移动的距离.

用公式表示：W=Fs.单位:焦耳;符号：J;1J=1N,m.

W=Fs

——立介皿屏顿（N）|

------

2.功的计算的初步应用

教师提问：1J的功有多大？如果同学们从地上拿起一只约50g的鸡蛋，并

把它缓缓举过头顶，做功大约U.

教师同时用多媒体展示计算过程：（帮助同学们分析问题，同时示范做计算

题的规范）

解：鸡蛋的重力G=mg=0.05kgX10N/kg=0.5N,人手对鸡蛋的向上的托力F

大小等于重力,F=0.5N,鸡蛋被举起，移动的距离约为s=2m,那么人对鸡蛋做的

功为W=Fs=0.5NX2m=lJ.

例题2师用多媒体展示教材P64页的例题，并组织学生分析、讨论、计算;

展示计算过程.

知识点3功的计算的综合运用

教师可通过适当的例题让学生理解功的计算的综合应用，帮助学生运用公式

W=Fs计算功的综合性习题.

例题3（多媒体展示）图甲为某地距离传感器发出和接收超声波信号检测汽

车速度的示意图.

（1）已知超声波的速度为340m/s,某次检测车速时，传感器发出至接收超

声波信号用了0.4s,问超声波信号遇到汽车时，汽车与传感器之间的距离是多少

米？

（2）如果将距离传感器与计算机连接，可以将物体运动的距离（s）-时间⑴

图象显示在计算机的屏幕上.利用传感器测得某一汽车在平直公路上运动的距离

（s）-时间（t）图象如图乙所示，请在丙图中画出汽车运动的速度（v）-时间（t）

图象.

（3）若汽车运动中所受阻力大小为3000N,根据第（2）问中汽车运动距离

（s）-时间⑴图象提供的信息，求汽车在10s内牵引力所做的功.

解：（1）s=—vt=-X340m/sX0.4s=68m.

22

（2）由乙图可知，汽车做匀速运动，当t=3s时，s=90m,解得汽车速度

丫=厘=22"=30m/s,所以速度（v）-时间⑴图象如下图所示.

t3s

fv/（m,s'）

45

30--------------

15卜

0123Hs

(3)汽车在10s内移动距离s'=vt'=30m/sX10s=300m,牵引力所做的功

W=Fs'=3000NX300m=9X105J.

【课堂交流、小结与延展】

师请同学们自由讨论，说说你还想知道哪些内容？

生：老师，我问一下，如果力的方向与物体移动的方向不完全相同，如图所

示，怎么求解功的大小呢？

师你这个问题提得很好，当力的方向与移动的距离不完全一致，即二者之

间有个夹角。时，如何计算这个力对物体做功的大小？我们知道，力F产生了两

种作用效果：一种是水平拉动物体前进，另一种是把物体竖直向上提起(当然，

物体没有离开地面是因为在竖直方向上的这个分力小于物体的重力，很明显，在

这个力的作用下，物体对地面的压力要比没有这个力时要小些)，可看出物体在

水平方向的分力的作用下产生了向前移动一段距离的成效，因此，只有水平方向

的分力才对物体做功，竖直方向的分力没有做功.所以，水平方向的分力做的功

就是这个力所做的功，故这个力对物体所做的功为WMFSMFISMRRSOS.由此可

见，这个力对物体所做的功大小在O~Fs之间.顺便指出，如果力的方向与移动距

离方向相反，那么这个力对物体起阻碍作用，这个力对物体也做功，是消极功，

所以，通常我们说物体克服这个力做功.到此，同学们会发现，力与移动距离的

夹角0不同，做功的大小不同.当夹角。为90°时，不做功.

竖直方向

水平方向

——K

777777777777777777777777777777777777

【教师结束语】

大家这节课的收获确实不少，我们共同学习了功的概念，理解了物理学中做

功的特定含义，并能进行功的简单计算.请同学们在课后结合身边的实例相互交

流和讨论，加深理解做功的含义.好，谢谢！

课后作业

完成本课时对应练习.

教与反思

i.功的概念的理解.通过学生平时生活中谈到某人作了“贡献”，有功劳、立

了功，做事成功、事半功倍等有“成效”，引出功，物理学中也谈到功，进而类

比，发现物理学中说一个物体做功与现实生活中的功是不一样的，不仅包含“成

效”的意思，更重要的是强调了力与运动的关系，即物体在一个力的作用下移动

了一段距离.使学生更加体会到物理概念与生活中谈到的某个量是有差距的，它

具有特定的物理意义.这一点在教学中教师有必要明确指出，让学生有牢固的

深刻的认识和理解.

2.《想想议议》这部分内容的处理，教师可大胆放手，让学生们自己比较、

交流和讨论，从而归纳出物理学中做功必须具备的两个因素.这样不仅培养了学

生分析、概括和归纳问题的能力，而且加强了学生对做功概念的理解.

3.在介绍功的计算公式时，可以不必讲述为什么是将力与距离相乘即为做功

的大小.可以这样告诉学生，这是物理学中规定的.学生们有了识别哪些情况下力

做了功的能力，再介绍物理学中规定的计算功的方法，就不难接受了.所以判断

物体是否做功是关键，然后教师通过适当的例题来引导，即可帮助学生理解和运

用公式W=Fs计算功的大小.

教学版书

’1.定义:如果一个力作用在物体上，物体在这个力的方向

移动了一段距离，这个力的作用就显示出成效,力学里

就说这个力对物体做了功.

「一个是作用在物体上的力

功＜______

2.做功的两个必要因素＜另一个是物体在这个力的方向

.上移动的距离

3.计算公式：TT=Fs(功=力、力的方向上移动的距离)

4单位:焦(J)1J=1N-m

第2节功率

第1课时功率的初步认识

爷；课标要示

【教学目标】

一、知识与技能

1.知道功率的概念.

2.结合实例理解功率的概念，能用功率的计算公式进行简单的计算.

二、过程与方法

1.通过实例结合已学的物理规律理解功率的物理意义和概念.

2.学会如何比较功率的大小，掌握功率的计算公式P=些和P=Fv.

t

3.了解功率在实际生活中的应用.

三、情感、态度与价值观

具有对科学的求知欲，乐于探索自然现象和日常生活中的物理学道理，有将

科学技术应用于日常生活、社会实践的意识.

【教学重点】功率的计算.

【教学难点】理解功率的物理意义.

【教具准备】磅秤、皮尺、秒表、多媒体课件等.

【教学课时】L5课时

丁教学设计

【巩固复习】

教师引导学生复习上一课时所学内容，并讲解学生所做的课后作业，加强

学生对知识的巩固.

【新课引入】

师（以讲故事的形式导出）上个周末，我到小明家家访，小明家正在装修

新房子，小明非常高兴，帮助爸爸搬材料.看到小明和他爸爸一起搬胸，小明干

得非常火热.小明要和他爸爸比赛，楼脚地面放有两堆相同的砖块（40块，每块

重约50N）,小明一次最多搬起4块，爸爸一次可以搬起8块，结果爸爸用了20

分钟，小明用了30分钟才搬完了.同学们想一想，小明和爸爸做功相同吗？谁赢

了？为什么呢？

生：一样多，爸爸赢了.因为搬一样多的砖块到相同的高度，对砖块做功相

同，小明用的时间多，爸爸耗费的时间少，所以，小明做功慢，爸爸做功快.师大

家分析很好，由此可见，做功有快慢之分，这正是我们今天要探究的问题，如何

描述做功的快慢.

【进行新课】

知识点1功率的定义式和功率大小的比较

1.功率的定义式和功率大小的比较

师刚才，我们分析了做相同多的功，比较所用的时间的长短，就可以判断

做功的快慢，即用的时间越少，做功就越快；再看一种情况，如果20min内小明

搬了30块砖到楼上，他爸爸搬了40块砖到楼上，那谁做功快呢？为什么？

生：爸爸做功快.因为爸爸做功多，小明做功少.

师可见，相同时间，比较做功的多少，可以看出做功的快慢，即相同时间

内做功多的，表明做功就快，反之，做功少的做功慢.

师那如果这种情况，又如何比较呢？（多媒体展示问题）

问题：lOmin小明搬完20块砖到楼上，6min爸爸搬完18块砖到楼上，谁

做功快呢？

学生积极发言，有的说小明做功快，有的说爸爸做功快，各抒己见（讨论非

常激烈）.

师（引导、启发学生）请大家回忆，前面我们学习哪些比较快慢的物理量,

如何定义的，有何特点？

生：描述运动的快慢用速度表示用通过的路程与所用的时间的比值来定义

速度，比值越大，运动越快，速度越大.

师同学们说的正确，我们不妨也采用这种方法，用做的功与所用的时间的

比值来定义.因此，描述做功的快慢用功率表示.

注意：做功快慢与运动快慢的类比（用多媒体展示）

比较物体运动的快慢比较做功的快慢

相同时间，单位时间相同时间，

单位时间内

比较路程内通过的比较做功

做的功

的长短路程的多少

速度的定义：路程与所功率的定义：功与做功所用时

用时间之比叫做速度.间之比叫做功率.

功率的公式:P=^―

速度的公式:r=—

/t

板书：（1）功率是表示物体做功快慢的物理量.

（2）功率的定义：功与做功所用时间之比叫做功率.

（3）功率的定义式：

代手一段一单鹤麴耳。》

I一单便溺KG

1---------施奉,_单微缠耳WM

2.功率的单位“瓦”

师功率的单位由功的单位和时间的单位组合而成.在国际单位制中，功的单

位是焦耳，时间的单位是秒，则功率的单位是焦耳每秒.功率的单位有个专门的

名称叫做“瓦特”，简称瓦，用符号W表示，正体书写作为单位；要注意，功作

为物理量也是用卬表示，但必须是斜体.这一点，书写时要区别.另外，工程技术

上，功率的单位还有：千瓦（kW）、兆瓦（MW），它们之间的换算关系：

lkW=103W,1MW=1O6W

师功率1瓦表示的物理意义是物体在1秒钟内完成的功是1焦.同学们，你

想了解我们身边的一些运动物体的功率多大吗？请大家阅读教材P66页第2段，

并说说你的看法.

生思考、讨论，并发表看法.教师也可以参与讨论，并举一些大家熟悉的例

子，引导学生课后通过上网搜集一些相关资料.

w

3.功率的计算：P--

t

师下面，我们看看如何计算物体的功率.

例题1用多媒体展示教材P66页例题.

师引导学生分析:要计算起重机的功率P,已经知道了所用的时间3根据

功率的定义式P=w/t,就必须计算出所做的功W,根据功W=Fs分析，匀速提起

重物时，所用的拉力F等于重力G,移动的距离s即是物体上升的高度h（已经知

道了），因此，所做的功W即可求出.教师板书演算计算过程.

师请大家思考：起重机的电动机做功的功率也是4Xl（）3w吗？为什么？

生：不是的，因为起重机的电动机除了提升物体做功外，还要克服起重机自

身部分重力，如钢绳重力做功，还有机器部件间的摩擦力做功，这些功合起来肯

定要大于4X103W.

师分析正确.有道理！起重机提升物体做的功为有用功，而它的电动机所做

功为总功，这些物理量我们将在下一章中学习.

例题2（用多媒体展示）在今年的抗旱工作中，某单位帮助一个扶贫村打了一

口地下水井，并在地面上修建了一个深2m,能储存30t水的水池.已知水井中的

水面距离水池进水口的竖直距离是30m.（g取10N/kg）

求：（1）将30t水从井里刚好抽到水池里，抽水机对水做的功.

（2）水池装满水后，水对池底的压强.

（3）将30t的水从井中抽到水池中需要lh,则这台抽水机的功率不得低于

多少瓦？

解析：本题是一道综合性较强的题目，不仅涉及了功和功率的计算，还涉及

了液体压强的计算，在分析本题时，应从以下三点入手：（1）知道水的质量，利

用重力公式求水受到的重力，又知道水提升的高度，再利用功的公式W=Gh求

抽水机对水做的功；（2）水池装满水后，知道水深，利用液体压强公式求水对池

底的压强；（3）知道抽水机抽水的时间，再利用功率公式求抽水机的功率.

解：（1）水的质量：m=30t=30X103kg=3Xl（）4kg水受到的重力：G=mg=3X

104kgX10N/kg=3X105N抽水机对水做的功：W=Gh=3X105NX30m=9X106J

（2）水池中水深h=2m,则水对池底的压强：p=Pgh=1.0X103kg/m3X10N/kg

X2m=2X104Pa

（3）抽水机抽水的时间t=lh=3600s,则抽水机的功率至少是

/>_卬_9xl()6j

=2500W

-7—3600s

知识点2功率的计算：P=Fv

教师给学生推导功率的计算公式P=Fv：

当物体在力F的作用下，以速度v做匀速直线运动时，由W=Fs,v=s/t可得

公式P=Fv.

教师在黑板上板书公式P=Fv表示的物理意义.

板书：（1）当物体的功率一定时，它受到的牵引力越大，速度越小.

（2）当物体的牵引力一定时，功率与速度成正比.

（3）当物体速度一定时，牵引力越大，它的功率越大.

提示:若F和v为定值，则P为定值；若F和v在变化，则P也在变化，所

以公式P=Fv反映的是瞬时功率.

例题3（用多媒体展示）某汽车在平直公路上做匀速直线运动，已知其水平

牵引力大小恒为F,运行速度为V,问：（1）此时汽车牵引力F的功率为多少？

（2）如果汽车发动机的实际输出功率是90kW,匀速行驶速度是30m/s,汽

车受到的阻力是多少？

解：（1）在一段时间t内，汽车行驶的距离s=vt,水平牵引力做功W=Fs=Fvt,

W__Fvt_

牵引力做功的功率P=

pox104IV

（2）P=90kW=9X104W,v=30m/s由P=Fv得，F=—=--—=3X1O3N

v30〃?/s

因为汽车在水平路上匀速行驶，故牵引力与阻力二力平衡，所以阻力f=F=3

X103N.

【课堂交流、小结与延展】

师同学们，我们通过类比方法，由描述运动快慢的物理量一一速度，知道

了表示做功快慢的物理量一一功率，理解功率的物理意义，你们有哪些收获呢？

请相互交流、讨论.

生1：通过学习，我明白了：功与功率是两个完全不同的概念，功是力与距

离的乘积，功率是单位时间内完成的功.

生2：描述做功的快慢用功率表示，功率的大小不仅取决于做功的多少，而

且还与完成这些功所用时间的长短有关，也就是说，功率是由功和时间共同决定

的.做功多的物体，功率不一定就大，同样做功时用的时间少的物体，功率也不

一定就大.

生3：描述一个物理量变化的快慢，必须是单位时间内完成该物理量的多少.

生（讨论）：老师，机器铭牌上的功率是指什么意思？

师机器铭牌上标示的功率指的是机器的额定功率，如“125型号”摩托车

车架铭牌上标定为7.8kW,指的就是摩托车输出的额定功率为7.8kW.（这些内容

以后将学）

生4：汽车的输出功率与牵引力、速度之间有什么关系？

师这个问题提得好，我们一起来探讨下：我们知道功率P=丝，而W=Fs,

t

v=s/t,则功率P=Fv,作为汽车来说，最大输出功率P是一定的，因此，Fv=P

（定值），可见，牵引力与速度成反比，所以，汽车上坡时因需要的牵引力越来

越大，速度越来越小，司机要换挡减速；换句话说，如果需要同等大小的牵引力

的条件下，功率大的汽车，上坡速度快些.

由公式尸=巴计算出的功率是一段时间内的平均功率；由公式P=Fv计算功

t

率时，如果V是某时刻的速度，则计算出的功率为某时刻的功率，如果V是一段

时间内的平均速度，则计算出的功率为平均功率.当然，在匀速直线运动中，瞬

时速度与平均速度相等.

师最后，请同学设计实验测量各自爬楼的最大功率.（同学们可以参照教材

P65页图11.2-1中的情景思考）

【教师结束语】

通过这节课的类比方法学习，大家收获确实不少，我们理解了功率的概念，

明白了物理学中描述快慢的物理量的定义方法，知道了功率的物理意义.同时还

了解了一些常见运动物体的功率，使我们在估测物体功率的大小时有一定的理论

依据.好，谢谢大家！

课后作业

完成本课时对应练习.

教学反思

1.在帮助学生理解功率的概念时，可以由速度的定义、电功率的定义来类比

分析，引出描述做功快慢的物理量.也可以让学生由平时生活中表示某个快慢的

比较入手，如小学时练习写字的快慢等等，总之，让学生自己去领悟它的实质，

促进学生更加深入理解功率是所做的功与完成功所用时间共同决定的.这样更能

充分发挥学生的学习主动性、积极性、让学生体会到物理并不难学.

2.可以组织学生到操场上进行爬杆，做俯卧撑，引体向上等活动比赛，比较

做功的快慢，来理解功率的概念.

孽:教学板书

1.物理意义：表示做功快慢的物理量

功

率2.定义：功与做功所用时间之比叫做功率.

的

初3.定义式：P=W//

步4.单位:瓦特（W）、焦每秒（J/s）、千瓦（kW）JW=lJ/s,

认

识lkW=1000W=lOOOJ/s

5推导式:P=Fz，（反映的是瞬时功率）

普生有卬的物理

人消耗的功率

人要维持生命和进行活动（包括体力和脑力的活动），就必须消耗能量做功.

在不同情况下消耗的功率大小是不同的.

一个成年人在熟睡的时候，消耗的功率大约是80瓦特，这个功率用来维持

其身体的代谢，因此把这个功率叫做基本代谢率.在进行一般脑力劳动时，例如

学生在上课时，消耗的功率约为150瓦特，其中约80瓦特为基本代谢率，约40

瓦特消耗在脑的活动中.在中等激烈的运动中，例如以5米/秒的速度骑自行车时,

骑车人消耗的功率约为500瓦特.在比较剧烈的运动中，例如打篮球时，人消耗

的功率约为700瓦特.在更剧烈的运动情况下，例如在百米赛跑中，一个优秀运

动员消耗的功率可超过1000瓦特.

人在一秒钟内能做多少机械功呢？研究表明，人在长时间做功的情况下，即

使消耗的功率超过1000瓦，其中只有约100瓦的功率可作为机械功输送到体外.

而马可以在长时间内以500瓦的功率做机械功，在短时间内的机械功率可以达到

700至800瓦，可见，人输出机械功的本领比起马的本领小多了.

某些事物的功率

事物瓦或千瓦

液晶显示数字电子手表消耗功率小于10xlO-6W

5~7管小型半导体收音机消耗功率(100-500)xlO-3W

普通盘式录音机消耗功率2.5W

常用鸨丝灯泡15~100W

18英寸（47厘米）彩色电视机消耗

65W

功率

电风扇（400mm）65W

人的平均功率37~74y

马的平均功率300-450W

国产摩托车（50型）1.6~1.8kW

国产手扶拖拉机2.2-8.8kW

一般载重汽车55~lOOkXV

大型喷气式航空发动机110250kW

新安江水电站总功率652500kW

黄河刘家峡水电站总功率1225000kW

长江葛洲坝水电站总功率2700000HV

液体燃料火箭发动机短时功率7.35xl09kW

第2节功率

第2课时功率的综合运用

电便标要求

【教学目标】

一、知识与技能

1.进一步理解功率的概念，熟悉功、功率和速度的区别与联系.

2.熟练解答有关功、功率、速度的综合性题目.

二、过程与方法

1.通过比较，把握功、功率和速度这三个物理概念的内涵.

2.通过一些典型习题的演练，领会解答功、功率和速度相关的综合题的方法

与技巧.

三、情感、态度与价值观

物理学科与数学等学科密不可分，相辅相成.养成勤于思考、动手动脑的好

习惯，终生受益.

【教学重点】功、功率和速度的综合计算与运用.

【教学难点】功、功率和速度的区别与联系.

【教具准备】多媒体课件

【教学课时】1课时

"J教与设计

【巩固复习】

教师引导学生复习上一课时所学内容，并讲解学生所做的课后作业（教师可

针对性地挑选部分难题讲解），加强学生对知识的巩固.

【新课引入】

师同学们，我们学习功、功率和速度的知识，知道它们的物理意义.那么，

请大家想想，做功多的机械，功率大吗？运动的速度大吗？举例说明.学生思考、

讨论，寻找实例求证.师好，这节课我们就来分析这个问题.

【进行新课】

知识点1功率、功、速度的区别和联系

师请大家根据自己的理解，完成下面表格内容（用多媒体展示）.

比较项目功功率速度

物理意义

定义

符号

公式

单位

联系

最后，教师抽样收集部分学生整理的情况，进行点评，然后用多媒体展示正

确的参考答案（见本课时“教学板书”），加深学生的正确理解.

例题1判断下面说法是否正确，正确的打错误的打.（师用多媒体展

示出题目）

（1）机器的功率越大，做功越多.()

（2）做功越多的机器，功率就越大.()

（3）做功的时间越少，功率就越大.（）

（4）机器的功率越大，做功越快.（）

（5）机器运行的速度越大，机械做功越多.（）

（6）功率小的机械做功可以比功率大的机械做功多.（）

（7）在动力F相同时，机械的速度越大，做功越快.（）

教师点学生回答，请其他学生判断，然后点评.

答案:（1）X（2）X（3）X（4"

⑸X(6)V(7)V

知识点2.功、功率、速度在力学中的综合运用

师力学中功、功率和速度的综合计算历来是中考考查的重点，要求学生熟

练解答，凸现学生综合运用知识、分析问题、解决问题的能力.

例题2（用多媒体展示）在平直公路上匀速行驶的汽车，发动

机的实际输出功率为60kW,速度为30m/s,则下列说法中错误

的是（）

A.汽车受到的牵引力是2000N

B.汽车受到的阻力是2000N

C.牵引力做功是60000J

D.行驶10s牵引力做功6Xl（）5j

解析：由P=Fv,解得牵引力/=£=322'=2000N,因为匀速运动，故

v30/w/s

阻力与牵引力二力平衡，A、B正确；做功的多少与做功的快慢（功率）和做功

的时间有关，故C错误；W=Pt=60000WX10s=6X105J,D正确.

答案：C

例题3（用多媒体展示）由航空工业六O五研究所自行

设计的“海鸥300”轻型水陆两栖飞机（如图所示）将于明

年10月首飞.该飞机可载4〜6名乘客，配置有高性能的发

动机和先进航空仪表设备，可用于公务飞行、货物运输、海岸巡逻等•设飞机的

总质量为4000kg,g取10N/kg.问：

（1）飞机停在水面时，排开水的体积是多少？

（2）若飞机在空中以360km/h的速度水平匀速飞行时，它在水平方向受到

的阻力为飞机重力的0.1倍，飞机发动机的功率是多少？

(3)若飞机飞行4h,则飞机发动机所做的功是多少？

解：(1)飞机停在水面时，F浮=G,即P水gV排=mg,所以

%9=a=40°°依，=4/

。水g0K1Ox10依/〃2

(2)飞机水平匀速飞行时，动力等于阻力，即F=0.1G=0.1mg=0.1X4000kg

X10N/kg=4000N,飞机发动机的功率P=Fv=4000NX360km/h=4000NX100m/s=4

X105W.

(3)方法一：飞机飞行4h时，飞机发动机所做的功为W=Pt=4Xl()5NX4h=4

X105WX4X3600S=5.76X109J.

方法二：飞机飞行4h时，所飞行的路程是s=vt=360km/hX4h=1440km=1.44

X106m,飞机发动机所做的功为W=Fs=4000NX1.44X106m=5.76X109J.

【课堂交流、小结与延展】

师同学们，我们通过这节习题课，更加理解了功、功率和速度三者之间的

区别与联系，熟悉了这类综合计算题的解题方法与技巧.你们有哪些收获呢？请

相互交流、讨论.

生：通过学习，我明白了：功、功率和速度是三个不同的概念，功是力与距

离的乘积；功率是功与做功所用时间之比；速度是路程与通过这段路程所用时间

之比.功是由作用在物体上的力和物体在这个力的方向上移动的距离共同决定的.

功率是由功和做功所用时间共同决定的.速度是由路程和通过这段路程所用时间

共同决定的.因此做功多的物体，功率不一定就大；速度大的机器，做的功不一

定就多，功率也不一定就大.可见，三者之间不能互相混淆，三者之间无必然联

系.

【教师结束语】

通过这节课的学习，大家对功、功率和速度有了更加深入的理解，而且在解

答综合题上有一定的方法和技巧，希望大家课后再去多多体会和练习，以加强巩

固.好，谢谢大家！课后作业完成本课时对应练习.

教与反思

在帮助学生理解功、功率和速度三者之间的区别与联系时，可以让学生分组

讨论，也可以采取辩论的形式展开，相信真理越争越明，然后教师集中整理.这

样更能充分发挥学生的学习主动性、积极性，让学生成为学习的主人.

教学板书

比较项目功功率速度

物理意义表示做功多少表示做功快慢表示运动快慢

力和物体在力

单位时间内单位时间内

定义的方向上移动

所做的功通过的路程

距离的乘积

符号犷PV

P=X和P=FuS

公式W^FsV=—

t

瓦(w)或焦

单位焦(J)米每秒(m/s)

每秒(J/s)

W=Fvt,P=Fr,W=Pt,W=—

V

注:①功与速度无必然联系，物体做功的多少,

仅由作用在物体上的力厂和物体在这个力的

方向上移动的距离5共同决定，与物体运动的

联系

快慢(速度v)无关;②物体做功的快慢与做功

多少和做功时间有关，但不能仅凭做功的多少

来决定功率的大小;③在不确定动力F的条件

时，物体做功的功率与物体运动的速度无关;

④三者之间无必然联系.

第3节动能和势能

课标要求

【教学目标】

一、知识与技能

1.理解动能和势能的基本概念，并能识别具有动能和势能物体的事例.

2.理解动能、势能的大小跟什么因素有关.

二、过程与方法

1.熟练掌握分类法、控制变量法等具体的研究方法.

2.通过参与科学探究活动，培养初步的科学探究能力.

三、情感、态度与价值观

1.使学生通过知识的探索过程形成研究探索的意识和敢于创新的精神.

2.在与小组成员一起探索的过程中，养成与人共处、协作学习的好习惯.

【教学重点】

动能和势能的概念；动能和势能的大小与哪些因素有关.

【教学难点】探究动能和势能的影响因素.

【教具准备】斜面（光滑的长木板）、钢球（大、小钢球各一个）、木块、

刻度尺、多媒体课件等.

【教学课时】1课时

教与设计

【巩固复习】

教师引导学生复习上一节有关功率的知识，并讲解学生所做的课后作业（教

师可针对性地挑选部分难题讲解），加强学生对知识的巩固.

【新课引入】

教师演示实验，请同学们认真观察，并思考：小球对木块做功了吗？

实验操作：让一个小球沿桌面滚动，撞击木块，使木块移动了一段距离.

生：做了功.

师小球能够对外做功，它有能量吗？

生：（齐声回答）当然有能量.

师运动的物体有什么能量?有什么特点？这正是我们今天要研究的问题.

【进行新课】

知识点1

师一个物体能够对外做功表示这个物体具有能量，简称能，能量的单位与

功的单位相同，也是焦耳（J）.下面请大家说说生活中都有哪些种类的能量?

生1:生活中常见的能量有电能、太阳能、风能、水能、热能等.

生2：我所知道的还有化学能、核能.

师很好，生活中能量无处不在，人们就是利用能量来做功的，下面我们一

起来分析生活中一些常见事例中的能量.（教师用多媒体展示动能、势能的事例）

事例：①汹涌的洪水冲击泥石流前行；

②树枝上的苹果；

③拧紧发条的玩具车；

④提起在高处的打桩机重锤；

⑤被射箭运动员用力拉弯的弓；

⑥行驶的汽车.

师上面的这些物体都具有能量，请大家分析、讨论并提出分类的方案，说

出你的依据.（提示学生从运动和静止的角度分）

生：（讨论中）方法一：从运动和静止的角度分：

（①⑥

方法二：从自然和人为的角度分：

i③④⑤⑥

师很好，同学们从方法一分类中，发现一些物体运动时具有能量，另外一

些物体尽管静止，但也储存了能量，下面我们就一起来认识动能和势能.（引出

动能和势能）

t板书：三能：自：NW二至行=具有钓匕7

教师引导学生说说生活中哪些物体具有动能.

生：正在行驶的汽车具有动能，空中飞行的鸟具有动能.

师请同学们思考在②③④⑤中的物体中，它们有些物体尽管静止，但也储

存了能量，它们是如何获得能量的？

学生很快发现②与④有一定的高度；③与⑤发生了形变.

教师点评：在地球表面附近与高度相关的能称为重力势能，发生弹性形变而

具有的能称为弹性势能.

+板书:+

（耋方务能：在姓球表百叶近与高度加关的掂.;

1洋性芸冬：广匕主二支JE手性形变下具南包靛,+

知识点2探究动能的大小与哪些因素有关

师同学们平时观察注意到，在发生交通事故时，汽车高速行驶和低速行驶

撞上障碍物时的破坏程度是不同的.下面我们就通过实验来探究动能的大小与哪

些因素有关.（提示：可仿照教材P67《实验》进行探究）

师这是个带槽的木板，我们把钢球放到斜面上令其滚下，到达平面上打击

一个小木块，推动木块做功，根据木块被推动的距离远近来判断钢球具有的动能

大小.（注意控制变量法的应用）

教师演示实验一，学生仔细观察实验.

步骤一：教师使小钢球从某一高度由静止开始滚下.（注意木块被推的距离）

步骤二：教师换一个质量大的钢球，从同一位置由静止开始滚下，到达水平

面上时和刚才的小钢球具有同样的速度，再观察木块被推动的距离.（很显然，

第二次木块被推的距离比第一次远得多.说明大钢球做的功多，也就是大钢球具

有的动能大.）

教师提问：这个实验说明了什么？

生：这个实验说明了物体的动能大小跟它的质量有关.速度相同时，质量越

大，动能越大.

教师用同一个钢球演示实验二，学生仔细观察实验.

步骤一：教师让钢球从比较低的位置由静止开始滚下.（注意木块被推的距离）

步骤二：教师让钢球从比较高的位置滚下来，到达水平面上时具有更大的速

度，木块被推得更远.

教师提问：这个实验说明了什么？

生：这个实验说明了物体的动能大小跟它的速度有关.同一个物体速度越大,

动能越大.教师鼓励学生的回答，并进行总结和板书.

板书：动能的大小与物体的速度、质量有关.质量相同的物体，运动的速度

越大，它的动能越大；运动速度相同的物体，质量越大，它的动能也越大.

师好，下面请大家阅读教材P68页的《想想议议》，想想为什么？

生：因为大型客车、载货汽车的质量要比小型轿车质量大，因此，若速度相

同时，大型客车、载货汽车具有的动能大，一旦出现交通事故，做功多，破坏程

度大些.所以，为了安全起见，必须将大型客车、载货汽车的速度限制得低些.

知识点3

师重力势能的大小与什么因素有关呢？请大家设计实验探究.

学生分组进行实验探究，教师巡视指导.

提示：可以借用钢球对物体做功，做功越多，表明钢球的重力势能越大.有

的同学想到用钢球下落砸击沙面陷入的深度来体现.学生还可以利用身边文具进

行实验.（例如，有学生想到利用举高的橡皮下落时破坏物体的程度大小来体现）.

教师要求各小组派一位代表，叙述自己探究的结果，进行全班交流.

板书：重力势能的大小与物体所处的高度、重力有关，物体高度越大，重力

越大，它具有的重力势能越大.

例题1请同学们思考，生活中遇到这种情景时，你心里有何感觉？为什么？

（1）处在陡峭的悬崖上摇摇欲坠的大石头，当你从它的下方经过时；

（2）静止在地面上的大石头，当你从旁边经过时.

生作答，师点评.

答案:（1）处在陡峭的悬崖上的大石头有高度，有重力势能（能量），当人从它的

下方经过时,