九年级物理教案(下)-人教版〔优秀篇〕

1、九年级物理教案（下）六合初中徐卫刚2010-3-1第十五章 功和机械能第一节 功教材分析： 本节对功的概念，以及功的计算方法做了阐述，并使学生理解怎样才算是做了功。教学目标:1.知识与技能理解做功的两个必要因素. 知道什么情况下物体做了功,什么情况下物体没有做功.掌握功的公式和单位,并会用功的公式进行简单的计算.2.过程与方法培养学生的观察能力.初步分析问题和解决问题的能力.3.情感、态度与价值观目标通过实践操作,使同学们养成实事求是的科学态度,热爱科学的情感.教学重难点:重点：运用功的公式进行计算.难点：判断物体是否做功.教学器材:弹簧测力计,长木板,铁块,小车,细绳.教学课时：1时教学过程

2、:1.诊断补偿:(1)什么是力 力的三要素是什么 (2)什么是重力 重力的方向如何 2.导入新课:教师演示用弹簧测力计在水平桌面上用相同的力分别拉铁块和小车,让学生观察实验现象,通过两次用力铁块静止不动而小车运动,启发学生思考:这两次用力的成效是否一样 由此导入本节内容.3.探究释疑,交流合作:学生阅读本节课本第一,二自然段,参看课本插图,提问并由学生回答下列问题: 力学里所说的“功”,它的含义是什么，学生回答:当一个力作用在物体上,物体在这个里的作用下通过了一段距离,力学里就说这个物体做了功. 分析课本插图做功的实例:货物,铁塔,火箭和原木在什么力作用下沿什么方向移动了一段距离 (重点让学生

3、知道力的方向)什么力对物体做了功 引导学生逐个分析图例:货物在什么力的作用下,向什么方向通过了一段距离 这个力的方向是怎样的 铁塔,火箭又是如何 引导学生分析得出:货物,铁塔,火箭在竖直向上力的作用下,向上通过了一段距离.叉车,直升飞机,燃烧气体分别对货物,铁塔,火箭做了功.原木在水平拉力作用下,沿水平方向前进了一段距离,马的拉力对原木做了功.根据对图例的引导分析:让学生思考力学里的功包括哪两个必要因素 (3) 教师小结并板书:力学里的功包括两个必要的因素:一是作用在物体上的力,二是物体在力的方向上通过的距离.着重指出:“两个”必要因素的含义是缺一不可.只有作用在物体上的力,而物体没有在力的方

4、向上通过距离,即如果物体仍然静止不动,这个力就没有对物体做功.结合课本图15-2,分析两个小朋友做功等于零的道理.如果物体靠惯性运动,虽然在水平方向上通过了距离,但并没有水平方向上的力作用于它,所以没有什么力做功.结合在极光滑的水平冰面上滑动的冰球一例,说明没有什么力对冰球做功.(4) 通过学习我们知道了做功的两个必要因素,即力与距离,功的大小与力与距离有关,功的大小如何计算 教师提出问题:在拉力F作用下,通过的距离为S;在拉力不变的情况下,通过的距离为2S;请同学比较这两次做功的大小.通过相同的距离S,一次拉力为F,一次为2F,比较这两次做功的大小.通过分析比较,让同学们懂得用力越大,在力的

5、方向上通过的距离越多,做功越多.功的大小与作用在物体上的力成正比,跟物体在力的方向上通过的距离成正比.总结板书功的计算公式和单位:功等于力与物体在力的方向上通过的距离的乘积.用W表示功,F表示力,s表示物体在力的方向上通过的距离,则功的公式可写成:W=Fs 功的单位:在国际单位制中,力的单位是牛顿(N),距离的单位是米(m),功的单位是牛顿米,它还有一个专用的单位名称叫焦耳,简称焦(J).让学生课后了解科学家焦耳对物理学做出的巨大贡献.1焦=1牛顿米. 教师强调:在运用公式进行计算时,要注意单位的统一,距离的单位一定要用米.其次要让学生知道,做功的的多少只与作用在物体上的力和物体在力的方向上通

6、过的距离有关,与物体是否做匀速直线运动无关.再次,让学生知道1焦的物理意义,知道1焦的大小. 教师提问:此题中木箱受到几个力的作用，哪个力做了功，对什么物体做了功，重力做了功没有，为什么，学生回答,教师总结. 知能训练:(1)小张提着一桶80N的水上坡,已知坡的长度为20m,高度为4m,小张做了多少功 (2)小王提着同样重的水,沿水平方向前进了20m,小王做了多少功 (3)小李提着80N的水桶,原地不动,停了5min,小李做了多少功 (4)讨论本课课后想想议议中的问题 课堂小结:教师总结本节课的主要内容,重点强调在力的方向上通过了距离才算是做功,功的计算公式及单位. 布置作业:本节课后的练习1

7、,2,3.4、5小 结：本节主要内容：1、功的概念2、做功的必要因素. 3、什么情况下物体做了功,什么情况下物体没有做功.4、功的计算方法.板书设计：第一节 功一、功的概念1、功：当一个力作用在物体上,物体在这个里的作用下通过了一段距离,力学里就说这个物体做了功。2、功的两个必要的因素:一是作用在物体上的力,二是物体在力的方向上通过的距离。二、功的计算方法：1、功的计算公式:功等于力与物体在力的方向上通过的距离的乘积.用W表示功,F表示力,s表示物体在力的方向上通过的距离.则功的公式可写成:W=Fs 2、功的单位:焦耳,简称焦(J).1焦=1牛顿米.教学后记：本节对功的计算方法作了详细的介绍，

8、通过学习功的相关知识，使学生对功这一概念有一个全新的理解，能够正确分辨做功与否，能进行简单计算。第二节 机械效率教材分析：本节课程主要阐述了有用功的定义、什么是额外功，以及机械效率的计算方法，给出了机械效率的计算公式。教学目标： 1知识与技能 知道有用功、额外功、总功的含义，指出它们之间的关系 能结合实例认识什么是有用功、额外功、总功理解机械效率的概念，知道机械效率小于1及没有单位的原因 会利用公式W有W总进行有关计算 2过程与方法 经历测量斜面的机械效率的过程通过参与探究斜面的机械效率的活动，学习拟定简单的科学探究计划和实验方案 3情感、态度与价值观目标 关注生产、生活中各种机械的机械效率，

9、具有用机械效率来评价机械的意 识通过探究活动，进行充分的交流与合作，培养学生严谨求实的科学态度和团结协作的科学精神教学重点与难点：重点：能结合实例认识什么是有用功、额外功和总功；理解机械效率的概念，会利用公式W有W总进行有关计算难点：会分析影响机械效率大小的因素，指出提高机械效率的方法教学器材：弹簧秤、动滑轮教学课时：1时教学过程：引入新课一复习提问FG 1什么是功？ 2如图所示的动滑轮提升重5NFG的物体，求动力F= 。 二新课教学1有用功、额外功和总功（1）演示实验用弹簧秤匀速拉动绳端，使重物G升高。从弹簧秤读出拉力F的值，用刻度尺测出重物提升的高度h和弹簧秤移动的距离s。以下边讲边板书：

10、“实验数值G5牛，h0.5米，F3牛，s1米。弹簧秤的拉力（动力）对动滑轮做的功：W动Fs3牛1米3焦，提高重物，动滑轮克服阻力做的功：W阻Gh5牛0.5米2.5焦”（2）提问：由实验可以看到W动W阻，这是为什么？学生回答，教师总结：前面研究简单机械和功的原理时，我们没有考虑摩擦，没有考虑使用动滑轮提升重物时动滑轮本身重等因素，是理想情况。实际上，我们用动滑轮等简单机械提升重物时，由于要克服摩擦以及不得不把动滑轮一起提升，这时我们用的力（动力）就比没有摩擦时要大（该实验中，理想情况下拉力是2.5牛，而实际的拉力是3牛）。做的功要比没有摩擦时大一些（该实验中，不考虑摩擦时动力做的功是2.5焦，而

11、实际动力对滑轮做的功是3焦）。（3）总结并边讲边板书在用动滑轮提高重物的实验中，用来提高物体的功对我们是有用的，是必须做的。问：本实验中的有用功是多少？答：W有Gh5牛0.5米2.5焦。本实验中，用来克服摩擦做的功、把动滑轮提升0.5米做的功对我们没有用，但又不得不做的功，这种功叫额外功。使用任何机械做额外功是不可避免的。本实验中，有用功加额外功是总共做的功，叫总功。板书：“3总功（W总）：有用功与额外功的总和叫总功”问：本实验中总功W总？答：W总FsF2h3牛1米3焦。问：本实验中做的额外功是多少？答：W额外W总W有用3焦2.5焦0.5焦。2机械效率问：根据以上实验，你能算出有用功在总功中占

12、的百分比吗？学生演算，答出计算过程和结果。答：83.3。教师小结并板书：“4机械效率：有用功跟总功的比值叫机械效率”有用功总小于总功，所以机械效率总小于1”教师指出：表示机械效率的字母的读音。机械效率用百分数表示，没有单位。问：某起重机的机械效率是70%，它表示什么意思？答：使用起重机提升重物时所做的有用功跟总功的比值是70%，也可以说有用功在总功中占有70%，另30做的是额外功。3提高机械效率阅读课本提高机械效率一段，小结要点，指出采取减小额外功是提高机械效率的有效方法。三小结及测试。四布置作业。小 结：本节主要学习了： 1、有用功的定义2、什么是额外功3、机械效率的计算方法板书设计：第二节

13、 机械效率1有用功的定义：对人们有用的功叫有用功。W有 =Gh 2额外功：人们不需要但又不得不做的功叫额外功。W额=W总- W有 3总功：有用功和额外功之和。W总=FS4机械效率：有用功跟总功之比。，计算本实验。5了解一些常见机械的效率。教学后记：本节的重点在机械效率的计算，而要正确计算机械效率就必须掌握什么是有用功、什么是额外功，只要将这两项掌握，机械效率的计算就不成问题。第三节 功率教材分析： 本节开始就通过日常生活中的事例阐述功率的概念，进而讲述如何计算功率和功率的重要作用。教学目的：1知识与技能通过日常生活中的实例和生产中的实际，在讨论中使学生能理解功率的概念。 学会使用功率的基本公式

14、，一解答简单的物理习题。 2过程与方法讨论法。 3情感、态度与价值观目标 通过实践操作,使同学们养成实事求是的科学态度,热爱科学的情感教学重难点： 功率的计算方法既是本节的重点，也是本节的难点。教学器材：教材教学课时：1时教学过程： 引入新课在日常生活中和在生产实际中，不仅要考虑机械效率，还有一个重要的概念，对于生产设计和使用机械做功时必需要考虑的一个物理量。 我们要通过几个典型问题的讨论，理解它，认识它的重要性。 【例1】 建筑工地上需要将1000块砖送到15米高的楼上。 方法如下： 1人用筐将砖运送到楼上。2人用滑轮将砖运送到楼上。3使用起重机将砖运送到楼上。 提问：以上三种方法，除了机械

15、效率不同外还有什么不同。（待学生思考不必要求立即回答）。 【例2】一个人用通常的步伐走上三楼，或以快速地跑到三楼上。 提问：两种方法所做的功的情况有何不同。（要求同上题，先认真去思考，不必急于作答。）【例3】有一个重型的机器，需要推至距100米远的厂房内。 方法有三：1工人们用推力推到厂房内。2工人们用车推到厂房内。3用马车拉到厂房内。 提问：三种方法完成此功有何不同。 对比上述三例，当人们完成一定的功时，存在着一个具体的实际问题是什么？ 启发同学得出答案： 物体做功有快、有慢。 在例1中起重机做功快。 例2中人跑到三楼做功快。 例3中用马车做功快。 物理学里用功率来表示物体做功的快慢，板书：

16、因此，单位时间里完成的功，叫做功率。 根据定义可得出： 板书：各物理量的国际单位，写在公式中。 1瓦特1焦耳/秒，1千瓦1000瓦，1兆瓦106瓦特。 指出：功率是机器的主要技术性能之一。 功率小，做功慢，耗能少。功率大，做功快，耗能多。 【例题】 高出水面30米处有一个容积是50米3的蓄水池，要用一台离心式水泵抽水给蓄水池，1小时能把水池充满即可，这台水泵的功率至少是多少千瓦？ 已知：h30米，V50米3， t1小时3600秒， 求：P 解：分析，根据已知条件 mV。 m1103千克/米350米35104千克 所以G5105牛顿。 WGh 5105牛顿30米15106焦耳。 答：这台水泵的功

17、率至少是4.2千瓦。 指出：根据已知条件和所求的物理量的基本公式，知道水泵是克服水重而做功，故在题内首先根据水的质量求出水重，这样再代入功率的基本公式中求功率。 为什么题目最后所求的是“功率至少是”多少千瓦？为什么不求等于多少或者求最大是多少千瓦。 这是因为在实际中水泵有轴功率和配套功率的区别，轴功率是指单独水泵本身所能完成的功率，如果按题内所求功率，只能满足轴功率，那么水泵是无法工作的，因为水泵必须同其它机器配合使用才能工作，所以配套功率是要大于轴功率的，这是否是功率越大越好呢？不是的，因为功率越大，必定耗电或耗油多，是不符合经济效益的。 小 结：1、功率的概念。2、功率的基本公式。3、功率

18、的计算板书设计：第三节 功率一、功率的概念单位时间里完成的功，叫做功率。二、功率的计算公式三、例题讲解教学后记：这一节我们学习了功率的概念及其计算公式，对功率有了初步的认识，在例题讲解的基础上，加深学生的知识点，从而体会功率的重要性。第四节 动能和势能教材分析： 本节综合给出了动能、势能的概念，对动能势能的计算方法作了讲解，阐述了生活中动能和势能的实际现象。教学目标： 1知识与技能知道动能势能的概念在探究实验中理解影响动能势能的因素 用能量的初步知识理解分析简单的实际问题 2过程与方法 通过观察认识动能势能的存在 通过归纳概括得到动能势能的概念 在讨论探究实验中总结影响动能势能的因素 3情感态

19、度与价值观 通过探究实验和合作学习，培养学生严谨的科学态度、敢于探索创新的科学精神及交流合作的团队意讽教学重点与难点：重点：动能和势能的概念；探究影响动能的因素难点：势能的概念教学器材：钢球、木块、斜槽教学课时：1时教学过程：引入新课出示斜槽，并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。让学生分析碰撞过程中，做没做功？利用学生分析的结果“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。新课教学物体具有能量的形

20、式是多种多样的，以后我们将逐步认识各种形式的能量。刚才的实验中钢球撞击木块能够做功，但若将钢球停靠在木块一侧（边讲边演示），这时的钢球并不能推动木块做功。只有运动的钢球才能推动木块做功。(1)动能：物体由于运动而能够做功，它们具有的能量叫做动能。引导学生广泛地列举事例，说明运动的空气、水和各种物体都能够做功，而具有动能。概括出“一切运动的物体都具有动能。”列举事例说明：运动的物体具有的动能多少不尽相同。如狂风能吹倒大树，而微风只能使树枝摇动。进而通过演示实验，概括出决定物体动能大小的因素。演示课本实验，实验可分三步：将同一个钢球，从斜面不同高度滚下，让学生观察钢球将木块推动的距离。木块被推动的

21、距离不同，说明钢球对木块做的功不同。木块被推动得越远，表明钢球的动能越大。实验说明：从不同高度滚下的钢球，具有不同的动能。上面的实验表明钢球从较高处滚下时具有的动能大。那么钢球从不同的高度滚下时有什么不同呢？我们可通过观察实验来得到结论。将质量相同的两个钢球，同时从斜槽的最高点和接近斜槽底部的位置释放。从最高点滚下的钢球能在水平槽上追上从接近底部滚下的钢球。实验表明从高处滚下的钢球速度大。从而得到结论：物体的动能与速度有关，速度越大，物体的动能越大。换用不同质量的钢球，从同一高度让其滚下，让学生观察钢球推动木块的距离。从而得出结论：运动物体的质量越大，动能就越大。演示实验之后，总结实验结果：运

22、动物体的速度越大，质量越大，动能就越大。(2)势能：物体由于运动的原因而具有动能，物体还可能由于其他的原因而具有能量。例如，同学们都玩过用橡皮筋弹射纸弹的游戏，拉长的橡皮筋能给纸弹一个力，并推动纸弹移动一段距离，从而对纸弹做了功。同样拉弯的弓，压缩的弹簧也能够做功，它们都具有能量，这种能量叫做弹性势能，它是由于物体发生弹性形变而具有的能量。解释弹性形变：物体受到外力作用而发生的形状变化，叫做形变。如果外力撤消，物体能够恢复原状，这种形变叫做弹性形变。列举事例说明物体的弹性形变。如：拉长的弹簧，压扁的皮球，弯曲的钢锯条，上紧的钟表发条等。利用课本实验，阐明物体的弹性形变越大，它具有的弹性势能就越

23、大。为节省课堂时间，课前将两个性质相同弹簧，按照课本压缩到不同的长度。先后将拉紧弹簧的绳烧断，两次砝码被弹起的高度不同。弹簧压得越紧，放松时它做的功越多，表示它的弹性势能越大。被举高的重物，也能够做功。例如：举高的铅球，落地时能将地面砸个坑；举高的夯落下时能把木桩打入地里。举高的物体具有的能量叫重力势能。列举事例说明：物体的质量越大，举得越高，它具有的重力势能越大。如：举起同样高度的铅球和乒乓球，铅球落下时做的功多，具有的重力势能大。铅球举得越高，具有的重力势能就越大。引导学生讨论树上结的苹果是否具有重力势能？通过讨论使学生理解“一个物体能够做功”的含义。能够做功只是说物体具有了做功的“本领”

24、，但不一定做了功。树上结的苹果虽然没有做功，但只要它从树上掉下来就能做功，所以我们说它具有重力势能。(3)机械能：让学生分析静止在桌面上的钢球是否具有能量？（具有重力势能）继而让学生分析在桌面上滚动的钢球具有什么能？通过分析得知滚动的钢球既有动能，又有势能。动能和势能统称为机械能。一个物体既有动能，又有势能，那么动能和势能的和就是它的总机械能。(4)能量的单位：从前面的讨论，我们可以认识到能量是跟做功有密切联系的概念，能量反映了物体具有做功的本领，能量的大小可以用能够做功的多少来衡量。因此，动能、势能和机械能的单位跟功的单位相同，也是焦耳。小 结：本节主要内容：1、动能和势能的基本概念；2、动

25、能和势能的计算方法；3、动能、势能和机械能的关系。板书设计：第四节 动能和势能一、动能的概念：物体由于运动而能够做功，它们具有的能量叫做动能。二、势能：1、定义：2、分类：三、机械能：教学后记：本节对两个重要概念动能、势能，做了详细的讲解，在学习的同时，掌握他们的计算方法十分重要，而在此基础上，学生需要掌握它们之间的关系，这对理解能量的相互作用也有很好的实际效果。第五节 机械能及其转化教材分析： 本节学习机械能的概念，以及动能与势能之间的相互转化问题，教材从各种转化的自然现象出发，引导学生进一步理解到机械能守恒的含义。教学目标： 1知识与能力 知道机械能包括动能和势能 能用实例说明动能和势能之

26、间可以相互转化，能解释有关动能、重力势能、弹性势能之间相互转化的简单现象 初步了解机械能守恒的含义 2过程与方法 通过观察和实验，认识动能和势能之间的相互转化的过程 动手设计实验，勇于探索自然现象和身边的物理道理 3情感态度与价值观 关心机械能与人们生活的联系，有将机械能应用于生活的意识 乐于参加观察、实验、制作等科学实践教学重点与难点：能量守恒的理解和动能和势能的转化教学器材：教材教学课时：1时教学过程：引入新课手持粉笔头高高举起。以此事例提问：被举高的粉笔具不具有能量？为什么？学生回答提问后，再引导学生分析粉笔头下落的过程。首先提出，当粉笔头下落路过某一点时，粉笔头具有什么能量？（此时既有

27、重力势能，又有动能）继而让学生比较在该位置和起始位置，粉笔头的重力势能和动能各有什么变化？（重力势能减少，动能增加）在粉笔头下落的过程，重力势能和动能都有变化，自然界中动能和势能变化的事例很多，下面我们共同观察滚摆的运动，并思考动能和势能的变化。实验1：滚摆实验。出示滚摆，并简单介绍滚摆的构造及实验的做法。事先应在摆轮的侧面某处涂上鲜明的颜色标志，告诉学生观察颜色标志，可以判断摆轮转动的快慢。引导学生复述并分析实验中观察到的现象。开始释放摆轮时，摆轮在最高点静止，此时摆轮只有重力势能，没有动能。摆轮下降时其高度降低，重力势能减少；摆轮旋转着下降；而且越转越快，其动能越来越大。摆轮到最低点时，转

28、动最快，动能最大；其高度最低，重力势能最小。在摆轮下降的过程中，其重力势能逐渐转化为动能。仿照摆轮下降过程的分析，得出摆轮上升过程中，摆轮的动能逐渐转化为重力势能。实验2：单摆实验。此实验摆绳宜长些，摆球宜重些。最好能挂在天花板上，使单摆在黑板前，平行于黑板振动，以便在黑板上记录摆球运动路线中左、右最高点和最低点的位置。分析单摆实验时，摆球高度的变化比较直观，而判断摆球速度大小的变化比较困难，可以从摆球在最高点前后运动方向不同，分析摆球运动到最高点时的速度为零，作为这一难点的突破口。顺便指出像单摆这种往复的运动，在物理学中叫做振动。综述实验1、2，说明动能和重力势能是可以相互转化的。实验3：弹

29、性势能和动能的相互转化。演示课本图17动能和弹性势能的转化实验。实验可分两步做。首先手持着木球将弹簧片推弯，而后突然释放木球，木球在弹簧片的作用下在水平槽内运动。让学生分析在此过程中，弹性势能转化为动能。第二步实验，让木球从斜槽上端滚下，让学生观察木球碰击弹簧片的过程。然后，依据课本图17，甲乙图和乙丙图分析动能转化为弹性势能和弹性势能转化为动能的过程。得出：动能和弹性势能也是可以相互转化的。自然界中动能和势能相互转化的事例很多。其中有一些比较直观，例如：物体从高处落下、瀑布流水等这些事例也可以让学生列举，说明动能和势能的相互转化。有些事例比较复杂，例如：踢出去的足球在空中沿一条曲线（抛物线）

30、运动过程中，动能和势能是如何相互转化的呢？（板画足球轨迹，依图分析）首先我们来分析足球离地面的高度的变化，这是判断足球重力势能变化的依据。很明显，在上升过程中足球的重力势能增加；在下降过程中重力势能减少。接着再分析足球的速度。足球在最高点时不再上升，说明它向上不能再运动。所以，足球在上升过程中，速度逐渐变小；在下降过程中速度又逐渐变大。通过以上分析，可以看到足球在上升阶段动能转化为重力势能；在下降阶段重力势能转化为动能。人造地球卫星在运行过程中，也发生动能和重力势能的相互转化。人造地球卫星大家并不陌生，然而围绕人造卫星，同学们还有许多的谜没有揭开。例如：人造卫星为什么能绕地球运转而不落下来？在

31、人造卫星内失重是怎么回事？等等，这些问题还有待于同学们进一步学习，今天我们只讨论卫星运行过程中，动能和重力势能的相互转化。人造卫星绕地球沿椭圆轨道运行，它的位置离地球有时近、有时远。（出示我国发射的第一颗人造卫星轨道图）现以我国发射的第一颗人造卫星为例，它离地球最近时（此处叫近地点）离地面439公里，离地球最远时（此处叫远地点）离地面高度是2384公里，它绕地球一周的时间是114分钟。它在近地点时，速度最大，动能最大；此时离地面最近，重力势能最小。卫星由近地点向远地点运行时动能减小，重力势能增大，动能向重力势能转化。直到远地点时，动能最小，重力势能最大。卫星由远地点向近地点运行时，重力势能向动

32、能转化。在卫星运行过程中，不断地有动能和势能的相互转化。小 结：1、机械能的概念2、机械能的转化：动能与势能的相互转化板书设计：第五节 机械能及其转化一、机械能：动能和势能之和二、机械能的转化动能势能势能动能教学后记：本节对机械能的概念，以及能量之间的相互转化做了详细的阐述，在所学的知识里，这一节是对本章的一个概括，因此，提出了能量守恒，对这一点的认识，也是学生能否学好这一章的关键。本章复习（1课时）一、本章知识要点：1.功的两个必要因素(1)作用在物体上的力;(2)物体在力的方向上通过的距离.必须同时具备这两个要素,力才对物体做功.如果物体在运动过程中没有受到力的作用,例如物体在光滑水平面上

33、滑动时,在水平方向上尽管它通过了距离,但是却没有受到力的作用,所以没有力对它做功.如果物体虽然受到了力的作用,但是在力的方向上没有通过距离,则这个力也没有对物体做功.例如建筑工人双手棒着一摞砖站在原处准备装上车,他虽然对砖有一个向上的托力,但是在这个力的方向上没有通过距离,因此他没有做功.如果物体受到了力的作用,同时物体也在运动着,但是力的方向与运动的方向相垂直,那么力也没有对物体做功.例如我们用手提着一桶水在水平路面上行走时,虽然我们对水桶施加了竖直向上的拉力,但是由于拉力的方向与运动的方向相垂直,因此我们并没有对水桶做功.2.功的计算功的大小等于力跟物体在力的方向上通过的距离的乘积.写成公

34、式,即为:WFS式中F表示作用在物体上的力,单位用牛;S表示物体在F的方向上通过的距离,单位用米;W表示功,单位即为焦.1焦1牛米.在用公式WFS计算功时,必须注意F与S的同方向性,即S必须是物体在F的方向上通过的距离,或F是在S方向上施加的作用力.3.功的原理功的原理有两种表述:第一种表述是:使用机械时,人们所做的功,都等于不用机械而直接用手所做的功.第二种表述是:使用任何机械都不省功.这第一种表述的结论适用范围是各种理想机械，即可忽略机械工作时的摩擦和机械本身的重,这样使用机械工作时做的功,才和直接用手完成同一任务时做的功相等.第二种表述是更具有普遍意义的结论,因为实际的机械工作时,不但会

35、有摩擦,而且机械本身的重又不能忽略,所以要多用力,多做功,即使用机械工作时做的功要大于直接用手做的功.4.斜面斜面是一种简单机械.在不考虑物体与斜面间的摩擦时,将物体沿斜面匀速拉上顶端所用的力为:F上式中h为斜面的高,L为斜面的长,G为沿斜面向上运动的物体重,F即为沿斜面向上的拉力.由于hL, FG.说明使用斜面提高物体可以省力.5.有用功利用机械工作时,对人们有用的功叫有用功.机械工作时,确定好哪一部分是有用功,这是解答这类问题的关键;而确定有用功的方法,则是根据机械工作时的目的来判断.具体在判断时,可以设想一下:如果不用机械,而直接用手来完成任务需要做的功,其大小就等于有用功.例如,用滑轮

36、组、斜面或杠杆等各种机械装置竖直提升重物时,我们工作的目的是要使重物升高.假如我们不用任何机械而直接用手来将重物匀速提升,则需要做的功是:WFSGh.在这一工作过程中的有用功其大小就等于Gh,即W有Gh.6.额外功使用机械工作时,并非需要但又不得不做的功叫额外功.不同的机械需要做额外功的原因一般是不相同的.例如,使用斜面工作时需要做额外功的原因是物体和斜面之间的摩擦;使用杠杆工作时需要做额外功的主要原因是杠杆自身重和摩擦;使用滑轮组工作时需要做额外功的主要原因是动滑轮的重和轮与轴之间的摩擦等.因此,使用实际机械工作时,往往不得不做额外功.7.总功使用机械工作时,有用功与额外功之和叫总功.总功是

37、工作过程中,人们对机械实际总共做的功.W总W有W额.8.机械效率有用功与总功的比值,叫机械效率.其公式为:由于有用功总小于总功,因此机械效率总小于1.机械效率是比值,没有单位,用百分数表示.机械效率所表示的是机械工作时,有用功在总功中所占有的百分比,机械效率的高低与所使用的机械工作时是否省力、及省力多少无关;与机械工作时的快慢程度无关;与机械工作时所完成的功的数量多少也无关.同一机械在不同情况下工作时,其机械效率往往会改变.例如用动滑轮提升重物时,如果忽略绳子的重和摩擦,被提升的重物重力增大时,动滑轮的机械效率将会随之提高.9.功率(1)单位时间里完成的功,叫功率.(2)功率是表示物体做功快慢

38、的物理量,功率大的物体做功快,功率小的物体做功慢.(3)功率的计算公式: p 式中w为功,单位用焦:t为做功所用时间,单位用秒;p即为功率,单位用瓦特(简称瓦).1瓦1焦/秒.除瓦特以外,千瓦也是常用的功率单位.功率的另一导出公式为:pF.式中F为作用力,单位用牛;为速度,单位为米/秒;p是功率,单位仍为瓦.10.机械能(1)动能物体由于运动而具有的能叫动能.动能的大小是由物体的质量及速度所决定的.(2)势能势能分为重力势能和弹性势能.物体由于被举高而具有的能叫重力势能,重力势能的大小由物体的质量和高度所决定.物体的质量越大,高度越高,则重力势能越大.物体由于发生弹性形变而具有的能叫弹性势能.

39、弹性势能大小与物体的弹性形变有关,物体的弹性形变越大,它具有的弹性势能就越大.(3)动能、势能统称为机械能.动能、势能、机械能的单位都是焦耳.(4)在一定条件下,动能可以转化为势能,势能也可以转化为动能,在动能与势能的相互转化过程中,如果没有其他形式的能产生,则机械能的总量保持不变.二、典型例题：例1 某同学用100牛的力把质量为4千克的铅球推到5米远处,他推铅球做的功是( )A.500焦 B.196焦 C.696焦 D.缺少条件,无法计算分析 人推铅球时,只在将铅球推出手的极短的时间内对铅球施加作用力,铅球离开人手以后只受到重力和空气阻力作用,不再受到推力作用,题中所述的5米并不是在100牛

40、的推力作用下通过的距离.因此,人虽对铅球做了功,却无法计算所做功的大小.解答 应选D.例2 用动力臂是阻力臂2倍的杠杆将重400牛的货物抬高20厘米,手向下压杠杆的力是220牛,手下降的高度是_厘米,人做的总功是_焦,有用功是_焦.机械效率是_.分析与解答 由图1可知,根据相似三角形对应边成比例可得手下降的高度:h1h220厘米40厘米手向下压杠杆时做的功即为总功:W总Fh1220牛0.4米88焦重物被提升20厘米的功即为有用功:W有Gh2400牛0.2米80焦 图1由机械效率的公式可得:90.9答 应填:40、88、80、90.9.例3 如图2所示为用滑轮组提起重物的装置.如果重物G2.41

41、04牛,滑轮组的机械效率为80,拉力F的功率为1.5千瓦,要把重物提起1米,求:(1)需要多大的拉力.(2)需要多少时间分析与解答 将重物G竖直提高1米所做的功为有用功,由机械效率可求得总功;则根据动滑轮与重物总重由三股绳承担求得S3h,可由W总FS求出人拉绳的拉力大小;再由功率的计算公式p求出做功的时间. W有Gh2.4104牛1米2.4104焦.人做功的总功为:W总3104焦拉绳的作用力:F104牛 做功的时间:t20秒. 图2答 所需拉力为104牛,所需时间为20秒.例4 如图3所示,均匀木棒AB长2米,重力为20牛,支点O,且OB为0.8米,杠杆A端置于桌面上.现有一个重力为10牛的球

42、在水平力F的作用下从A点向右匀速运动,如果F大小为3牛且保持不变,求当小球运动到刚好使杠杆失去平衡时,力F所做的功.分析 如图4所示,当球在推力F作用下运动到支点右侧;距支点l1长时杠杆AB刚好失去平衡,则l1即为该球对杠杆作用力的力臂.而杠杆AB的重 图3心应在AB的正中间,则杠杆的重GAB的力臂l2AO AB1.2米1米0.2米. 解 由杠杆平衡条件可得:GABl2G球l1 l10.4米.球在F作用下运动使杠杆刚好失去平衡时通过的距离: 图4SAOl11.2米0.4米1.6米作用力F所做的功:WFS3牛1.6米4.8焦答 杠杆刚好失去平衡时力F所做的功为4.8焦.小 结：本节主要对功、能的

43、相关知识点做了复习。教学后记：本节是总结性的一节，学生必须掌握好本节的例题。第十六章 热和能本章在学习第十五章“功和机械能”的基础上，把对能量的研究拓展到内能。首先引导学生学习分子动理论，并进一步通过推理用物质微观结构的知识来解释宏观现象，为从分子结构观点理解物体内能的本质打下基础。引导学生得出内能的概念并进一步探究内能的改变。从内能的改变引入热量的概念，通过探究来比较不同物质的吸热能力，进一步引出比热容这个物理量。在此基础上，理论联系实际，讲述内能的利用，介绍内燃机的基本工作原理，并最终得出能量守恒定律。第一节 分子热运动（第38课时）教材分析：教材从分子的组成入手，先说明分之在做无规则运动

44、，然后讲到扩散现象，并对分子热运动进行讲解，说明分子间存在相互作用力。教学目标：1.知识与技能知道物质是由分子组成的，一切物质的分子都在不停地做无规则的运动能识别扩散现象，并能用分子热运动的观点进行解释知道分子热运动的快慢与温度的关系彩缤纷知道分子之间存在相互作用力2.过程与方法通过演示实验说明一切物质的分子都在不停地做无规则的运动通过演示实验使学生推测出物体温度越高，热运动越剧烈通过演示实验以及与弹簧的弹力类比使学生了解分子之间既存在斥力又存在引力3.情感态度与价值观用演示实验激发学生的学习兴趣，通过交流讨论培养学生的合作意识和能力教学重点与难点：重点：分子的热运动难点：通过直接感知的现象，

45、推测无法直接感知的事实教学器材：二氧化氮气体的广口瓶、空瓶、铅圆柱教学课时：1时教学过程：引入新课我们生活在物质世界中，我们的周围充满着物质：水、空气、石头、金属、动物、植物等都是物质。而对于物质是怎样构成的，这一古老课题，很早就有过种种猜测，有的主张万物之源是“气”，有的主张万物之源是“火”。公元前5世纪墨子提出的物质的最小单位是“端”，公元前4世纪古希腊的德漠克利特认为宇宙万物，是由大小和质量不同的，不可入的，运动不息的原子组成。此后经过近2000年的探索，直到17世纪末，才科学地认识到物质是由分子组成的。进行新课(1)分子和分子运动物质是由分子组成的，分子是极小的微粒。如果把分子看做球形

46、，它的直径约10-10米，这是一个极小的长度，不仅肉眼看不到，即使用现代的显微镜也看不清分子。由于分子极小，所以物体含分子数目大得惊人。通常情况下，1厘米3空气里大约有2.71019个分子，如果人数的速度能达到每秒数100亿个，要数完这个数，也得用80多年。构成物质的分子永不停息地运动着。由于分子太小，目前尚无法直接观察分子的行为，但我们可以从宏观的实验现象，来判断分子的行为。演示实验：扩散现象出示事先装有二氧化氮气体的广口瓶。说明瓶内红棕色的气体是二氧化氮。再出示一只空的广口瓶，其实瓶内装满了空气。将装有二氧化氮的瓶子向空瓶倾倒，这时看到红棕色气体流入空瓶，开始先沉到瓶底。此现象说明二氧化氮

47、的密度大于空气的密度。另取一只“空”瓶，按课本图21所示，将其倒扣在装有二氧化氮气体的瓶子上。这时要强调：装有密度较大的二氧化氮气体的瓶子在下，装有空气的瓶子在上，抽掉玻璃隔板，二氧化氮气体不会流进空气瓶内。现在我抽掉隔板，没有出现二氧化氮气体流动的现象，我们停一会儿再来观察瓶内出现的现象。在等候期间，组织学生自己做墨水扩散实验：同学们课桌上的烧杯里盛有清水，大家不要振动桌子，保持清水平静。请大家向清水里慢慢的滴入一滴墨水，观察墨水的变化情况。滴入的墨水将下沉，在清水中留下了清晰的墨迹，过一段时间墨迹的轮廓变模糊，墨迹变淡，周围的水色变墨。组织学生观察前面已做的气体扩散实验。此时空气瓶出现了红

48、棕色，下面红棕色的二氧化氮瓶中颜色变淡。实验现象表明，二氧化氮气体进入了空气，空气进入了二氧化氮气体中。像这样，不同的物体在互相接触时，彼此进入对方的现象，叫做扩散。扩散现象也可以发生在液体之间。请大家再观察一下刚才大家滴入清水的墨水，已经没有明显的墨迹了，整杯水都变黑些了，说明墨水和水也发生了扩散。为了说明液体的扩散现象，我们再来做个实验。（按照课本图2-3液体的扩散实验演示）现在我们看到无色的清水和蓝色的硫酸铜溶液之间有明显的界面，要观察到扩散现象需要较长的时间。为了节省课堂时间，几天前我就做了同样的实验，请大家看几天前的实验。（出示提前二天、四天、六天做的实验样本）这些实验告诉我们，静放

49、的时间越长，界面变得越模糊不清，彼此进入对方越深。固体之间也会发生扩散现象。将铅片和金片紧压在一起，放置5年后再将它们分开，可以看到它们相渗入约1毫米。其实在日常生活中，我们也观察到过固体的扩散。煤矸石有的原来就是石炭岩，由于长期地跟煤挤压在一起，它的内部也变黑了。大量事实说明气体、液体、固体都有扩散现象，即使在日常生活中大家也能找到许多事例。例如，某同学擦点清凉油，周围同学就能闻到清凉油味。扩散现象表明：一切物体的分子都在不停地做无规则的运动。只有分子不停地运动才能相互进入对方。同时也说明分子不是紧密地挤在一起，而是彼此间存有间隙。(2)分子间的作用力固体、液体的分子都在不停地做无规则运动，

50、且分子间又有间隙，为什么分子不会飞散开，反而聚合在一起呢？引导学生猜想，这可能是分子间存在着吸引力，这个猜想是否正确呢？需要我们用实验来证实。演示实验：分子引力实验出示演示分子引力的两个铅圆柱。随意将它们对在一起，这时两铅块并没有表现出吸引力。实验似乎得到分子间没有引力的结果，但是我们不要轻易地放弃我们的猜想，应再进一步分析原因。大家都知道磁铁能够吸引铁钉，（边讲边演示）但把铁钉远离磁铁，这时磁铁不能吸起铁钉（演示），这是为什么？（距离太远）。刚才两铅块没有表现出吸引力，是不是也是因为分子间的距离不够近呢？那么我们想法让两铅块靠的更近些。（再做实验时，用小刀将两铅块表面刮光亮，然后用力将两铅块

51、挤压在一起）实验结果两铅块能吸引在一起，并能负重达500克以上。这表明分子之间的吸引力，这种吸引力只有在分子靠得很近时，才能表现出来。一般分子距离要小于10-9米时才能表现出引力。在实际生产中，人们早就利用分子间有吸引力，来进行金属焊接了。一般焊接是靠溶化金属，从而使分子间的距离足够近，金属冷却后就焊接到一起。近代还有爆破焊接技术，它是将金属表面清洁后靠在一起，然后靠爆炸产生的巨大压力，将两金属压接在一起。液体分子之间也存在吸引力。课本图2梍18的小实验就说明液体分子间的吸引力。实验证实了我们关于分子引力的猜想。我们再进一步思考，又会发现新的矛盾：分子之间有间隙，分子之间又有引力，这两者是矛盾

52、的，分子想互吸引最终应该相互靠紧，而不应该有间隙。既然分子间有间隙，物体应该很容易压缩，但事实却是固体、液体极难压缩。我们只有根据事实，深化我们的认识，事实表明我们对分子的认识还不够全面，还有没认识到的方面。原来分子之间还存在斥力。分子之间既有引力，又有斥力，会不会两种力总是相互抵消呢？当然不会，只有在特定的距离r时，分子间的引力不等于斥力，这个距离r就是通常的分子间隙的距离，大约是10-10米。当分子距离小于r时，斥力和引力都增大，但斥力增大得快，分子间表现为斥力。当分子间距离增大时，斥力和引力都减小，但斥力减小得更快、分子间表现为引力。当分子距离再增大，分子引力继续减小，当分子距离大于10

53、r时，分子间的作用力将变得十分微弱，可以忽略了。有了对分子间存在斥力的认识，前面所说的矛盾也就迎刃而解了。小 结：通过实验和思考，我们已经对分子和分子的运动有了初步认识，现在我们共同回顾一下，看看我们已经有了哪些认识。1物质是由分子组成的，分子是构成物质的微粒，直径大约是10-10米。2分子永不停息地无规则运动着。3分子之间有间隙。4分子之间存在作用力，相互作用力有两种，即引力和斥力。以上几点，就是分子动理论的基本要点，利用这些要点，能够解释很多热现象。板书设计：第一节 分子热运动一、分子和分子运动1、物质是由分子组成的，分子是极小的微粒。2、构成物质的分子永不停息地运动着。二、分子间的作用力

54、1、引力2、斥力作 业：p-122页 1-4教学后记：本节的主要目标是让学生知道什么是扩散现象，对分子间的作用力有正确的认识，知道分子做永不停息的无规则运动。第二节 内能教材分析：本节阐述了内能的概念，描述了温度与内能的关系，并讲解了什么是热量，以及热量的单位，教材从生活实际中的一些例子讲明了如何增加或减少物体的内能。教学目标：1知识与技能了解内能的概念，能简单描述温度和内能的关系知道热传递过程中，物体吸收(放出)热量，温度升高(降低)，内能改变了解热量的概念，热量的单位是焦耳知道做功可以使物体内能增加和减少的一些事例 2过程与方法 通过探究找到改变物体内能的多种方法 通过演示实验说明做功可以使物体内能增加和减少 通过学生查找资料，了解地球的“温室效应” 3情感态度与价值观 通过探究，使学生体验探究的过程，激发学生主动学习的兴趣 通过演示实验，培养学生的观察能