沪粤版九年级物理上册 11.1怎样才叫做功 教学设计

第十一章机械功与机械能

一、课标要求

1.知道机械功的概念。用生活中的实例说明机械功的和功率的含义。

2.知道机械效率。了解提高机械效率的途径和意义。

3.知道动能、势能和机械能。通过实验，了解动能和势能的相互转化。举例说明机械能和其他形式的能的转化。

二、本章教材分析

本章讲述功和能的初步知识，主要内容有：功、功率、机械效率的概念，动能、势能、机械能的概念以及动能、势能的相互转化规律。

功和能的关系及各种不同形式的能相互转化和守恒的规律，从更深的层次上反映了物质运动和相互作用的本质，是自然科学的核心内容之一。

能的概念把各种自然现象统一起来，揭示了自然界中的各种现象不是孤立的，而是互相有联系的。本章所讲述的机械能是最常见的一种形式的能量，是学习各种不同形式能的起点；所讨论的机械功和功率的概念，是运动和力的进一步综合和扩展，也是理解机械能和他各种不同形式能的基础，为以后学习电功和电功率打下基础。

本章的前三节主要讨论“机械功”。

11.1节介绍“怎样才叫做功”，建立功的概念，给出功的公式和单位，学习测算功的大小；

11.2节研究“怎样比较做功的快慢”，从而建立功率的概念，给出功率的公式和单位，并运用公式测量功率；

11.3节通过分析机械做功的实例，认识有用功和额外功，由此建立机械效率的概念，学习测算简单机械的机械效率。

11.4节则主要介绍“机械能”。

以功的概念为基础，提出“物体具有做功的本领，即具有能”，安排的两个活动，让学生通过观察实验，分析两种形式的机械能：动能和势能的大小分别跟什么因素有关，最后指出动能和势能是可以相互转化的，做功的过程就是能量相互转化的过程。

三、本章重、难点

教学重点：功和机械能的概念。

教学难点：功、机械效率及能的概念。

四、课时安排

本章共4节内容，教学用11课时，每节用2课时，复习及单元检测用3课时。

11.1 怎样才叫做功

教学目标：

知识与技能

(1知道机械功的概念和做功的两个因素。

(2) 知道功的计算公式W=FS和功的单位。能用功的公式进行有关计算。

过程与方法

(3) 经历观察和解释生活、生产中的有关实例的过程，了解功的含义，学习从物理现象中归纳简单物理规律的方法。。

情感、态度和价值观

（4）通过观察生产、生活中的做功实例，认识到物理知识与自然现象、生产生活的紧密联系，乐于探索自然现象与物理规律。

教学重点：建立机械功概念的过程、学会用功的公式进行简单的计算。

教学难点：理解功的概念及会用做功的两个必要条件判断力对物体是否做功。

学习方法指导：

本节学习的是功的两个必要因素的理解以及计算，研究功的相关问题，可遵循以下原则。

（1）物体是否受到力的作用，没有力则无法谈论功

（2）物体是否发生距离的改变，没有距离也不会存在功。

（3）物体受力的方向与移动距离的方向是否垂直，如果垂直力不会做功。

另外在确定功的大小时，必须同时考虑力和距离的情况，具体情况具体分析，不要随便把一个力与另一个毫不相干的距离相乘得到功。S为物体在力的方向上通过的距离，而F则为物体在通过距离的方向所受到的力。

思维误区

本节常见的易错、易漏、易混点有：

1、根据功的两个因素，确定功是否存在，这是非常关键的又是极容易出错的地方。

2、能够从众多的条件中筛选真正有用的条件，完成功的大小的确定。

教学准备：小车、细线、钩码。

教学方法：讨论、阅读法。

教学过程：

第一课时

一、新课导入

观察课本图11-1，人用了力，但没有做功。究竟怎样才叫做功呢？

活动1观察或演示活动1，找出它们的工作过程有什么共同特点，请同学们观察课本。

师：指导学生分析讨论，注意引导“机械”工作过程共同点。

二、新课教学：

（一）、怎样才叫做功

1、力学上的功

作用在物体上的力，使物体在方向上移动了一段距离，就说这个力对物体做了机械功，简称做了功。

2、做功的两个必要因素

力学上所学的功包括两个因素：一是作用在物体上的力；二是物体在力的方向的距离。

教师强调注意：

1、判断一个力是否做了功，哪些因素缺一不可。否则就没有做功。例如：运动员把杠铃举在头上不支时，虽然有力但没有沿这个力的方向移动距离，所以没有做功，可见功包括两个必要因素，缺一不可，也就是说有力作用在物体上这个力一定做功；物体移动了距离也一定有力对它做功。但做功过程中，一定有力的作用，而且物体在力的方向上通过距离。

2、引导学生根据上面的知识判断活动2：力对物体做了功吗？

小结：在下列三种情况下，力对物体没有功

(1)物体没有受到力的作用，但因为惯性通过一段距离，也就没有力做功。例如某同学踢足球，球离开脚后飞出了100m远，足球飞出100m远过程中，人做功为零。

(2)物体受到力的作用，但没有移动距离，也就不可能在力的方向上通过距离，力对物体不做功，如一辆汽车，一个人用很大的力也推不动它，推力对汽车没有做功；再如上面的举重运动员，也没有对杠铃做功。

(3)物体受到了力的作用，同时也运动了一段路程，但在力的方向上没有通过距离，这个力也没有对物体做功。手提水桶在水平面上运动一段距离，水桶跃然受到手的提力作用，由于提桶的力的方向始终竖起向上，跟水平地面垂直，所以在水平面上行走得再远，手的提力对水平水桶也没有做功。

（二）、怎样测算功

的力学里规定，功等于力跟物体在力的方向上通过的距离的乘积。功的计算公式W=FS。

教师强调注意：应用上述公式计算时，还必须注意以下几点：

(1)要明确是哪个力对哪个物体做功，或者哪个施力物体对哪个受力物体做功。

(2)公式中的F是作用在物体上的力。公式中的S是物体在力的作用下“在力的方向上通过的距离”。这句话引起重视，否则在计算功时容易出错误。例如

某人用50N的水平推力，推动重100N的箱子，在平地上前进10m，求此人对箱子做的功。

如果按W=FS=100N×10m=1000J计算，其计算结果是错误的。因为100N是箱子的重力，方向是竖直向下的，而箱子并没有在竖直向下的方向上通过距离，重力没有做功，而人对箱子的推力(50N)地箱子做了功，其大小为W=FS=50N×10m=500J。

(3)W=FS中的F，是使物体沿着F方向移动S距离过程中始终作用在物体上的，其大小和方向是不变的。

（4）、功的单位

在国际单位制中，功的单位是焦耳(J)。

三、小结：

本节课我们学习了力学中“功”的概念，知道了做功的两个必要因素，给出了功的计算公式W=F?S，知道了功的单位是焦耳。下面再给出一组尝试题，供大家练习，帮助大家更好地理解功的意义，掌握功的计算。下面请大家边看书，边练习。

四、练习：

1、一个中学生从教室一楼登上二楼，他做的功约为＿＿＿＿＿＿＿J。

2、某人用50N的力，将重30N的铅球抛到7m远处，则人对铅球做的功为：

A 350J

B 210J

C 0

D 无法计算

3、某同学背着重40N的书包沿水平方向走了200m，登上大约10m高的四楼才回家，则他在回家过程中对书包所做的功为：

A 0J

B 400J

C 200J

D 2400J

4、一列火车以20m/S的速度在平直的轨道上均速行驶，整列火车受的阻力是9×103N。求这列火车行驶1mm火车做了多少功。

5、一支步枪的枪膛长80mm，火药燃烧时产生的高压气体对子弹的平均推力是2×103N，子弹离开枪口能在空中飞行400m才落地，则高压气体对子弹做的功是：

A 1.6×103J B8×104J C 8.16×104J D 1.6×105J

五、课堂小结：让学生交流本节课的收获。

六、布置作业：基础训练部分作业。

第二课时

教学过程

一、复习提问，新课引入

1、做功的两个因素

2、功的计算公式及单位

3、判断下列情况力对物体做了多少功，为什么？

⑴用100牛的力将物体举高2米。

⑵用100牛的力提着物体站在2米高处。

⑶用100牛的力提着物体站在水平前进的小车上，随着小车一起向前移动了2米。

⑷用100牛的力提着物体沿扶梯走在2米高平台上。

⑸用100牛的力将垒球掷出10米。

⑹用100牛水平力拉着重500牛的小车沿水平面前进了10米。

二、新课教学

（一）、进一步理解功的概念和做功的两个因素。

1、下列所展示的现象中，什么力对物体做了功？

①人推小车前进②马拉车前进③起重机吊起重物

④当你端着一盆水不动时，你累吗？你有没有做功？为什么？

⑤当你使劲地用力拉（固定在地面上的）讲台，讲台移动了吗？你累吗？你做了功没有？

⑥人推木箱前进时，重力和支持力对木箱有没有做功？为什么？

⑦人提前水桶沿水平地面前进时，提力有没有做功，为什么？

⑧抛出的小球，在水平地面上滚动时，有没有力对它做功？

学生看书、讨论，教师巡视，3分钟后，师生一起讨论完成题中的解答。

（二）、用功的计算公式W=FS进行有关计算

活动3：怎样正确地计算功。

师生交流

例1、在平地上，用50N的水平推力推动重100N的箱子，前进了10m（图1），推箱子的小朋友做了多少功？如果把这个箱子匀速举高1.5m，他做了多少功？

【分析】水平推箱子做的功W１，等于水平推力F和水平前进

的距离s的乘积Fs。匀速举箱子时用的力F′与箱子重G大小相等、

方向相反。举箱子是F′克服重力（阻力）G使箱子在F′方向上升

高h，所做的功W2＝F′h＝Gh，这种情况下，常常为了简便而说：

克服阻力G做的功W2＝Gh。

【解答】F＝50N，s＝10m，G＝100N，h＝1.5m。

W１＝Fs＝50N×10m＝500J。

W2＝Gh＝100N×1.5m＝150J。

答：他推箱子做功500J，举箱子做功150J。

【说明】题中给了两个力：50N、100N，也给了两个距离：10m、1.5m。千万不要死记乱套公式，算出两个功：W１＝100N×10m＝1000J，W2＝50N ×1.5m＝75J。

对于公式，务必要在理解的基础上记忆、运用。W＝Fs中的F是使物体在它的方向上通过距离s的力，s是物体在F方向上通过的距离。

例2：课本P5页例题。（学生练习）

（三）、功的原理

1、分析两个物理事例：①、用如图所示的滑轮组将重为G的物体匀速

提升h . 绳子末端移动的距离为S , 提升物体所做的为多少J；假设所用的

拉力为F, 拉力为F所做的为多少J。你还发现了什么问题？

②、用杠杆提升重为G的物体匀速提升h，手移动的距离为S , 提升物体所做的为多少J；假设所用的拉力为F, 拉力为F所做的为多少J。你还发现了什么问题？

2、引导学生小结机械功原理：使用任何机械都不省功

三、小结

四、练习：

1、用动滑轮提升重5N的物体（忽略动滑轮重和摩擦），用功的原理求动力F= 。

2、某人用100N顿的水平拉力，将500N顿的物体在水平地面上匀速移动8m，拉力做了多少功？若他用100N顿的力竖直向上提此重物，他对物体做多少功？

3．用10N的水平拉力，拉着木块在水平桌面上做匀速直线运动，木块受到的摩擦力是多少N,若木块移动了0.5m，则拉力做的功多少J.

五、布置作业：

1、自我评价与作业。

2、基础训练剩余作业。

六、教学反思：