物理九年級功和機械能單元備課

1、物理九年級第十四章功和機械能單元備課知識準(zhǔn)備：學(xué)生已學(xué)過電功和電功率，對于“功”、“功率”的這一名詞學(xué)生并不陌生，但教師需要點明力學(xué)中的功與電學(xué)中的功是有區(qū)別的，力學(xué)中的功具有新的含義。重力、二力平衡的知識、杠桿、滑輪的知識是學(xué)生學(xué)習(xí)本單元必備的前置知識。單元目標(biāo)：1.知道機械功的概念和功率的概念。能計算機械功和功率。能用生活中的實例解釋機械功的含義。2.理解機械效率，會計算機械效率。3.能用實例說明物體的動能和勢能以及它們的轉(zhuǎn)化。能用實例說明機械能和其他形式的能的轉(zhuǎn)化。4.通過實驗探究，理解動能、勢能大小的影響因素。能解釋動能與勢能的相互轉(zhuǎn)化現(xiàn)象。知識結(jié)構(gòu)：新課標(biāo)對科學(xué)內(nèi)容分為三類物質(zhì)、運動

2、和相互作用、能量，而本章的功和機械能均屬于物質(zhì)的能量部分。本單元以“功”為中心，輻射出功率、機械效率等知識。由于功的概念比較抽象，在初中階段更多的是通過實例讓學(xué)生領(lǐng)悟功的含義，體現(xiàn)“從生活走向物理”，不是著眼于功的定義。能量概念也是從功的角度引入的，機械能的大小可以從功的角度去描述。教學(xué)策略：讓學(xué)生深刻理解物理概念，是學(xué)好本單元知識的關(guān)鍵。1. 通過生活實例，讓學(xué)生深刻理解概念中的關(guān)鍵詞。如功的兩個必要因素：1.作用在物體上的力。2.物體在力的方向上移動距離。其中“沿力的方向”就是關(guān)鍵詞，可以舉這樣的例子讓學(xué)生判斷：在水平面上自由滾動的鉛球，重力對她做功了嗎？又如，能量的定義“物體能夠?qū)ν庾龉?/p>

3、，表示這個物體具有能量”。其中“能夠”就是關(guān)鍵詞。可以讓學(xué)生觀察吊在空中靜止的日光燈，提出問題：日光燈沒有對外做功，有能量嗎？2. 讓學(xué)生理清概念間的聯(lián)系。如功、功率、機械效率的聯(lián)系與區(qū)別。3. 做好公式的總結(jié)。如機械功的公式有兩個：W=FS,W=Pt；功率公式有兩個：P=W/t,P=Fv。計算時，根據(jù)已知量靈活選擇公式。4. 注意總結(jié)規(guī)律。如通過實驗探究，可得到“斜面越陡，越費力，機械效率越高”的結(jié)論。情景示例：情景示例一三功概念的建立與機械效率的教學(xué)情景（一）生活體驗法1、老師：老師做實驗要用燒杯，哪位同學(xué)幫忙把講桌下的燒杯拿到講桌上？一學(xué)生從桌子下面拿上來盛水的燒杯。操作要點：（1）、輕

4、描淡寫地說要杯子。桌子旁邊不放水槽，迫使他沒辦法把水倒掉。（2）、老師不要從同學(xué)手里接燒杯，示意他把杯放桌子上。2、老師拿過有水的燒杯后，面露發(fā)愁之意：杯內(nèi)的水倒哪兒呢？最后還是把水倒掉了。意圖：讓下面神情專注的學(xué)生明白這水是無用的？3、老師：謝謝這個同學(xué)！我們來計算一下他做了多少功？（在黑板上寫上條件：空燒杯質(zhì)量100克，里面水的質(zhì)量400克，桌子高1米。）4、老師：現(xiàn)在還需要一個同樣的空燒杯，哪位同學(xué)能做最少的功幫我這個忙？另一個同學(xué)上來，把杯中的水倒掉后，從地面拿到講桌上。操作要點：桌子另一邊有同樣的裝水的杯子，旁邊還有一個水槽，（情境一時用箱子罩住的）這個同學(xué)受第一個同學(xué)的啟發(fā)，很自然

5、的會把水倒掉，而只拿上來燒杯。6、老師：請同學(xué)們計算這個同學(xué)做了多少功？（學(xué)生計算）7、討論：兩位同學(xué)效果相同，為什么做功不同？設(shè)計意圖：讓學(xué)生比較兩人做的功，反思第一個同學(xué)對水做的功無用引出額外功、有用功和總功。8、老師：現(xiàn)在我還需要酒精完成實驗，哪個同學(xué)來幫忙？又一個學(xué)生上來，他想只把酒精拿上來，可是做不到，只好連杯子和酒精一塊拿上來了。老師：請計算這個同學(xué)做的有用功、額外功和總功（酒精質(zhì)量320克）設(shè)計意圖：讓學(xué)生悟出，很多情況，額外功也是不可避免的。（二）設(shè)置連環(huán)問題法問題1.從井中提水都對誰做了功？對誰做的功是有用的功，對誰做的是沒有用的功?設(shè)計意圖：通過生活實例，引出有用功、額外功

6、、總功。問題2.如果水桶掉到井中了，打撈水桶，對誰做的功是有用功，對誰做的是額外功呢？設(shè)計意圖：讓學(xué)生深化理解所謂有用功、額外功是針對人們的目的需要而言的，對人們有用而做的功，是有用功；人們不需要但又不得不做的功是額外功。問題3.在你從井中提水的過程中，你的愿望是讓有用功在總功中占的比例大一些呢？還是讓額外功在總功中占的比例大一些呢？設(shè)計意圖：引出機械效率的概念，同時學(xué)生也理解了提高機械效率是人們的愿望，機械效率是機械性能的一個重要指標(biāo)。問題4.同樣從井中提三十千克水，你愿意用厚鐵桶呢？還是愿意用薄塑料桶？你的理由是什么？設(shè)計意圖：讓學(xué)生理解做相同的有用功，額外功越少，人們做的總功越少，機械效

7、率越高。即額外功會影響到機械效率。問題5.用同一動滑輪提起重100牛的糧食，與提起重0.1牛的乒乓球，那一次的機械效率高呢？設(shè)計意圖：讓學(xué)生理解額外功一定，有用功也會影響到機械效率的高低問題6：要將一捆書（不太多，一個人也能搬動）搬到五樓，下列做法你選擇哪一種?A將書一次性搬到五樓。B將書分成十份，每次搬動一份，最終將書全部搬運到五樓。設(shè)計意圖:讓學(xué)生明白：省力的方法不一定效率高。方法A是費力的，但做的額外功卻較少，機械效率是高的，方法B省力，但做的額外功卻多，機械效率低。這樣，通過設(shè)計小坡度、層層遞進(jìn)的連環(huán)問題，化解了難度，循序漸進(jìn)，學(xué)生在不知不覺中深刻領(lǐng)會了各概念的含義及它們之間的聯(lián)系。情

8、景示例二關(guān)于“功率”概念的導(dǎo)入我設(shè)計了三個問題:甲、乙兩人做功及所用時間，如下：第一次：W甲=1000J，t甲=5s；W乙=1000J，t乙=10S。請問：誰做功快？（讓學(xué)生得出做相同的功，所用時間短的做功快）第二次：W甲=1000J，t甲=10s；W乙=2000J，t乙=10S。請問：誰做功快？（讓學(xué)生得出在相同時間內(nèi)，做功多的快。）第三次：W甲=1000J，t甲=10s；W乙=2000J，t乙=50S。請問：誰做功快？說出你的判斷理由。學(xué)生想到：W/t,得到W甲/ t甲=100J/S, W乙/ t乙=40J/S。讓學(xué)生說出100J/S、40J/S表示什么意思？（自然引出功率的概念、物理意義

9、、公式、單位等）。難點突破：（一） 極端推理法理解“斜面越陡，斜面的機械效率越高”通過探究實驗可以得出“斜面傾斜角越大（斜面越陡），斜面的機械效率越高。怎么樣進(jìn)一步讓學(xué)生從感性上理解這一結(jié)論？我在黑板上畫了如圖示的不同斜面。并解釋：由斜面S1到斜面S2，斜面傾斜程度變大（斜面越來越陡），當(dāng)斜面變成豎直時（到S3），拉力F不就等于物重G了嗎?斜面長S不就等于斜面高h(yuǎn)了嗎？即F=G、S=h，代入效率計算公式得= W有用/ W總=Gh/FS=Gh/Gh=100%，因此可以得到“斜面越陡，斜面機械效率就越大”的結(jié)論。（二）善用比喻講解“能量”的含義能量，簡稱能，它的定義是：物體能夠?qū)ν庾龉?，就表示這個

10、物體具有能量。一個物體沒有對外做功，它具有能量嗎？這是學(xué)生經(jīng)常困惑的問題。我采用比喻講解：能量，就好比你口袋里的錢，做功就好比買東西。你口袋里有錢，你就能夠買東西，但是，你不買東西，口袋里就沒有錢嗎？學(xué)生回答后，我說，能夠做功是指具有做功的能力、本領(lǐng)，不一定真的去做，例如吊在空中的日光燈，靜止在那兒，沒有做功，但是它具有做功的本領(lǐng)，所以它具有能。這樣，學(xué)生很容易就理解了“能夠做功”的含義。?學(xué)習(xí)問題：1. 怎樣判斷物體是否做了功？2. 機械效率與有用功、額外功有怎樣的關(guān)系？斜面的機械效率與斜面的傾斜角有怎樣的關(guān)系？3. 功、機械效率、功率之間的聯(lián)系與區(qū)別。4. 物體沒有對外做功，物體就沒有能量

11、嗎？怎樣判斷動能與勢能的相互轉(zhuǎn)化。作業(yè)或檢測功和機械能 章末測試題一、選擇題：1、（10廣西省）下圖的幾種情景中，人做了功的是：（ ）A、踢出去的足球在水草地上滾動 B、司機推汽車，紋絲不動 C、女孩把一箱報刊搬起來 D、學(xué)生背著書包在平路面上行走2、下列關(guān)于功率的說法中，正確的是（ ）A、物體做功越多，功率越大 B、物體做功時間越短，功率越大C、物體做功越快，功率越大 D、物體做功時間越長，功率越大3、如圖1所示，在水平面ABC中，AB段光滑，BC段粗糙，且AB=BC，物體M在水平恒力F的作用下，由A點運動到C點，在AB段、BC段上拉力做的功分別為W1和W2，則它們之間的關(guān)系是（）A、W1=

12、W2 B、 W1>W2 C、W1<W2 D、無法確定4、（10河南）如圖2所示，用F=50N的水平拉力，通過一個動滑輪，使重為200N的物體A水平向右勻速移動了3m，在這個過程中（）A、拉力F做了l50J的功B、拉力F做了300J 的功C、 重力做了600J的功D、重力做了1200J的功5、一人用200N的拉力，將重440N的物體，沿斜面方向?qū)⑺鼊蛩倮祥L5m、高2m的斜面，設(shè)該斜面的機械效率為，斜面對物體的摩擦力為f，則有（）A、=40，f=80N B、=50，f=50N C、=88，f=24N D、=60，f=48N6、（09廣州）甲升降機比乙升降機的機械效率高，它們分別把相同

13、質(zhì)量的物體勻速提升相同的高度。兩者相比，甲升降機（）A、電動機做的總功較少 B、電動機做的總功較多C、提升重物做的有用功較少 D、提升重物做的有用功較多7、(10河北)小明用兩個相同的滑輪組成不同的滑輪組（如圖3所示），分別將同一物體勻速提高到相同高度，滑輪組的機械效率分別為1、2。下列關(guān)系正確的是（忽略繩重及摩擦）（）A、F1 > F2，1 = 2B、F1 > F2，1 > 2C、F1 < F2，1 = 2D、F1 < F2，1 > 28、圖中的四幅圖片是生活和生產(chǎn)中的場景，對其能量變化的描述中，錯誤的是（）甲圖 乙圖 丙圖 丁圖A、甲圖中，舉高的貨物沒有

14、對外做功所以不具有機械能 B、乙圖中，列車速度增大后動能增加了C、丙圖中，握力計發(fā)生形變后彈性勢能增加了 D、丁圖中，飛機升空后重力勢能增加了9、（10廣東）某建筑工地要將同一個箱子從地面搬上二樓，如果分別采用如圖4所示的兩種方式搬運，F(xiàn)1和F2做功的情況，以下判斷正確的是（）A、兩種方式機械效率一定相等 B、兩種方式功率一定相等C、兩種方式所做的總功一定相等D、兩種方式所做的有用功一定相等10、（10雞西市）在溫哥華冬奧會上，來自黑龍江省的選手李妮娜在自由式滑雪比賽中獲得銀牌。她在比賽過程中運動的軌跡如圖5所示，如果不計空氣阻力，下列說法正確的是 （ ）A、從a點向b點運動過程中，重力勢能全

15、部轉(zhuǎn)化為動能B、在a點和c點速度都為零，因此重力勢能相等C、從c點下落到d點過程中，重力勢能轉(zhuǎn)化為動能D、在a點和e點都處于靜止?fàn)顟B(tài)，因此機械能相等二、填空題11、(10上海)物體在大小為5牛的水平拉力作用下，10秒內(nèi)沿水平地面前進(jìn)2米，則拉力做的功為_焦，功率為_瓦；若物體重20牛，則重力對物體做的功為_焦。12、（09蘭州）如圖6所示，把一個金屬小球用細(xì)線懸掛起來，將小球拉到A點，然后放開，小球在從A點運動至B點的過程中，_能轉(zhuǎn)化為_能。13、（09威海）甲乙兩同學(xué)進(jìn)行爬桿比賽，爬到桿頂（桿長相同）時，甲用10s，乙用9S，若甲乙兩人的體重之比為5：6，則甲乙兩人爬到桿頂做功之比是，甲乙兩

16、人平均功率之比是。14、（10肇慶市）如圖7所示，動滑輪的重量是G0，物體的重量是G（G<G0），拉力大小是F，將物體勻速提升h，此過程中做的有用功是 ，機械效率= ；若提起物體的重量變?yōu)镚1 （ G1 >G0），提升距離仍是h，此時動滑輪的機械效率為1,則1_ (選填“”、“=”或“”)15、（10濰坊市）2010年濰坊市學(xué)業(yè)水平體育測試立定跳遠(yuǎn)項目中如圖8所示，體重為500N的某同學(xué)從最高點到落地點的過程中，重心下降的最大距離為0.3m，用時0.5s，軌跡如圖則此過程重力做的功為_J，重力的功率為_W16、如圖9所示，人造地球衛(wèi)星沿橢圓軌道繞地球運轉(zhuǎn)，衛(wèi)星在_點的動能最大，在_

17、點的重力勢能最大，當(dāng)衛(wèi)星從近地點向遠(yuǎn)地點運動時，衛(wèi)星的_能轉(zhuǎn)化為_能。其中衛(wèi)星在_位置時速度最大。17、（10安徽省蕪湖市）圖10所示是工廠里用來吊運貨物的行車滑輪組。某次作業(yè)時，行車在鋼絲繩的自由端用2000N的力，將重6000N的貨物勻速豎直提升3m，接著又在水平方向移動6m。則行車在水平移動貨物的過程中，貨物重力所做的功是_J；在豎直提升貨物的過程中，貨物重力所做的功是_J，行車滑輪組提升貨物的機械效率為 。三、探究與實驗18、學(xué)校新購了一箱物理器材，小云同學(xué)將它從一樓搬到三樓，小彬同學(xué)想測定小云搬運器材過程中對箱子做功的功率.【實驗器材】_、_、_；【實驗步驟】(1)小彬同學(xué)設(shè)計的測量

18、步驟如下，其中多余的是:（ ）A.測出箱子的質(zhì)量 B.測出樓梯的總長度LC.測出一樓到三樓的豎直高度h D.測出小云上樓所用的時間tE.算出小云搬運箱子的功率P(2)請你在下面空白處幫小彬設(shè)計一個記錄實驗數(shù)據(jù)的表格.19、在研究動能的大小于什么因素有關(guān)的實驗中，想探究動能大小跟速度大小的關(guān)系。實驗裝置如圖所示，他先將小球從斜面的h1的高度上由靜止滑下，并記下小球推動木塊移動的距離s1。（1）他接下來的操作應(yīng)該_（2）在這個實驗中怎樣判斷動能的大?。篲（3）通過分析可得到的結(jié)論是：_（4）若水平面為光滑的(足夠長)，該實驗還能得出結(jié)論嗎?_ _，理由是：_ 20、某實驗小組在“測滑輪組機械效率”

19、的實驗中得到的數(shù)據(jù)如下表所示，第1、2、3次實驗裝置分別如圖中的甲、乙、丙所示。 次數(shù)鉤碼重G/N鉤碼上升的高度h/m有用功W有/J測力計拉力F/N測力計移動距離s/m120.10.20.90.3240.10.41.60.3340.11.10.5(1)比較第1次實驗和第2次實驗，可得結(jié)論：使用同樣的滑輪組，提起的鉤碼越重，滑輪組的機械效率越 。(2)第3次實驗中所做的有用功是 J，機械效率是 (3)第3次實驗中動滑輪個數(shù)比第2次實驗多，動滑輪自重增大，對動滑輪所做的額外功 (選填“增大”或“減小”)，因而，由第2、3次實驗可知：滑輪組的機械效率與_有關(guān)。(4)綜合上述結(jié)論，提高機械效率的方法有

20、增大有用功， 額外功(選填“增大”或“減小”)。四、計算題21、（10南通）如圖所示，工人師傅用一個定滑輪和動滑輪組成滑輪組，把重為500N的箱子勻速提升5m，動滑輪的質(zhì)量為8kg，不計繩重和摩擦，取g=10N/kg(1)在圖中用筆畫線代替細(xì)繩組裝滑輪組(2)在向上提升箱子的過程中，人對繩子的拉力為多大?(3)在向上提升箱子的過程中，滑輪組的機械效率為多少?22、（10安徽）某型號汽車發(fā)動機的額定功率為6×104W，在水平路面上勻速行駛時受到的阻力是1800N。在額定功率下，當(dāng)汽車勻速行駛時，求：（1）、發(fā)動機所提供的牽引力大?。唬?）、行駛速度的大小；（3）、行駛5min牽引力所做

21、的功。第十五章 功和機械能（A）答案一、題號12345678910答案CCASCACADC二、11、10 1 012、重力勢 動13、5：6 3：414、GH GH/2FH 15、150 250 16、近地點 遠(yuǎn)地點 動 重力勢 近地點17、0 18000 66.7三、18、（1)皮尺 磅秤 秒表 （2）B（3）箱子的質(zhì)量m/Kg箱子的重力G/N一樓到三樓的豎直高度h小云上樓所用的時間t/s對箱子做的功W/J對箱子做功的功率P/W19、（1）將小球從斜面的h2的高度上由靜止滑下，并記下小球推動木塊移動的距離s2。（2）比較小球推動木塊移動的距離。（3）動能大小與物體的速度有關(guān)。（4）不能 由于

22、不受摩擦力，撞擊后木塊都將做勻速直線運動20、（1）高 （2）0.4 73 （3）增大 動滑輪的重 （4）減小四、21、1800N 33.3 m/ s 1.8×107J22、290N 86.2本單元備課材料：1.2010遠(yuǎn)程研修作業(yè)1建構(gòu)有用功、額外功和總功概念的教學(xué)片段設(shè)計鄒城市鮑店煤礦學(xué)校 孟敏建 2010年8月5日 15:23情境一、1、老師：老師做實驗要用燒杯，哪位同學(xué)幫忙把講桌下的燒杯拿到講桌上？一學(xué)生從桌子下面拿上來盛水的燒杯。操作要點：（1）、輕描淡寫地說要杯子。桌子旁邊不放水槽，迫使他沒辦法把水倒掉。（2）、老師不要從同學(xué)手里接燒杯，示意他把杯放桌子上。2、老師拿過有

23、水的燒杯后，面露發(fā)愁之意：杯內(nèi)的水倒哪兒呢？最后還是把水倒掉了。意圖：讓下面神情專注的學(xué)生明白這水是無用的？（身教勝于言教）3、老師：謝謝這個同學(xué)！我們來計算一下他做了多少功？（在黑板上寫上條件：空燒杯質(zhì)量100克，里面水的質(zhì)量400克，桌子高1米。）操作要點：全班同學(xué)計算。如有分岐要交流、討論。情境二、1、老師：現(xiàn)在還需要一個同樣的空燒杯，哪位同學(xué)能做最少的功幫我這個忙？另一個同學(xué)上來，把杯中的水倒掉后，從地面拿到講桌上。操作要點：桌子另一邊有同樣的裝水的杯子，旁邊還有一個水槽，（情境一時用箱子罩住的）這個同學(xué)受第一個同學(xué)的啟發(fā)，很自然的會把水倒掉，而只拿上來燒杯。2、老師：請同學(xué)們計算這個同學(xué)做了多少功？（學(xué)生計算）3、討論：兩位同學(xué)效果相同，為什么做功不同？設(shè)計意圖：讓學(xué)生比較兩人做的功，反思第一個同學(xué)對水做的功無用引出額外功、有用功和總功。情境三、老師：現(xiàn)在我還需要酒精完成實驗，哪個同學(xué)來幫忙？又一個學(xué)生上來，他想只把酒精拿上來，可是做不到，只好連杯子和酒精一塊拿上來了。老師：請計算這個同學(xué)做的有用功、額外功和總功（酒精質(zhì)量320克）設(shè)計意圖：讓學(xué)生悟出，很多情況，額外功也是不可避免的。2.遠(yuǎn)程研修作業(yè)2專題五作業(yè)：搬書與做功濰坊廣文中