1、初中九年级初三物理功和机械能第15章功和机械能第1节功教学目标知识与技能 1 知道力学中的功的含义。 2 理解力学中做功的两个必要的因素。 3 理解功的计算式和单位，会用公式进行简单计算。过程与方法 通过观察和实验了解功的物理意义。 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 知道力学中的功的含义；理解力学中做功的两个必要的因素教学难点 理解功的计算式和单位，会用公式进行简单计算教具准备杠杆、滑轮、钩码、细线（每样各一个，共15组）教学方法讨论法、观察法、实验法课时安排1课时教学过程 一、追忆感悟：请同
2、学回答下列问题：1、力的三要素是什么？2、水平推箱子，推力方向怎样？向上提箱子，拉力方向如何？3、重力的方向如何？二、自主互动：1、自主学习思考并和组员交流：如何理解力学中的功，功是怎样计算的，功的原理是什么呢？2、小组合作探究（1）依日常生活中一些做：“工”和“功”的例子。小组讨论说说力学中的功的含意。（2）观察图15.11，小组讨论：说出这些实例有什么共同点。（3）观察图15.12，小组讨论：说出这些实例有什么共同点。（4）结合（2）、（3）题。讨论得出力学中所说的功包含的现个必要因素是什么？（5）小组讨论下列几个例子是否做功： 、如在光滑的水平冰面上，一物体由于惯性做匀速直线运动。 、如
3、一人用很大的力推一辆汽车，汽车没移动。 、如手提一桶水在水平地面上行走。、讨论：根据以上三个小题分析、归纳出不做功的三种情况。（6）阅读课文讨论：、功的计算式是什么？ 、功的单位是什么？ 、1焦耳的物理含义？（7）利用下图所示的装置，探究功的原理是什么？（结合教材中的演示实验完成） 3、聚焦点拔：1力学里所说的功包括两个必要因素：一是作用在物体上的力；二是物体在力的方向上通过的距离。2不做功的三种情况：有力无距离、有距离无力、力和距离垂直。3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。公式：W=FS。4功的单位：焦耳5应用功的公式注意：分清哪个力对物体做功，计算时F就是这个力；公式
4、中S一定是在力的方向上通过的距离，强调对应。功的单位“焦”（牛米=焦），不要和力和力臂的乘积（牛米，不能写成“焦”）单位搞混。6、功的原理：使用机械时，人们所做的功，都不会少于直接用手所做的功；即：使用任何机械都不省功。4、综合测评：(第4题25分，其它每15分)1、判断下列几种情景做功的是（ ）A、学生背着书包在水平路面上匀速前进B、司机费了九牛二虎之力，也没能推动汽车C、某人抱着木箱，坐电梯上到5楼D、吊车吊着重物水平移动了一段距离2、有一起重机，它将5000 N重的物体匀速提高6 m，后又水平地移动4 m，则钢丝绳对物体所做的功是 ( )A30000 J B20000 J C50000
5、J D10000 J3、在光滑的水平面上有一物体，用力拉这个物体沿直线运动了一段路程，拉力所做的功为W1：在粗糙的水平面上有另一物体，现仍用等大的力拉这个物体沿直线运动了同样一段距离，拉力所做的功为W2则 ( ) AW1=W2 BW1W2 CW1W2 D以上三种情况都有可能4、人拉着重150N的木块在水平地面上沿直线匀速前进了20m，人的水平拉力是90牛，那么木块在前进中受到的摩擦力是_N，人对木块做的功是_焦？5、如图，李斌同学将同一物体分别沿倾角不同的光滑斜面推上同一高度，则李萍做功 （ ）A沿AD推力做功较多 B沿BD推力做功较多C沿CD推力做功较多 D沿AD、BD、CD推力做功一样多6
6、下列说法中正确的是（ ）A.能省力的机械也能省功B.使用动滑轮能省一半的力，也能省一半的距离C.要把50 N的重物举高2 m，则无论使用哪一种机械，至少要做100 J的功D.省距离的机械可以省力，但不能省功 五、探学导航：1、什么是有用功、额外功和总功？如何计算上述各种功？2、什么是机械效率？如何计算机械效率？3、学习了本节课后，你有什么收获？还有什么疑惑？快乐链接及拓展：科学家简介焦耳詹姆斯普雷斯科特焦耳（James Prescot Joule ，1817年-1889年），焦耳是英国著名物理学家。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，
7、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。1872年1887年焦耳任英国科学促进协会主席。1889年10月11日焦耳在塞拉逝世。学海拾贝：英国著名科学家焦耳求知好学的故事英国著名科学家焦耳从小就很喜爱物理学，他常常自己动手做一些关于电、热之类的实验。有一年放假，焦耳和哥哥一起到郊外旅游。聪明好学的焦耳就是在玩耍的时候，也没有忘记做他的物
8、理实验。他找了一匹瘸腿的马，由他哥哥牵着，自己悄悄躲在后面，用伏达电池将电流通到马身上，想试一试动物在受到电流刺激后的反应。结果，他想看到的反应出现了，马受到电击后狂跳起来，差一点把哥哥踢伤。尽管已经出现了危险，但这丝毫没有影响到爱做实验的小焦耳的情绪。他和咯咯又划着船来到群山环绕的湖上，焦耳想在这里试一试回声有多大。他们在火枪里塞满了火药，然后扣动扳机。谁知“砰”的一声，从枪口里喷出一条长长的火苗，烧光了焦耳的眉毛，还险些把哥哥吓得掉进湖里。这时，天空浓云密布，电闪雷鸣，刚想上岸躲雨的焦耳发现，每次闪电过后好一会儿才能听见轰隆的雷声，这是怎么回事？焦耳顾不得躲雨，拉着哥哥爬上一个山头，用怀表
9、认真记录下去每次闪电到雷鸣之间相隔的时间。开学后焦耳几乎是迫不及待地把自己做的实验都告诉了老师，并向老师请教。老师望着勤学好问的焦耳笑了，耐心地为他讲解：“光和声的传播速度是不一样的，光速快而声速慢，所以人们总是想见闪电再听到雷声，而实际上闪电雷鸣是同时发生的。”焦耳听了恍然大悟。从此，他对学习科学知识更加入迷。通过不断地学习和认真地观察计算，他终于发现了热功当量和能量守恒定律，成为一名出色的科学家。第二节机械效率学习目标：知识与技能1、 知道有用功、额外功、总功2 理解机械效率，会计算机械效率过程与方法1根据生活事例认识物理知识，并运用物理知识解决实际问题2探究：斜面的机械效率3学习根据实验
10、数据分析、归纳简单的科学规律情感态度与价值观使学生勇于探究日常用品或器件的物理原理，具有将科学技术应用于日常生活、社会初中的意识。学习重点：1、能结合实例认识什么是有用功、额外功和总功；2、理解机械效率的概念，会利用公式进行有关的计算学习难点：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具准备斜面、弹簧称、小木块、刻度尺教学方法讨论法、观察法、实验法课时安排1课时教学过程：一、追忆感悟：1力学里所说的功包括两个必要因素是什么？2说说不做功的三种情况。3功的计算公式如何表示？功的单位是什么？4、功的原理是什么？5、什么是有用功、额外功和总功？如何计算上述各种功。二、自主互动：1、自主学
11、习：什么是有用功、额外功和总功？如何计算上述各种功。2、小组合作探究（1）观察图15.21，小组讨论：说出这些实例哪些是有用功、哪些是额外功、哪些是总功，它们的大小分别是多少？哪种方法最好呢？（2）竞赛：将学生分为三大组，分别计算图15.21中三种情况下的有用功、额外功及总功各是多少？看谁算得又准又快。（3）图15.21中，哪种方法最好，你是如何选择的？它们的机械效率关系怎样？（4）结合图15.21中的三种情况，说说如何提高机械效率。（5）探究： 、学生4人一组，探究斜面的机械效率与其倾斜程度的关系。 、探究、分析、归纳总结出其规律。3、小组长呈疑 巩固练习：某人用图2所示的滑轮组提起1200
12、牛的重物上升2米，所用的拉力是500牛，求：此人所做的有用功、总功、机械效率分别是多少？若克服摩擦所做的功是400焦耳，求动滑轮的重力是多少？三、聚焦点拔：1有用功：定义：对人们有用的功。公式：W有用Gh（提升重物）=W总W额=W总 斜面：W有用=Gh 2额外功：定义：并非我们需要但又不得不做的功。 公式：W额=W总W有用=G动h（忽略轮轴摩擦的动滑轮、滑轮组） 斜面：W额=fL3总功：定义：有用功加额外功或动力所做的功；公式：W总=W有用W额=FS= W有用 斜面：W总= fL+Gh=FL 4机械效率：定义：有用功跟总功的比值。 公式：= 有用功总小于总功，所以机械效率总小于1。通常用百分数
13、表示，某滑轮机械效率为60%表示有用功占总功的60%。 提高机械效率的方法：减小机械自重、减小机件间的摩擦。四、综合测评：一、判断：下面说法中是否正确（每题7分）1. 做功多的机械，机械效率高（）2做总功越多，机械效率越低（）3做相同的有用功，额外功越少，机械效率越高（）4做相同的总功时，有用功越多，机械效率越高（）5用不同的滑轮组，做的有用功相同时，机械效率一定相同（）6因为有用功总小于总功，所以机械效率总小于1（）7做的额外功一定时，总功越少，机械效率越高（）8有用功在总功中占的比例越大，机械效率越高（）9、机械效率高的机械省功（）10、机械效率高的机械有用功占总功比值大（） 二、计算：（
14、30分）用一动滑轮将重200N的砂子提到9m高的脚手架上，所用力是120N，求有用功、总功机械效率各是多少？五、探学导航：1、什么是功率？它的计算公式是什么？2、功率的国际单位是什么？常用的单位是什么？它们之间的换算关系如何？3、做教材112页的例题，并完成课后的练习1，3题。4、说说机械效率和功率的区别。快乐链接及拓展：斜面的应用（1）日常生活中有很多事物应用斜面的原理而达到省力的目的，如楼梯、蜿蜒而上的山路等。（2）若将两个斜面结合在一起，则形成一种称为楔（或称为劈）的简单机器。楔在切割并分裂东西时非常有用。刀、斧及人类门牙均为楔的例子。（3）若将斜面围绕在圆柱上，则形成称为螺旋的简单机器
15、。常用来固定物体的螺丝、附螺纹的瓶盖、螺旋式汽车千斤顶等都是应用螺旋的装置。斜面虽然已被人类使用数世纪之久，但直到1586年，斯蒂文才提出理论上的说明，当一物体沿一光滑斜面向上推时，将其提高到斜面顶端所需的力是F=wh/d，其中F是平行于斜面方向施加于物体的外力，W是物重，h是斜面的高度，d是斜面长度。斜面减少了提高物体所需之外力，是因斜面具有机械利益，即d/h比值。斜面越平缓，机械利益越大。拉链也是斜面应用的一种，斜面使拉拉链的微小力量转换成足以分合链齿的强大力量。很多事物应用斜面的原理而达到省力的目的，如楼梯、蜿蜒而上的山路等学海拾贝：能源与人类发展息息相关 人们很早就已经知道，能量既不能
16、被创造，也不能被消灭，那么，能量是从哪里来的呢？能量存在的形态各不相同，其来源也不同。我们将能源分为两种：不可再生能源和可再生能源。不可再生能源就是那些一旦被消耗，在短时间内不可能再恢复的能源，如煤炭、石油、天然气等。据探测，石油、天然气和煤炭若以现在的消耗速度来计算，将分别在45年、60年、250年消耗殆尽。与“不可再生能源”相对的是“可再生能源”，像风能、潮汐能、太阳能、水能都是“可再生能源”或者叫“可更新能源”。这些能源是取之不尽、用之不竭的，由于它在使用过程中对环境没有任何污染，所以又被称为“清洁能源”。因为地球上的不可再生能源有限，因此人们要更加关注可再生能源的产生、存储及传输。 人
17、类从远古的钻燧取火到今天核能的和平利用，人类进步发展的过程，实际上就是一部不断向自然界摄取和利用能源的过程。能源与人们的生活息息相关，而能源短缺是目前普遍存在的问题。如一些居民常常会抱怨电力公司的拉闸限电、电价提高；汽车司机抱怨油价的不断上升。在今天，能源已经成为对国家经济、社会、政治安全有着重大稳定作用的重要战略资源，大家熟知的伊拉克战争事实上源于对能源的争夺。三峡工程、西气东输工程等国家重大工程的实施就是为了解决越来越严重的能源短缺问题，以满足经济快速发展对能源的需求。而节约能源，合理利用能源，提高能源的利用效率，特别是对不可再生能源的节约、高效利用是目前人们亟待要做到的。第三节功率 学习
18、目标 知识与技能 (1)结合实际理解功率的概念 (2)能运用功率的计算公式进行功的简单计算 过程与方法 通过观察了解功率的物理意义 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的物理道理,有对科学技术应用与日常生活,社会实践的意识 重点难点 (1)功率的概念 (2)运用功率的计算公式进行功的简单计算教法学法 小组讨论,分析计算课时安排1课时教学过程一、追忆感悟：1、什么是有用功、额外功和总功？如何计算上述各种功？2、什么是机械效率？如何计算机械效率？二、自主互动：1、自主学习如何表示做功的快慢？2、小组合作探究（1）讨论：小组合作讨论，回答教材中的“想想议议”，说说功率的物
19、理意义。（2）阅读课文，说说功率的定义、单位及其换算关系。（3）计算：小组分析讨论教材中的例题，弄懂其由来。（4）将全班同学分为两组，分别计算“动手动脑学物理”中的1、3题。（5）讨论：说说机械效率与功率的区别。3、小组长呈疑 巩固练习：（学生解答以后教师讲评）（1）下列说法中正确的是 （ ）A物体做的功越多，则功率就越大B物体做功的时间越短，则功率越大C在相同的时间内做的功越多，功率越大D功率越大，则做功越多（2）甲、乙两同学进行爬杆比赛爬到杆顶时，甲用了9s，乙用了10s，甲、乙两人质量之比是5：6，则他们爬竿的功率之比P甲：P乙等于( )A3：4 B 4：3 C25：27 D 27：25
20、（3）某电梯地轿厢连同乘客的质量为1.2t，在10s内从一层上升到七层，如果每层楼高3m，电梯电动机的功率至少是多少？三、聚焦点拔：1功率：定义：单位时间里所做的功。物理意义：表示做功快慢的物理量。公式：单位：主单位W（瓦）；常用单位kW （千瓦），MW（兆瓦） 马力。 换算：1kW=103W 1MW=106 W 1马力=735W。2机械效率和功率的区别： 功率和机械效率是两个不同的概念。功率表示做功的快慢，即单位时间内完成的功；机械效率表示机械做功的效率，即所做的总功中有多大比例的有用功。四、综合测评：判断正误（15）（每小题10分）1.机器的功率越大，做的功越多。（）2.机器的功率越大，机
21、械效率越高。（）3.机器的功率越小，做功越慢（）4.机器的功率越小，效率越低。（）5.抽水机的功率越大，抽的水越多。（）6_叫做功率，它的公式是_，功率的单位是_。7抽水机每秒钟能把20kg水抽到15m高处，它30s所做的功是_J，该抽水机的功率为_W。(g=10N/kg)8甲、乙两个同学体重之比是4：5，都从一楼走到三楼，甲和乙所用时间之比为7：8，那么甲、乙做功之比为_，功率之比为_。9.甲、乙两台拖拉机，甲所做的功是乙的2倍，而乙做功所用的时间是甲的1/4，则甲、乙的功率之比为 A81 B18C12 D2110.功率相等的甲、乙两辆汽车，在相等时间内甲、乙两车通过距离之比是43，则 A甲
22、、乙两汽车速度之比是34B甲、乙两汽车做功之比是34C甲、乙两汽车做功之比是43D甲、乙两汽车牵引力之比是34五、探学导航：1、什么样的物体具有能量？2、什么叫做动能？如何探究动能的大小跟什么因素有关？结论如何？3、什么叫做势能？势能又可以分为哪些能？它们各与哪些因素有关？4、什么是机械能？它包括哪些能？快乐链接及拓展： 童年时代的瓦特和茶壶的故事一天晚上，瓦特和一个小女孩在家里喝茶。瓦特不停地摆弄茶壶盖，一会儿打开，一会儿盖上，当他把茶壶嘴堵住时，蒸汽顶开了茶盖。在旁的外祖母对瓦特的这种无聊动作极为不满，加以训斥。瓦特并不介意，他一心想着蒸汽的力量，从此萌发制造蒸汽机的念头。学海拾贝：瓦特大
23、事年表1736年 1月19日詹姆斯瓦特诞生于苏格兰的格里诺克。1755年 瓦特离开苏格兰，到伦敦寻求仪器制造匠的培训。他被康西尔的约翰摩根所接1757年 格拉斯哥大学任命瓦特为其正式：“数学仪器制造师”并在校园里安排了一个车间17631765年 瓦特在修理纽科门泵时，设计冷凝器解决效率低的问题，罗巴克把瓦特的发明用于商业上。1774年 瓦特将自己设计的蒸汽机投入生产。1776年 博尔登瓦特蒸汽机在波罗姆菲尔德煤矿首次向公众展示其工作状态。1782年 瓦特的双向式蒸汽机取得专利，同年他发明了一种标准单位：马力。1800年 瓦特蒸汽机专利期满。与博尔登合作结束，64岁瓦特退休。1819年 8月25
24、日詹姆斯瓦特逝世，享年83岁。第四节动能和势能学习目标知识与技能1通过实例理解动能、势能的概念。过程与方法通过实验，了解动能、重力势能的大小各与什么因素有关并能解释简单的现象。教学重点理解动能和重力势能。教学难点能的概念的建立。教具准备钢球、斜槽轨道、小木块、砝码、弹簧。教学方法讨论法、观察法、实验法课时安排1课时教学过程1、追忆感悟：1、什么是功率？它的计算公式是什么？2、功率的国际单位是什么？常用的单位是什么？它们之间的换算关系如何？二、自主互动：1、自主学习：在过去的学习中，你已经认识了能量。举出一些例子，说明还有哪些物体具有能量。2、小组合作探究（1）探究：动能大小的决定因素，讨论归纳
25、得出影响动能大小的因素。（2）探究：重力势能大小的决定因素，讨论归纳得出影响重力势能大小的因素。（3）探究：弹性势能大小的决定因素，讨论归纳得出影响弹性势能大小的因素。3、小组长呈疑 巩固练习：1、下列哪些物体不具有动能?水中游动的鱼；地上飞奔的猎豹；天上飞的老鹰；太空中的卫星、星球；上升的神舟六号的飞船；绕电子高速运转的电子。2、判断动能变化情况一辆汽车加速运动，它的动能。火车进站时做减速运动，它的动能；停止后，它的动能=。一辆洒水车在马路上匀速前进并洒水，它的动能。3、比较动能大小汽车空载和满载时以相同速度前进：动能大。某同学慢跑和快跑时： 动能大。 三、聚焦点拔：四、综合测评：1、下列物
26、体具有哪种能：（每题4分，共48分）(1)推出去的铅球，落地时具有_； (2)正在上坡的自行车，具有_；(3)被拦河坝拦住的河水具有_； (4)在跳台上准备跳水的运动员，具有_；(5)钟表里卷紧的发条具有_； (6)从枪膛里射出的子弹具有_；(7)被拦水坝挡住的水具有_； (8)升空的航天飞机具有_；(9)压紧的弹簧具有_； (10)在杨浦大桥上行驶的汽车具有_；(11)悬挂在天花板上的电灯具有_；(12)从水龙带里喷出的水具有_；2、判断题（每题4分，共48分）（1）位置高的物体一定比位置低的物体势能大。 ( )（2）运动速度大的物体一定比运动速度小的物体动能大。 ( )（3）在空中飞行的子
27、弹，因为它能够做功，所以它具有能。 ( )（4）用线悬挂着的物体，它没有做功，所以它没有能。 ( )（5）凡是静止的物体都没有能。 ( )（6）处于平衡状态的物体既可能有动能，也可能有势能。 ( )（7）作匀速直线运动的物体既可能有动能，也可能有势能。 ( )（8）甲球的速度大于乙球的速度，那么甲球的动能大于乙球的动能。 ( )（9）质量大的物体，它所具有的势能不一定就多。 ( )（10）静止在斜面上的物体没有能。 ( )（12）作加速直线运动的物体有动能，没有势能。 ( )3关于能的概念，下列说法中正确的是 （本题4分）A势能相等的物体一定在同一高度 B悬挂着的物体因为没有做功，所以没有能C
28、在空中飞行的子弹，能够做功，所以具有能D一个物体具有机械能，则这个物体一定既具有动能，又具有势能五、探学导航：1、知道动能与重力势能间的相互转化的实例及其动能和势能间的变化情况。2、知道动能与弹性势能间的相互转化的实例及其动能和势能间的变化情况。3、了解水能和风能的利用。快乐链接及拓展：功、机械能的知识运用(1)根据功的原理：省力必定费距离。因此人们在上坡时，常骑“S形”路线就是这个道理。(2)动能和重力势能的相互转化。如骑车上坡前，人们往往要加紧蹬几下，就容易上去些，这里是动能转化为势能。而骑车下坡，不用蹬，车速也越来越快，此为势能转化为动能。学海拾贝：机械能的物理小知识物体在运动时（速度不为0），具有动能。
