2023學(xué)年完整版《機(jī)械功》案例

《機(jī)械功》教學(xué)案例(1)I：教案一．【教學(xué)目標(biāo)】1、知識(shí)與技能：（1）知道機(jī)械做功有快有慢的基本事實(shí)。（2）理解功率的概念：知道功率的大小反映做功的快慢程度；知道功率的定義、公式及其單位。2、過(guò)程與方法：（1）通過(guò)對(duì)做功快慢的研究，學(xué)會(huì)用控制變量法研究問(wèn)題。（2）通過(guò)對(duì)做功快慢的表格數(shù)據(jù)的處理，學(xué)會(huì)填寫(xiě)表格和處理表格中的數(shù)據(jù)來(lái)研究物理問(wèn)題的方法。（3）通過(guò)對(duì)功率與速度的對(duì)比，學(xué)會(huì)用類(lèi)比法將新舊知識(shí)進(jìn)行對(duì)比。3、情感、態(tài)度與價(jià)值觀：（1）通過(guò)對(duì)做功快慢與哪些因素有關(guān)的主動(dòng)探究，學(xué)會(huì)自主學(xué)習(xí)的習(xí)慣。二．【教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)】【教學(xué)重點(diǎn)】功率概念的形成過(guò)程?！窘虒W(xué)難點(diǎn)】理解功率的大小反映做功的快慢程度。三．【教學(xué)準(zhǔn)備】磚塊（若干）、秒表（2只）、多媒體演示課件、學(xué)生活動(dòng)卡四．【教學(xué)過(guò)程】（一）、引入新課1．通過(guò)實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)做功的兩個(gè)必要因素及機(jī)械功的計(jì)算公式。師：在講臺(tái)旁的地面上放著一塊磚，老師現(xiàn)在將磚塊搬到講臺(tái)上。問(wèn)：老師對(duì)這塊磚做功了嗎？生：做功了。師：你判斷我做功的理由是什么？生：你給磚塊施加了一個(gè)向上的力，且磚塊在力的方向上通過(guò)了一段距離。師：你知道我做了多少功嗎？生：不知道。師：有辦法知道嗎？生：可以計(jì)算得出，若給出磚塊的重力和講臺(tái)的高度，可以根據(jù)功的計(jì)算公式W=Gh算出。師：事先我已經(jīng)測(cè)出了一塊磚重約為20牛，講臺(tái)的高度為米，剛才老師做了多少功？生：16焦耳。（二）、新課講授１．功率的初步含義師：現(xiàn)在，在講臺(tái)旁地上的兩個(gè)位置，分別疊放著質(zhì)量相等的4塊磚。我請(qǐng)兩位同學(xué)幫忙把磚搬到講臺(tái)上。（選一男一女兩名同學(xué)）要求：兩個(gè)人要同時(shí)搬磚，女同學(xué)力氣小，你可以一塊一塊的搬，男同學(xué)也要量力而行，千萬(wàn)不要砸到腳。問(wèn)：好，磚都搬完了，他們做的功是否相同？生：相同。師：做了多少焦耳的功？生：64焦耳。師：他們做功的什么不同？（若回答不出，可提示：是誰(shuí)先把磚搬完的？）生：所花時(shí)間不同（快慢不同、速度不同）（注：若有學(xué)生說(shuō)速度不同，可問(wèn)：速度是表示什么的物理量？運(yùn)動(dòng)快慢。這里兩位同學(xué)有沒(méi)有作機(jī)械運(yùn)動(dòng)、運(yùn)動(dòng)了一段路程？他們?cè)诟墒裁?？做功）師：男同學(xué)所花的時(shí)間短，他做功快。師：看來(lái)，做功不僅有多少之分，還有快慢之分。師：我們今天主要來(lái)研究做功快慢的問(wèn)題。那該如何比較物體做功的快慢呢？（板書(shū)）一、比較物體做功快慢的方法：師：初二時(shí)我們已經(jīng)學(xué)過(guò)物體的運(yùn)動(dòng)有快慢，我們是如何比較物體運(yùn)動(dòng)快慢的呢？（多媒體：比較物體運(yùn)動(dòng)快慢的方法：）生：路程相同比時(shí)間，時(shí)間短的運(yùn)動(dòng)快。生：時(shí)間相同比路程，路程長(zhǎng)的運(yùn)動(dòng)快。師：好，我們重溫一下剛才的畫(huà)面。甲和乙誰(shuí)做功快？生：在做功多少相同時(shí)，甲所花的時(shí)間短，甲做功快。師：好，我們來(lái)總結(jié)一下：（板書(shū)）①做功相同比較時(shí)間，時(shí)間短的做功快；師：其實(shí)呢？老師在講臺(tái)后堆了好多塊磚，我們?cè)僬?qǐng)兩位同學(xué)幫助老師來(lái)做實(shí)驗(yàn)，看大家能不能判斷出他們誰(shuí)做功快、誰(shuí)做功慢？（最好選兩名男同學(xué)，體現(xiàn)出比賽的氣氛）要求：①老師一聲令下就開(kāi)始搬，說(shuō)停都停下，磚沒(méi)搬到講臺(tái)上不算。②搬的同學(xué)一定要注意安全，量力而行，千萬(wàn)不要砸到腳。師：誰(shuí)做功快？你是如何比較的？生：看他們誰(shuí)搬的磚多，誰(shuí)搬的磚多，誰(shuí)做功快。師：搬的磚多代表做功多，做功多就是做功快嗎？他說(shuō)的是不是不夠完整？有同學(xué)要補(bǔ)充嗎？生：在時(shí)間相同時(shí)，做功多的，做功快。師：你怎么知道時(shí)間相等？生：因?yàn)橥瑫r(shí)開(kāi)始，同時(shí)結(jié)束。師：很好，比較物體做功快慢的第二個(gè)方法是：②時(shí)間相同比較做功，做功多的做功快。（板書(shū)）師：看來(lái)，做功的快慢跟兩個(gè)因素有關(guān)：做功的多少和做功的時(shí)間。（用紅色粉筆圈出）師：我們剛才在研究問(wèn)題的時(shí)候采用了怎樣的方法？生：控制變量法。２．功率的概念（1）、學(xué)生探討與歸納師：但現(xiàn)實(shí)生活中不同的物體做功的多少不一定相同，做功的時(shí)間也不恰好相同，我們?cè)撊绾伪容^它們做功的快慢呢?為了更好的研究出這個(gè)的問(wèn)題，先請(qǐng)同學(xué)們?cè)O(shè)計(jì)出一個(gè)實(shí)驗(yàn)方案：該方案要求做功的多少不同、做功的時(shí)間也不同，并且兩個(gè)物理量的大小都可以測(cè)出。老師可以給你們提供一些實(shí)驗(yàn)器材，你們自行選擇，并說(shuō)出你的實(shí)驗(yàn)方法，可提供的有：秒表、彈簧秤、體重秤、刻度尺、磚塊若干、啞鈴（2個(gè)）、帶鉤子的木塊。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)得越簡(jiǎn)單越好，測(cè)量工具你可以選幾個(gè)，物體選其中一種就行了。好，現(xiàn)在我們分成小組討論，前后四個(gè)同學(xué)組成一個(gè)小組，看哪個(gè)小組設(shè)計(jì)的方案又快又好。待會(huì)兒請(qǐng)同學(xué)們匯報(bào)你所選擇的實(shí)驗(yàn)器材和你的實(shí)驗(yàn)方法。生甲：兩位同學(xué)在教室里跳臺(tái)階，量出兩位同學(xué)的體重及臺(tái)階的高度，可計(jì)算出功的大小，用秒表計(jì)時(shí)。生乙：讓兩位同學(xué)用彈簧秤拉著物體在桌上勻速移動(dòng)一段距離，計(jì)算出功的大小，秒表計(jì)時(shí)。生丙：讓兩位同學(xué)把不同數(shù)目的磚塊搬到講臺(tái)，可以根據(jù)磚塊的總重和講臺(tái)的高計(jì)算出功的大小，秒表計(jì)時(shí)。生?。簩⒋u塊提起一段距離，根據(jù)物理課本的重和提起的高度算出功的大小，秒表計(jì)時(shí)。師：同學(xué)們?cè)O(shè)計(jì)的方案都非常的好，但由于時(shí)間關(guān)系我們只做其中的一個(gè)，同學(xué)們覺(jué)得哪個(gè)實(shí)驗(yàn)好？生：搬磚，因?yàn)榘岽u塊我們只需要計(jì)時(shí)就可以了，講臺(tái)的高度和磚塊的重已經(jīng)有了。師：好，這次我們請(qǐng)一個(gè)男同學(xué)和一個(gè)女同學(xué)來(lái)。猜猜看誰(shuí)做功快？生：男同學(xué)師：請(qǐng)一個(gè)大個(gè)子女同學(xué)和一個(gè)小個(gè)子男同學(xué)。學(xué)生們搖搖頭，認(rèn)為猜不出。誰(shuí)來(lái)計(jì)時(shí)？師：實(shí)驗(yàn)已經(jīng)完成了，報(bào)一下他們所花的時(shí)間？誰(shuí)做功快？課桌里有張學(xué)生活動(dòng)卡，你能通過(guò)完成第一份表格告訴我答案嗎？物理量學(xué)生磚塊總重G（牛）講臺(tái)高ｈ（米）功W（焦）時(shí)間ｔ（秒）師：填表時(shí)把所有物理量的單位都寫(xiě)上。你是怎么比較得出他做功快的？生：我用功的大小除以做功的時(shí)間，得出在一秒的時(shí)間內(nèi)做功的多少，一秒內(nèi)做功多的做功快。師：那你為什么想到要用除呢？生：以前在學(xué)習(xí)速度、壓強(qiáng)時(shí)采用了這樣的方法。（我們?cè)谶M(jìn)行表格分析時(shí)，不同的物理量不能相加或相減，除一下的目的是比較一秒的時(shí)間內(nèi)他們做功的多少，做功多的做功快。）師：哦，老師明白了。當(dāng)兩個(gè)物理量都不相同時(shí)，你們想辦法將不相同的時(shí)間化為相同的時(shí)間，都是一秒鐘，比較一秒的時(shí)間內(nèi)做功的多少，做功多的做功快。師：其他同學(xué)也是這樣比較的嗎？師：那物理量上我們把一秒、一分、一小時(shí)都叫做什么時(shí)間？生：?jiǎn)挝粫r(shí)間。師：同學(xué)們剛才就是在比較單位時(shí)間內(nèi)做功的多少，單位時(shí)間做功多的做功快。（指導(dǎo)學(xué)生將表格中最后一個(gè)空格填上：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)完成的功。）（2）、教師總結(jié)師：物理學(xué)上我們給單位時(shí)間內(nèi)完成的功一個(gè)名字叫做功率。（板書(shū)）二、功率（表示物體做功快慢的物理量）定義：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)完成的功分析表格:單位時(shí)間內(nèi)完成的功多，即功率大；單位時(shí)間內(nèi)完成的功少，即功率小。再由表格中功率大，做功快，功率小，做功慢，得出：功率反映了做功的快慢。符號(hào)：P師：我們剛才是怎樣計(jì)算出功率的？生：用功去除以時(shí)間。師：功的符號(hào)是W，時(shí)間的符號(hào)是t,得出功率的計(jì)算公式。公式：師：該公式再次告訴同學(xué)們功率的大小即做功快慢與做功的多少和做功的時(shí)間有關(guān)。與前面知識(shí)相吻合。師：若知道了功率和時(shí)間，如何求功的大小？公式推導(dǎo)W=Pt,該公式說(shuō)明做功多少與功率和時(shí)間有關(guān)。那如何求時(shí)間？（多媒體）判斷：1.機(jī)器做的功越多，功率越大。2.機(jī)器做功的時(shí)間越少，功率越大。3.機(jī)器的功率越大，做的功越多。4.機(jī)器的功率越小，做功越慢。師：根據(jù)公式，功率的單位是焦耳/秒，它有一個(gè)專(zhuān)門(mén)的名稱(chēng)叫瓦特。符號(hào)也是W，1瓦特就是1焦耳/秒。生活中還常使用千瓦這個(gè)單位，很顯然1千瓦等于1000瓦特。4、單位：瓦特（W）千瓦（kW）1瓦特=1焦耳/秒師：你知道1瓦特的物理意義嗎？生：1瓦特表示在一秒的時(shí)間內(nèi)做了1焦耳的功。師：1瓦特究竟有多大？師：把兩個(gè)雞蛋托起1米，所做的功就是1焦耳，如果花的時(shí)間是1秒，則托起兩只雞蛋的功率就是1瓦特。師：瓦特其實(shí)是英國(guó)一個(gè)科學(xué)家的名字，我們來(lái)認(rèn)識(shí)一下他。介紹：詹姆斯·瓦特（JamesWatt）國(guó)

籍:英國(guó)出生年代:1736成就：蒸汽機(jī)

在瓦特之前，已經(jīng)有紐科門(mén)發(fā)明的蒸汽機(jī)，但是消耗大而效率低，瓦特花了10年時(shí)間，研制出精巧實(shí)用的新型蒸汽機(jī)，由此把英國(guó)帶入了工業(yè)革命。無(wú)論是冶金、礦山、紡織還是交通運(yùn)輸，都開(kāi)始使用蒸汽機(jī)來(lái)替代人和牲畜，為了紀(jì)念瓦特這位偉大的發(fā)明家，人們把常用的功率單位定為瓦特，簡(jiǎn)稱(chēng)瓦。師：我們感謝瓦特，是他的辛勤勞動(dòng)、他的發(fā)明幫助人類(lèi)節(jié)約了人力和物力，使得社會(huì)飛快地進(jìn)步，另外我覺(jué)得我們也要感謝今天課堂上為我們搬磚的同學(xué)們，是他們的勞動(dòng)讓我們更好地學(xué)得了知識(shí)。來(lái)，給他們點(diǎn)掌聲。但在現(xiàn)實(shí)生活中、在工地上我們是不是還?？吹接萌肆?lái)搬磚呢？生：不是，我們常使用機(jī)械（起重機(jī)、吊車(chē)）代替人力搬磚。師：為什么要使用機(jī)械？生：因?yàn)闄C(jī)械的功率比人做功的功率大，做功快。（多媒體：吊車(chē)、起重機(jī)）我們?nèi)肆Π岽u的功率只有幾瓦，而機(jī)械會(huì)有幾千瓦、幾十千瓦。師：老師希望我們同學(xué)們將來(lái)也能發(fā)明或制造出更有用的機(jī)械造福人類(lèi)。師：好，接著我們來(lái)了解一些功率值，請(qǐng)同學(xué)們告訴我人騎自行車(chē)時(shí)的功率是多少？它的物理意義是什么？四幅圖中誰(shuí)的功率最大？誰(shuí)做功最快？誰(shuí)做功最多？判斷：輪船的功率大于人騎自行車(chē)的功率，輪船一定做功快。蒼蠅的功率小于人騎自行車(chē)的功率，蒼蠅做功可能快。（三）考考你1．下列說(shuō)法中正確的是（）A．物體做的功越多，則功率就越大B．物體做功的時(shí)間越短，則功率越大C．在相同的時(shí)間內(nèi)做的功越多，功率越大D．功率越大，則做功越多2．使用機(jī)械做功時(shí)，下面說(shuō)法中正確的是()A．功率大的機(jī)器一定比功率小的機(jī)器做功多。B．功率大的機(jī)器一定比功率小的機(jī)器做功時(shí)間少。C．功率小的機(jī)器一定比功率大的機(jī)器做功慢。D．功率小的機(jī)器可能比功率大的機(jī)器做功快。（四）與舊知識(shí)類(lèi)比功率與哪個(gè)物理量在概念及概念的形成過(guò)程相似？

功率表示()的物理量表示()的物理量定義

符號(hào)

公式

單位

師：類(lèi)比法是學(xué)習(xí)的一種很好的方法，它能幫助我們更好的掌握新的知識(shí)，同時(shí)也能鞏固舊知識(shí)，希望同學(xué)能學(xué)會(huì)這樣的學(xué)習(xí)方法。（五）總結(jié)1、本節(jié)課你學(xué)到了哪些知識(shí)？2、學(xué)到了什么學(xué)習(xí)方法？3、你還有哪些收獲或想法？（六）作業(yè)1、物理量人做功多少（焦）所用時(shí)間（分）甲2001乙200丙1001（1）甲、乙兩人中做功較快的是，理由是；（2）甲、丙兩人中做功較快的是，理由是；（3）乙、丙兩人中做功較快的是，理由是；因此，物理學(xué)中引入了這一物理量來(lái)表示做功的做功快慢。2、一臺(tái)機(jī)器用2分鐘時(shí)間做了6×104焦耳的功，這臺(tái)機(jī)器的功率是多少？若它工作小時(shí)，做多少的功？3、為了給一個(gè)工廠供水，需要一水泵，要求每天用2小時(shí)把360米3的水送到40米高處的水箱里。你能幫該工廠算一算需要購(gòu)買(mǎi)功率至少是多少kW的水泵嗎？（g取10N/kg）4、比一比你和同班同學(xué)誰(shuí)上樓的功率大。需要測(cè)量哪些物理量？需要用到哪些測(cè)量?jī)x器？應(yīng)該怎樣測(cè)量？Ⅱ：教案設(shè)計(jì)說(shuō)明在學(xué)習(xí)功率時(shí)，需具備的知識(shí)：(1)做功的兩個(gè)必要因素；（2）功的計(jì)算公式，即W=Fs。本設(shè)計(jì)的基本思路是：以實(shí)驗(yàn)事實(shí)為基礎(chǔ)，指導(dǎo)學(xué)生分析、推理出結(jié)論。本設(shè)計(jì)首先通過(guò)實(shí)驗(yàn)，引出物體做功有快有慢的問(wèn)題；然后引導(dǎo)到如何比較物體做功快慢的問(wèn)題，從簡(jiǎn)單入手逐步過(guò)渡到建立功率的概念，最后通過(guò)練習(xí)、討論，鞏固功率的概念。本設(shè)計(jì)要突破的難點(diǎn)是：理解功率大小反映做功的快慢程度。方法是：先通過(guò)簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到做功不僅有大小之分，還有快慢之分，然后自然地過(guò)渡到比較物體做功快慢的方法，再通過(guò)讓學(xué)生自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、完成實(shí)驗(yàn)、分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，逐步引出功率是反映做功快慢的物理量。本設(shè)計(jì)要突出的重點(diǎn)是：“功率”的形成過(guò)程。方法是：通過(guò)學(xué)生完成做功來(lái)演示做功除有大小外還有快慢的事實(shí)，然后引導(dǎo)學(xué)生利用控制變量的方法得出比較物體做功快慢的方法，直到形成功率的概念。本設(shè)計(jì)強(qiáng)化了物理概念的形成過(guò)程，重視科學(xué)方法的教育。完成本設(shè)計(jì)的內(nèi)容需1課時(shí)。Ⅲ：教學(xué)反思功率的概念來(lái)源于生產(chǎn)和生活，功率的知識(shí)是機(jī)械功概念的進(jìn)一步延伸，在生產(chǎn)和生活實(shí)際中應(yīng)用的例子很多很廣，而且功率又是聯(lián)系實(shí)際生活和科學(xué)實(shí)踐的紐帶，教學(xué)中應(yīng)充分利用這一優(yōu)勢(shì)，使抽象的物理概念變得富有實(shí)際意義。教學(xué)中要發(fā)展學(xué)生應(yīng)用知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題能力，樹(shù)立正確的價(jià)值觀。本節(jié)的教學(xué)重點(diǎn)是使學(xué)生確切地理解功率的概念，會(huì)進(jìn)行功率的計(jì)算；嘗試自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，測(cè)量人在搬磚時(shí)的功率。在建立“功率”概念中，讓學(xué)生充分體會(huì)控制變量的學(xué)習(xí)的方法，通過(guò)觀察實(shí)驗(yàn)，體會(huì)用比值方法來(lái)建立新的