物理九年級(jí)上冊(cè)第十一章《機(jī)械功與機(jī)械能》教學(xué)教案（粵滬版）

粵滬版九年級(jí)上冊(cè)第十一章《機(jī)械功與機(jī)械能》教學(xué)教案11.1怎樣才叫做功教學(xué)目標(biāo)【知識(shí)與能力】1．知道機(jī)械功的概念，能用生活中的實(shí)例說明機(jī)械功的含義。2．知道做功的兩個(gè)必要因素。3．理解功的計(jì)算公式W＝Fs，知道功的單位，能用功的公式進(jìn)行有關(guān)計(jì)算?！具^程與方法】通過觀察和解釋生產(chǎn)、生活中的有關(guān)實(shí)例的過程，了解功和能的含義，學(xué)習(xí)從物理規(guī)律中歸納簡單的物理現(xiàn)象的方法。【情感態(tài)度價(jià)值觀】通過觀察生產(chǎn)、生活中的做功實(shí)例，認(rèn)識(shí)到物理知識(shí)與自然現(xiàn)象、生產(chǎn)生活的緊密聯(lián)系，養(yǎng)成樂于探索自然現(xiàn)象和物理規(guī)律的習(xí)慣。教學(xué)重難點(diǎn)【教學(xué)重點(diǎn)】能識(shí)別物體在什么情況下做功，在什么情況下未做功?！窘虒W(xué)難點(diǎn)】怎樣正確地測算功。課前準(zhǔn)備課件、插線板、保險(xiǎn)絲等。教學(xué)過程一、創(chuàng)設(shè)情境，導(dǎo)入新課關(guān)于功1.在2016年里約奧運(yùn)會(huì)上，我國舉重選手龍清泉奪得了金牌，極大地鼓舞了全國人民。我校為了鍛煉同學(xué)們的身體也買了杠鈴供同學(xué)們使用。小明同學(xué)用盡全身力氣想舉起杠鈴，可是杠鈴在地上卻紋絲不動(dòng)。思考：在這一過程中小明同學(xué)對(duì)杠鈴施加的力產(chǎn)生效果了嗎？2.“勞而無功”這一成語出自《莊子?天運(yùn)》：“是猶推舟子涉地，勞而無功?！贬屃x“功”，功效?；藙诹s收不到功效，形容白費(fèi)力氣，可見古人早已知道花了力氣而沒有功效這一物理現(xiàn)象。那么我們物理學(xué)中的“功”是如何定義的？怎樣才算做功呢？3.大華同學(xué)是一個(gè)品學(xué)兼優(yōu)的好學(xué)生，不僅學(xué)習(xí)好，在家里也經(jīng)常幫爸爸媽媽做一些力所能及的家務(wù)。星期天，大華上午去買了30斤大米，午飯后又幫媽媽收拾碗筷，接著又去井邊幫爸爸把一大桶水提回家，累得滿頭大汗。大華的爸爸是個(gè)物理教師，他說：“大華今天很辛苦、很勞累，但從物理學(xué)的角度來看，你今天做這幾項(xiàng)家務(wù)活時(shí)，并沒有做功。”大華百思不得其解。大華的爸爸說得對(duì)嗎？如何從物理學(xué)角度來理解這個(gè)問題呢？二、新課教學(xué)(一)怎樣才叫“做功”1．通過實(shí)驗(yàn)，體驗(yàn)“做功”。學(xué)生實(shí)驗(yàn)1：用力沿水平方向推著小車前進(jìn)(如圖所示)。描述觀察到的現(xiàn)象：小車在水平推力作用下，移動(dòng)了一段距離。要求：用示意圖表示出小車所受的推力以及運(yùn)動(dòng)過程情況。點(diǎn)撥：此例中小車在水平推力F作用下，移動(dòng)了一段距離s。學(xué)生實(shí)驗(yàn)2：用力將地上的物體拿到桌面上來。描述觀察到的現(xiàn)象：物體在力的作用下，向上移動(dòng)了一段距離。要求：用示意圖表示出物體所受的拉力以及運(yùn)動(dòng)過程情況。點(diǎn)撥：此例中物體在拉力F作用下，向上移動(dòng)了一段距離s。2．找找共同點(diǎn)，建立功的概念。仔細(xì)觀察兩示意圖，比較一下，看看有什么共同點(diǎn)：(1)這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)中同學(xué)的活動(dòng)有什么共同點(diǎn)？(2)物體為什么會(huì)移動(dòng)一段距離？(3)移動(dòng)的距離和力之間有何關(guān)系？共同點(diǎn)：物體受到力的作用，并沿這個(gè)力的方向移動(dòng)一段距離。3．功的概念：物理學(xué)中規(guī)定，作用在物體上的力，使物體在力的方向上通過了一段距離，就說這個(gè)力對(duì)物體做了機(jī)械功(簡稱“做了功”)。(二)如何判斷力是否對(duì)物體做功1．做功的兩個(gè)必要的因素：(1)作用在物體上的力；(2)物體在力的方向上通過的距離。2．活動(dòng)：請(qǐng)教室后排一位同學(xué)，將他的文具盒(或其他物品)送給老師。引起學(xué)生注意，再結(jié)合這一模型，讓學(xué)生分析文具盒受力情況和位置變化情況(畫出示意圖)，討論該同學(xué)作用在文具盒的力有沒有做功。3．分析課本活動(dòng)2，進(jìn)一步理解做功的含義。先讓學(xué)生交流討論，鼓勵(lì)學(xué)生用科學(xué)語言進(jìn)行表述。4．練習(xí)：分析下列物體受到的力，并指出力對(duì)物體是否做功。(1)手提著木塊不動(dòng)，木塊受幾個(gè)力的作用？哪個(gè)力對(duì)木塊做了功？為什么？(2)放在水平木板上的小車，在水平拉力作用下前進(jìn)了一段距離，拉力和重力這兩個(gè)力對(duì)小車做功了嗎？為什么？(3)工人推動(dòng)小車在水平地面上前進(jìn)。當(dāng)工人停止用力后，小車還能向前運(yùn)動(dòng)一段距離，在這段距離上，工人還對(duì)小車做功嗎？為什么？在學(xué)生討論回答的基礎(chǔ)上，歸納出三種不做功的情況：(1)物體沒有受到力的作用，靠慣性通過一段路程，也就是沒有力做功(F＝0)；(2)物體受到力，但沒有移動(dòng)距離，即通過的路程為零(s＝0)；(3)物體受力方向和物體運(yùn)動(dòng)的方向垂直(F與s的方向垂直)。典例解讀下列事例中，人對(duì)物體做功的是()A．舉著杠鈴原地不動(dòng)B．扛著米袋慢慢登上樓梯C．提水桶在水平地面上勻速前進(jìn)D．用300N的力推汽車，汽車沒動(dòng)【解析】判斷力是否對(duì)物體做功，必須同時(shí)滿足做功的兩個(gè)必要條件，即作用在物體上的力和使物體在力的方向上通過一段距離，缺一不可，否則沒有做功?！敬鸢浮緽(三)怎樣測算功1．功的多少：(1)如圖甲所示，用力把一塊磚勻速提升1m，做了一份功W。(2)如圖乙所示，如果用力把三塊同樣的磚勻速提升1m，做功多少？(3)如圖丙所示，如果用力把一塊磚勻速提升3m，做功又是多少？點(diǎn)撥：從上面分析可知功與力、距離的關(guān)系如何呢？學(xué)生交流后得出的結(jié)論有：(1)使物體移動(dòng)的距離一定，力越大，做的功越多；(2)力一定，使物體移動(dòng)的距離越大，做的功越多；(3)力越大，使物體移動(dòng)的距離越大，做的功越多；(4)功的多少跟作用在物體上的力成正比，跟物體移動(dòng)的距離成正比。2.功的計(jì)算方法：定義：力對(duì)物體做的功，等于力與物體在力的方向上移動(dòng)的距離的乘積。(1)公式：功＝力×距離，即W＝F?s；(2)單位：在國際單位制中，功W的單位：牛?米(N?m)或焦耳(J)；(3)1J的物理意義：1N的力，使物體在力的方向上通過1m的距離所做的功為1J。即：1J＝1N×1m＝1N?m。注意：在運(yùn)算過程中，力F的單位：牛(N)；距離s的單位：米(m)。3.功的簡單測算：(1)如圖所示，請(qǐng)學(xué)生實(shí)際估算“用手勻速托起兩個(gè)雞蛋升高1m時(shí)，手對(duì)雞蛋做的功大約是多少?！?2)如圖所示，一人拉著重2000N的車子沿水平方向前進(jìn)5m，你能求出此人做了多少功嗎？如果拉力為500N呢？完成課本例題的學(xué)習(xí)，通過例題的演算理解用功的公式進(jìn)行有關(guān)計(jì)算。典例解讀小朋友在平地上用50N的水平推力推動(dòng)重100N的箱子，前進(jìn)了10m，他做了______功。如果把這個(gè)箱子勻速舉高2m，他做了______功?！窘馕觥克酵葡渥幼龅墓1，等于水平推力F和水平前進(jìn)的距離s的乘積。勻速舉箱子時(shí)用的力F′，與箱子的重力G大小相等、方向相反。舉箱子是F′克服重力使箱子在F′方向上升高h(yuǎn)所做的功W2＝F′h＝Gh?！敬鸢浮?00J200J(四)機(jī)械功原理1．使用機(jī)械只能省力或省距離，但不能省功。2．機(jī)械功原理是機(jī)械的重要定律，是能量守恒在機(jī)械中的體現(xiàn)。三、練習(xí)設(shè)計(jì)請(qǐng)完成“題組練習(xí)”部分。四、課堂小結(jié)1.做功的兩個(gè)必要因素。2.功的定義、公式、單位。強(qiáng)調(diào)：(1)功是力在距離上的積累效應(yīng)；(2)1N?m與1J相等，是等價(jià)的。3.強(qiáng)調(diào)解題規(guī)范化。11.2怎樣比較做功的快慢教學(xué)目標(biāo)1．知道功率的概念，知道功率計(jì)算公式、單位及物理意義。2．會(huì)計(jì)算有關(guān)功率的簡單問題。3．通過比較做功的快慢學(xué)習(xí)用比值法研究物理問題。4．通過實(shí)例說明功率的含義，認(rèn)識(shí)功率在實(shí)際應(yīng)用中的重要價(jià)值。教學(xué)重難點(diǎn)【教學(xué)重點(diǎn)】功率的概念及計(jì)算?！窘虒W(xué)難點(diǎn)】功率的測量。課前準(zhǔn)備體重計(jì)、卷尺、秒表等。教學(xué)過程一、創(chuàng)設(shè)情境，導(dǎo)入新課討論：在建筑工地上，需要把幾百塊磚全部送到樓頂，你能想出幾種辦法？你認(rèn)為應(yīng)選擇哪種辦法？為什么這樣選擇？二、新課教學(xué)(一)如何比較做功的快慢力做功時(shí)，不僅有多有少，而且有快有慢。在生產(chǎn)實(shí)踐中，人們不僅要注意做功的多少，更要關(guān)心做功的快慢。如何比較做功的快慢呢？活動(dòng)：怎樣比較做功的快慢1．閱讀課本活動(dòng)1，注意觀察兩個(gè)情景，了解女同學(xué)和男同學(xué)各是怎么說的。因圖中兩位同學(xué)的說法都帶有片面性，即女同學(xué)只比較功的多少而沒有考慮時(shí)間，男同學(xué)只比較時(shí)間的長短而沒有考慮做功的多少。2．討論、交流，提出自己的看法。經(jīng)過討論交流，學(xué)生可以得出：兩位同學(xué)的說法都是片面的，不能只比較做功多少或只比較做功時(shí)間的長短。要比較物體做功的快慢，必須同時(shí)考慮兩個(gè)因素：一是物體做了多少功，二是物體做功所用的時(shí)間。3．小實(shí)驗(yàn)：(準(zhǔn)備：在講臺(tái)兩側(cè)地面上分別放四塊磚。)實(shí)驗(yàn)1：兩位同學(xué)都將搬四塊磚，從地面搬到講臺(tái)上。要求：一位同學(xué)一次將四塊磚搬到講臺(tái)上，另一位同學(xué)分四次將四塊磚搬到講臺(tái)上，兩次做功所用的時(shí)間也就不同了。實(shí)驗(yàn)2：要求：兩位同學(xué)用相同的時(shí)間，一位同學(xué)將兩塊磚，另一位同學(xué)將四塊磚，同時(shí)從地面搬到講臺(tái)上。實(shí)驗(yàn)3：要求：一位同學(xué)用較短的時(shí)間將兩塊磚從地面搬到講臺(tái)上。另一位同學(xué)將三塊磚用較長的時(shí)間從地面搬到講臺(tái)上。觀察討論：誰做功快，誰做功慢，要求說明判斷的理由。分析實(shí)驗(yàn)1可得出：方法一：做相同的功，用時(shí)少做功快。分析實(shí)驗(yàn)2可得出：方法二：做功時(shí)間相同，做功多的做功快。分析實(shí)驗(yàn)3可得出：一位同學(xué)做功少，但用的時(shí)間短。另一位同學(xué)做功雖多，但用的時(shí)間長。讓學(xué)生找出比較做功快慢的方法。實(shí)際教學(xué)中，不少學(xué)生很快會(huì)聯(lián)想到速度概念和壓強(qiáng)概念的建立過程，提出用單位時(shí)間里所做的功來比較做功的快慢。教師指出，這是最簡單也是最佳的方法。(二)認(rèn)識(shí)功率1．功率概念：物理學(xué)中，把做功的多少與所用時(shí)間的比叫做功率。2．功率的物理意義：功率是表示做功快慢的物理量。3．功率計(jì)算公式：功率＝功/時(shí)間，符號(hào)表達(dá)式：P＝W/t4．功率的單位：在國際單位制中，功的單位是焦耳，時(shí)間的單位是秒，功率的單位是焦耳/秒，它有一個(gè)專門名稱叫瓦特，簡稱瓦，符號(hào)是W。這個(gè)單位是為了紀(jì)念英國物理學(xué)家瓦特而用他的名字命名的，工程上還常用到千瓦(kW)做功率的單位。1W＝1J/s，1kW＝103W。(1)體驗(yàn)1W的大?。涸?s內(nèi)將兩個(gè)雞蛋舉高1m，做功的功率約為1W。(2)閱讀課本“信息瀏覽”，了解一些物體的功率，說明其意義。典例解讀關(guān)于功率，下列說法正確的是()A．做功多的機(jī)械，功率一定大B．做功時(shí)間短的機(jī)械，功率一定大C．在相同的時(shí)間里，做功多的機(jī)械，功率一定大D．做相同的功，所用時(shí)間長的機(jī)械，功率一定大【解析】功率是反映做功快慢的物理量，其大小決定于做功的多少和做功時(shí)間這兩個(gè)物理量?！敬鸢浮緾(三)功率的計(jì)算口答：1.人在3s內(nèi)做功150J，求人的功率？2．挖掘機(jī)在1min內(nèi)做了7.2×106J的功，求挖掘機(jī)的功率。想一想：在課本圖中，圖(a)所示的起重機(jī)吊起的建筑材料重2000N，高度為10m，所用時(shí)間為40s；圖(b)所示的滑輪吊起的建筑材料重200N，高度也為10m，所用時(shí)間為20s。它們做功的功率各是多少？哪個(gè)功率大？教學(xué)分析：教學(xué)時(shí)要引導(dǎo)學(xué)生首先弄清題意，找出已知量和待求量，明確解題的過程。分析是沿著P＝W/t→W＝Gh的思路進(jìn)行。典例解讀如圖所示，一個(gè)質(zhì)量為50kg的人，在10s內(nèi)連續(xù)向上跳12個(gè)臺(tái)階，已知每個(gè)臺(tái)階的高度為0.2m，則這個(gè)人在這段時(shí)間內(nèi)的功率是()A．1200WB．10WC．12WD．120W【解析】人爬樓主要是克服重力做功，大小可以利用W＝Gh進(jìn)行計(jì)算；功率大小可以利用P＝W/t進(jìn)行估算。由W＝Gh＝mgh可知，只要測得人的質(zhì)量和樓高，就能算出人做功的大小?！敬鸢浮緿(四)學(xué)生實(shí)踐體驗(yàn)活動(dòng)：比一比，誰的功率大1．設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)：(1)要測出每個(gè)同學(xué)上樓的功率，需要知道哪些物理量？(2)怎樣測量這些物理量？(3)測量順序是怎樣的？(4)怎么設(shè)計(jì)記錄數(shù)據(jù)的表格？2．測量過程：男女同學(xué)各選10名“運(yùn)動(dòng)員”排成兩縱隊(duì)，由兩位同學(xué)記時(shí)間t，一位同學(xué)負(fù)責(zé)測量學(xué)生質(zhì)量m，兩位同學(xué)用卷尺測量四樓到地面的距離h，由教師指揮發(fā)出信號(hào)，學(xué)生開始以最快速度跑上四樓。記時(shí)員及時(shí)報(bào)時(shí)，將m、h、t三個(gè)數(shù)據(jù)填入表格中計(jì)算功率。最后比一比誰的功率大。姓名登樓的高度h/m登樓的時(shí)間t/s登樓的功率P/W三、練習(xí)設(shè)計(jì)請(qǐng)完成“題組練習(xí)”部分。四、課堂小結(jié)1．功率概念及其物理意義。2．注意功和功率兩個(gè)概念的區(qū)別。3．功率是機(jī)械的主要技術(shù)性能之一，是選購機(jī)械的重要依據(jù)。4．調(diào)查常見機(jī)械和電器的功率。11.3如何提高機(jī)械效率教學(xué)目標(biāo)1．知道有用功、額外功和總功的含義，以及它們之間的關(guān)系。2．理解機(jī)械效率，會(huì)用機(jī)械效率的公式進(jìn)行簡單的計(jì)算。3．會(huì)測算滑輪組的機(jī)械效率。4．知道機(jī)械效率總小于1，知道提高機(jī)械效率的方法和意義。教學(xué)重難點(diǎn)【教學(xué)重點(diǎn)】有用功、額外功、總功及機(jī)械效率。【教學(xué)難點(diǎn)】同一機(jī)械的效率是可變的。課前準(zhǔn)備斜面、小車、鐵架臺(tái)、滑輪組、細(xì)繩、鉤碼、彈簧測力計(jì)和刻度尺等。教學(xué)過程一、創(chuàng)設(shè)情境，導(dǎo)入新課現(xiàn)代社會(huì)是講求效率的節(jié)約型社會(huì)，時(shí)時(shí)處處都要講究提高效率，使用機(jī)械也要講效率。那么，什么是機(jī)械效率呢？下面我們就來研究這個(gè)問題。二、新課教學(xué)(一)有用功、額外功和總功日常生活中，人們搬移物體，不是將物體平移到另一個(gè)地方，就是將物體從低處搬到高處(或從高處搬到低處)。課件展示有關(guān)生活、生產(chǎn)中搬移物體的片段，引導(dǎo)學(xué)生觀察。搬移物體過程中，可以用手直接搬，還可以利用機(jī)械。演示：(1)用手將一重物直接從低處勻速搬到高處。(2)利用斜面將該重物從低處勻速搬到高處。(3)用動(dòng)滑輪將該重物從低處勻速搬到高處。交流：這些實(shí)驗(yàn)中，如何測算人做功的多少？測算：測出上述實(shí)驗(yàn)中人所做的功。分析：利用機(jī)械時(shí)，所做的功為何多一些？討論：哪些功是我們?yōu)榱诉_(dá)到特定目的必須要做的功？哪些功是我們不需要但又不得不做的功？學(xué)生經(jīng)過思考、討論，可以作答。分析：課本圖11－16a、11－16b中，哪些功是我們?yōu)榱诉_(dá)到特定目的必須要做的功？哪些功是我們不需要但又不得不做的功？在學(xué)生回答的基礎(chǔ)上，指出“有用功”“額外功”及“總功”的含義。1．有用功(W有用)：為達(dá)到目的人們需要且必須做的功。2．額外功(W額外)：對(duì)人們既無利用價(jià)值又不得不做的功。3．總功(W總)：動(dòng)力所做的功。4．總功等于有用功和額外功的總和，即W總＝W有用＋W額外。典例解讀李玲玲同學(xué)用水桶從水井中提水做清潔，她在把水從井底提上來的過程中，下列關(guān)于做功的說法中正確的是()A．對(duì)桶所做的功是有用功B．對(duì)水所做的功是額外功C．對(duì)水所做的功是有用功D．對(duì)水所做的功是總功【解析】由題意可知，該同學(xué)的目的是把水提上來，所以對(duì)水所做的功是有用功；在提水的過程中，也要對(duì)桶和繩做功，這部分功是額外功。該同學(xué)對(duì)水、桶和繩做功的總和是總功。【答案】C(二)什么是機(jī)械效率討論：(1)當(dāng)你用水桶提水時(shí)，有兩只大小相同的水桶可供選擇，一只是輕質(zhì)塑料桶，另一只是厚鐵皮桶，你選擇哪一只水桶？為什么？(2)當(dāng)你用動(dòng)滑輪提升重物時(shí)，你希望選用什么樣的滑輪？為什么？至此，引導(dǎo)學(xué)生自己總結(jié)出機(jī)械效率的定義和公式。1．機(jī)械效率的定義：有用功與總功的比值。2．公式：η＝eq\f(W有用,W總)×100%3．討論(1)機(jī)械效率的高低表示的物理意義是什么？(2)機(jī)械效率的單位是什么？(3)為什么機(jī)械效率總小于1？能不能等于1？(4)如何提高機(jī)械效率？4．練習(xí)如左下圖所示，建筑工人用滑輪組提升重為220N的泥桶，動(dòng)滑輪重為20N，不計(jì)滑輪與軸之間的摩擦及繩重。如果工人將繩子勻速向上拉了6m，則泥桶上升了多少？滑輪組的機(jī)械效率是多少？典例解讀如右上圖所示，拉力F＝80N，物體重G＝120N，若繩子自由端勻速拉動(dòng)的距離s＝4m，物體被提高的距離h＝2m，求：(1)拉力所做的有用功；(2)拉力所做的總功W總；(3)該滑輪組的機(jī)械效率η?！窘馕觥筷P(guān)于滑輪組的機(jī)械效率，一般用有用功W有用＝Gh，總功W總＝Fs求解，另外s＝nh(n為滑輪組承擔(dān)物重的繩子股數(shù))。【答案】(1)W有用＝240J；(2)W總＝Fs＝320J；(3)η＝eq\f(W有用,W總)×100%＝75%。(三)測算滑輪組的機(jī)械效率實(shí)驗(yàn)?zāi)康模簻y算滑輪組的機(jī)械效率。實(shí)驗(yàn)原理：η＝eq\f(W有用,W總)×100%討論：(1)滑輪組工作中的有用功怎樣計(jì)算？需要測量哪些物理量？(2)滑輪組的額外功是怎樣產(chǎn)生的，是否便于測量？(3)有其他簡便的方法測算總功嗎？需要測量哪些物理量？(4)為了求出滑輪組的有用功和總功，進(jìn)而測出滑輪組的機(jī)械效率，除滑輪組外，實(shí)驗(yàn)中還需要哪些測量器材？注意事項(xiàng)：(1)鉤碼上升的高度h，可用豎直放置在鉤碼旁的刻度尺讀出，以鉤碼的下端為標(biāo)準(zhǔn)讀數(shù)。(2)拉力F的大小由彈簧測力計(jì)的示數(shù)讀出，要豎直向上勻速拉動(dòng)彈簧測力計(jì)，彈簧不要和外殼摩擦。(3)測量細(xì)繩自由端通過的距離s時(shí)，可事先在細(xì)繩自由端上作一標(biāo)記，再拉彈簧測力計(jì)，用滑輪組提升重物。用刻度尺量出鉤碼上升的高度后，再量出細(xì)繩標(biāo)記移動(dòng)的距離，就是細(xì)繩自由端通過的距離s。實(shí)驗(yàn)結(jié)果：同一個(gè)滑輪組，在提升不同的重物時(shí)，其機(jī)械效率是不同的。思考：還有什么因素會(huì)影響滑輪組的機(jī)械效率？為什么？典例解讀在做“測滑輪組機(jī)械效率”的實(shí)驗(yàn)中，小強(qiáng)和同學(xué)們組裝了如圖所示的甲、乙兩個(gè)滑輪組(每只滑輪重都相同，不計(jì)摩擦和繩重)。(1)對(duì)于甲圖所示的滑輪組，如果沒有刻度尺，只要測出鉤碼重G，然后豎直向上勻速拉動(dòng)彈簧測力計(jì)使鉤碼升高，從彈簧測力計(jì)上讀出拉力值F，即可算出該滑輪組的機(jī)械效率η＝______。(2)比較甲、乙兩滑輪組的機(jī)械效率，可知η甲______(填“>”“<”或“＝”)η乙。(3)實(shí)驗(yàn)后小強(qiáng)猜想，對(duì)于同一滑輪組(例如圖乙)，它的機(jī)械效率也可能不是固定的，于是他用實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了探究，并證明自己的猜想是正確的。你認(rèn)為小強(qiáng)應(yīng)采用的正確方法是什么？答：________________________________________________________________________。【解析】(1)在做“測滑輪組機(jī)械效率”的實(shí)驗(yàn)中，由于繩子自由端通過的距離s與物體上升的高度h的關(guān)系是s＝nh；在求滑輪組的機(jī)械效率時(shí)，如果沒有刻度尺，也可以用導(dǎo)出公式來計(jì)算機(jī)械效率：η＝eq\f(W有用,W總)＝eq\f(Gh,Fs)＝eq\f(Gh,Fnh)＝eq\f(G,nF)＝eq\f(G,3F)。(2)當(dāng)提升的物體重力相同時(shí)，滑輪組機(jī)械效率的高低與動(dòng)滑輪的重力有關(guān)，動(dòng)滑輪越重，滑輪組的機(jī)械效率越低。乙滑輪組的動(dòng)滑輪較重，則它的機(jī)械效率較低。(3)當(dāng)物體的重力增大時(shí)，滑輪組的機(jī)械效率將變大。因此，小強(qiáng)只要在乙滑輪組中增加鉤碼，再重復(fù)前面的操作，算出滑輪組的機(jī)械效率，跟原來的機(jī)械效率相比較即可?！敬鸢浮?1)eq\f(G,3F)(2)>(3)在乙滑輪組中，增加鉤碼，再重復(fù)前面的操作，算出滑輪組的機(jī)械效率，跟原來的機(jī)械效率相比較三、練習(xí)設(shè)計(jì)請(qǐng)完成“題組練習(xí)”部分。四、課堂小結(jié)1．有用功、額外功和總功的含義，以及它們之間的關(guān)系。2．機(jī)械效率的含義。3．機(jī)械效率總小于1。4．提高機(jī)械效率的方法。11.4認(rèn)識(shí)動(dòng)能和勢能教學(xué)目標(biāo)1．知道什么是動(dòng)能、重力勢能、彈性勢能、機(jī)械能。2．知道動(dòng)能、重力勢能、彈性勢能分別與哪些因素有關(guān)。3．知道動(dòng)能、重力勢能、彈性勢能可以相互轉(zhuǎn)化。4．能解釋自然界中機(jī)械能相互轉(zhuǎn)化的現(xiàn)象。教學(xué)重難點(diǎn)【教學(xué)重點(diǎn)】建立動(dòng)能和勢能的概念，理解影響動(dòng)能和勢能大小的因素?！窘虒W(xué)難點(diǎn)】同一機(jī)械的效率是可變的。課前準(zhǔn)備小車、木塊、重物、小桌、沙子、彈簧。教學(xué)過程一、新課引入用多媒體展示下列問題，師生共同討論。1.高速公路上都有限制汽車速度的標(biāo)志，想一想這樣做的原因是什么？2.“……忽然，它像一匹脫韁的野馬，從軌道的最高端飛馳而下，如同一條蛟龍，時(shí)而上下翻騰，時(shí)而左搖右擺……乘坐過山車的我在萬分緊張的氣氛中緊閉雙眼，經(jīng)歷如此驚心動(dòng)魄、激動(dòng)不已的旅程，當(dāng)我感覺過山車似乎平穩(wěn)時(shí)，睜開了雙眼。哎呀！太可怕了……我正處于回環(huán)的最高處，而且還頭朝下……太刺激了！”過山車速度為什么能夠快慢不同的改變？過山車在最高點(diǎn)時(shí)，怎么會(huì)有平穩(wěn)的感覺？想知道這里面的物理道理嗎？通過本節(jié)內(nèi)容的學(xué)習(xí)，聰明的你一定能找到答案。3.置疑：你知道人為什么要吃飯嗎？學(xué)生討論。人類生活、生產(chǎn)離不開能量。因此，我們很有必要學(xué)習(xí)并了解一些有關(guān)能量方面的知識(shí)。問題：根據(jù)你的認(rèn)識(shí)與了解，能說說能量有哪些形式嗎？學(xué)生討論回答。那么，什么物體具有能呢？指出：機(jī)械能是能量中最常見的一種形式。到底什么是能呢？請(qǐng)觀察下列實(shí)驗(yàn)。二、新課教學(xué)(一)什么是能1．演示實(shí)驗(yàn)(1)運(yùn)動(dòng)的小車推動(dòng)木塊運(yùn)動(dòng)。(2)被舉高的重物下落將小桌子壓入沙中。(3)被拉伸的彈簧拉動(dòng)小車運(yùn)動(dòng)。2．分析、討論(1)運(yùn)動(dòng)的小車對(duì)木塊、被舉高的重物對(duì)小桌、被拉伸的彈簧對(duì)小車有沒有做功？你判斷的依據(jù)是什么？(2)運(yùn)動(dòng)的小車、被舉高的重物、被拉伸的彈簧有什么共同特點(diǎn)？在學(xué)生回答的基礎(chǔ)上，引出“能量”的概念。3．“能量”的概念物體具有做功的本領(lǐng)，就說物體具有能。4．如何去判斷能的大小舉例討論：四、五級(jí)風(fēng)能夠推動(dòng)帆船“逆水行舟”；八、九級(jí)大風(fēng)可以使大樹“前仰后合”，而颶風(fēng)能把大樹連根拔起。分析：哪種風(fēng)具有的能量最大？你怎樣判斷能的大??？總結(jié)：在物理學(xué)中，能量和做功有密切的聯(lián)系，能量反映了物體做功的本領(lǐng)。一個(gè)物體能做的功越多，這個(gè)物體的能量就越大。5．能的單位和功的單位相同，都是焦耳(J)。典例解讀下面關(guān)于功和能的說法中，正確的是()A．一個(gè)沒有做功的物體，一定沒有能量B．甲物體的能量比乙物體的能量大，則甲物體一定比乙物體做的功多C．在空中飛行的子彈，因?yàn)樗軌蜃龉?，所以它具有能量D．靜止的物體，沒有機(jī)械能【解析】做功是改變能量的一種途徑，能量改變了多少，可以用做功的多少去度量。即功是描述物體在力的作用下取得的成效(移動(dòng)的距離)，是一個(gè)過程，而能量是物體本身所具有的，是一個(gè)狀態(tài)量，物體沒有做功，不一定沒有能量，主要是把握“能夠做功”這個(gè)關(guān)鍵詞，一個(gè)物體對(duì)別的物體能夠做功，則說明它一定具有能量。【答案】C(二)機(jī)械能問題：運(yùn)動(dòng)的小車、被舉高的重物、被拉伸的彈簧都具有做功的本領(lǐng)，所以都具有能。它們具有能的原因是否相同呢？回顧實(shí)驗(yàn)作答：小車之所以具有能，是因?yàn)槠溥\(yùn)動(dòng)；重物之所以具有能，是因?yàn)槠浔慌e高；彈簧之所以具有能，是因?yàn)槠浒l(fā)生了彈性形變。為了區(qū)分它們，物理學(xué)中作了如下規(guī)定：1．動(dòng)能：物體由于運(yùn)動(dòng)而具有的能。2．重力勢能：物體由于被舉高而具有的能。3．彈性勢能：物體由于發(fā)生彈性形變而具有的能。機(jī)械能eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(動(dòng)能,勢能\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(重力勢能,彈性勢能))))舉例說明：日常生活中，哪些物體具有動(dòng)能？哪些物體具有重力勢能？哪些物體具有彈性勢能？典例解讀下面的物體中，只具有動(dòng)能的是____；只具有勢能的是______；既具有動(dòng)能，又具有勢能的是______。A．停在地面上的汽車B．在空中飛行的飛機(jī)C．被起重機(jī)吊在空中靜止的貨物D．彈簧E．在水平鐵軌上行駛的火車【解析】A.停在地面上的汽車沒有運(yùn)動(dòng)，它不具有動(dòng)能；因?yàn)槠湓诘孛嫔?，它也沒有勢能；B.正在空中飛行的飛機(jī)在運(yùn)動(dòng)著，它具有動(dòng)能；它離地面有一定的高度，又具有重力勢能；C.在空中靜止的貨物，它沒有動(dòng)能，只有重力勢能；D.彈簧在沒有發(fā)生彈性形變時(shí)，不具有彈性勢能；E.水平鐵軌上行駛的火車，只有動(dòng)能沒有勢能。所以，只有動(dòng)能的是E；只有勢能的是C；既有動(dòng)能又有勢能的是B?！敬鸢浮縀CB(三)動(dòng)能的大小跟哪些因素有關(guān)1．探究動(dòng)能的大小跟哪些因素有關(guān)置疑：物體具有的動(dòng)能大小可能跟什么因素有關(guān)？并說明猜想的依據(jù)。學(xué)生猜想：(1)動(dòng)能的大小可能跟物體的速度有關(guān)；理由：用玩具手槍射出去的塑料子彈威力大，而用手扔出去威力小，(2)動(dòng)能的大小還可能跟物體的質(zhì)量有關(guān)；理由：在車禍中，電動(dòng)自行車撞倒行人的后果不太嚴(yán)重，而以相同速度行駛的大卡車撞人的后果嚴(yán)重。設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，思考：(1)怎樣讓小球自己運(yùn)動(dòng)起來，獲得動(dòng)能？(2)動(dòng)能的大小可能跟兩個(gè)因素有關(guān)，用什么方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)？(3)怎樣改變小球運(yùn)動(dòng)的速度？又怎樣控制小球運(yùn)動(dòng)的速度相同？(4)怎樣比較小球動(dòng)能的大??？分析現(xiàn)象、得出結(jié)論：質(zhì)量相同時(shí)，速度越大的物體能做的功越多，表明它具有的動(dòng)能越大；速度相同時(shí)，質(zhì)量越大的物體能做的功越多，表明它具有的動(dòng)能越大?？偨Y(jié)：物體的動(dòng)能跟質(zhì)量和速度有關(guān)，速度越大，質(zhì)量越大，它具有的動(dòng)能就越大。2．練習(xí)(1)一輛汽車突然加速行駛，它的動(dòng)能________。為什么？(2)灑水車在馬路上勻速前進(jìn)并不停地