2023學(xué)年完整版《機械功》案例

《機械功》教學(xué)案例(1)I：教案一．【教學(xué)目標(biāo)】1、知識與技能：（1）知道機械做功有快有慢的基本事實。（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、過程與方法：（1）通過對做功快慢的研究，學(xué)會用控制變量法研究問題。（2）通過對做功快慢的表格數(shù)據(jù)的處理，學(xué)會填寫表格和處理表格中的數(shù)據(jù)來研究物理問題的方法。（3）通過對功率與速度的對比，學(xué)會用類比法將新舊知識進(jìn)行對比。3、情感、態(tài)度與價值觀：（1）通過對做功快慢與哪些因素有關(guān)的主動探究，學(xué)會自主學(xué)習(xí)的習(xí)慣。二．【教學(xué)重點與難點】【教學(xué)重點】功率概念的形成過程。【教學(xué)難點】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)生活動卡四．【教學(xué)過程】（一）、引入新課1．通過實驗復(fù)習(xí)做功的兩個必要因素及機械功的計算公式。師：在講臺旁的地面上放著一塊磚，老師現(xiàn)在將磚塊搬到講臺上。問：老師對這塊磚做功了嗎？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向上的力，且磚塊在力的方向上通過了一段距離。師：你知道我做了多少功嗎？生：不知道。師：有辦法知道嗎？生：可以計算得出，若給出磚塊的重力和講臺的高度，可以根據(jù)功的計算公式W=Gh算出。師：事先我已經(jīng)測出了一塊磚重約為20牛，講臺的高度為米，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，在講臺旁地上的兩個位置，分別疊放著質(zhì)量相等的4塊磚。我請兩位同學(xué)幫忙把磚搬到講臺上。（選一男一女兩名同學(xué)）要求：兩個人要同時搬磚，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，千萬不要砸到腳。問：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：是誰先把磚搬完的？）生：所花時間不同（快慢不同、速度不同）（注：若有學(xué)生說速度不同，可問：速度是表示什么的物理量？運動快慢。這里兩位同學(xué)有沒有作機械運動、運動了一段路程？他們在干什么？做功）師：男同學(xué)所花的時間短，他做功快。師：看來，做功不僅有多少之分，還有快慢之分。師：我們今天主要來研究做功快慢的問題。那該如何比較物體做功的快慢呢？（板書）一、比較物體做功快慢的方法：師：初二時我們已經(jīng)學(xué)過物體的運動有快慢，我們是如何比較物體運動快慢的呢？（多媒體：比較物體運動快慢的方法：）生：路程相同比時間，時間短的運動快。生：時間相同比路程，路程長的運動快。師：好，我們重溫一下剛才的畫面。甲和乙誰做功快？生：在做功多少相同時，甲所花的時間短，甲做功快。師：好，我們來總結(jié)一下：（板書）①做功相同比較時間，時間短的做功快；師：其實呢？老師在講臺后堆了好多塊磚，我們再請兩位同學(xué)幫助老師來做實驗，看大家能不能判斷出他們誰做功快、誰做功慢？（最好選兩名男同學(xué)，體現(xiàn)出比賽的氣氛）要求：①老師一聲令下就開始搬，說停都停下，磚沒搬到講臺上不算。②搬的同學(xué)一定要注意安全，量力而行，千萬不要砸到腳。師：誰做功快？你是如何比較的？生：看他們誰搬的磚多，誰搬的磚多，誰做功快。師：搬的磚多代表做功多，做功多就是做功快嗎？他說的是不是不夠完整？有同學(xué)要補充嗎？生：在時間相同時，做功多的，做功快。師：你怎么知道時間相等？生：因為同時開始，同時結(jié)束。師：很好，比較物體做功快慢的第二個方法是：②時間相同比較做功，做功多的做功快。（板書）師：看來，做功的快慢跟兩個因素有關(guān)：做功的多少和做功的時間。（用紅色粉筆圈出）師：我們剛才在研究問題的時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)實生活中不同的物體做功的多少不一定相同，做功的時間也不恰好相同，我們該如何比較它們做功的快慢呢?為了更好的研究出這個的問題，先請同學(xué)們設(shè)計出一個實驗方案：該方案要求做功的多少不同、做功的時間也不同，并且兩個物理量的大小都可以測出。老師可以給你們提供一些實驗器材，你們自行選擇，并說出你的實驗方法，可提供的有：秒表、彈簧秤、體重秤、刻度尺、磚塊若干、啞鈴（2個）、帶鉤子的木塊。實驗設(shè)計得越簡單越好，測量工具你可以選幾個，物體選其中一種就行了。好，現(xiàn)在我們分成小組討論，前后四個同學(xué)組成一個小組，看哪個小組設(shè)計的方案又快又好。待會兒請同學(xué)們匯報你所選擇的實驗器材和你的實驗方法。生甲：兩位同學(xué)在教室里跳臺階，量出兩位同學(xué)的體重及臺階的高度，可計算出功的大小，用秒表計時。生乙：讓兩位同學(xué)用彈簧秤拉著物體在桌上勻速移動一段距離，計算出功的大小，秒表計時。生丙：讓兩位同學(xué)把不同數(shù)目的磚塊搬到講臺，可以根據(jù)磚塊的總重和講臺的高計算出功的大小，秒表計時。生丁：將磚塊提起一段距離，根據(jù)物理課本的重和提起的高度算出功的大小，秒表計時。師：同學(xué)們設(shè)計的方案都非常的好，但由于時間關(guān)系我們只做其中的一個，同學(xué)們覺得哪個實驗好？生：搬磚，因為搬磚塊我們只需要計時就可以了，講臺的高度和磚塊的重已經(jīng)有了。師：好，這次我們請一個男同學(xué)和一個女同學(xué)來。猜猜看誰做功快？生：男同學(xué)師：請一個大個子女同學(xué)和一個小個子男同學(xué)。學(xué)生們搖搖頭，認(rèn)為猜不出。誰來計時？師：實驗已經(jīng)完成了，報一下他們所花的時間？誰做功快？課桌里有張學(xué)生活動卡，你能通過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）講臺高ｈ（米）功W（焦）時間ｔ（秒）師：填表時把所有物理量的單位都寫上。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間，得出在一秒的時間內(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、壓強時采用了這樣的方法。（我們在進(jìn)行表格分析時，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)兩個物理量都不相同時，你們想辦法將不相同的時間化為相同的時間，都是一秒鐘，比較一秒的時間內(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、一小時都叫做什么時間？生：單位時間。師：同學(xué)們剛才就是在比較單位時間內(nèi)做功的多少，單位時間做功多的做功快。（指導(dǎo)學(xué)生將表格中最后一個空格填上：單位時間內(nèi)完成的功。）（2）、教師總結(jié)師：物理學(xué)上我們給單位時間內(nèi)完成的功一個名字叫做功率。（板書）二、功率（表示物體做功快慢的物理量）定義：單位時間內(nèi)完成的功分析表格:單位時間內(nèi)完成的功多，即功率大；單位時間內(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：P師：我們剛才是怎樣計算出功率的？生：用功去除以時間。師：功的符號是W，時間的符號是t,得出功率的計算公式。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間有關(guān)。與前面知識相吻合。師：若知道了功率和時間，如何求功的大?。抗酵茖?dǎo)W=Pt,該公式說明做功多少與功率和時間有關(guān)。那如何求時間？（多媒體）判斷：1.機器做的功越多，功率越大。2.機器做功的時間越少，功率越大。3.機器的功率越大，做的功越多。4.機器的功率越小，做功越慢。師：根據(jù)公式，功率的單位是焦耳/秒，它有一個專門的名稱叫瓦特。符號也是W，1瓦特就是1焦耳/秒。生活中還常使用千瓦這個單位，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間內(nèi)做了1焦耳的功。師：1瓦特究竟有多大？師：把兩個雞蛋托起1米，所做的功就是1焦耳，如果花的時間是1秒，則托起兩只雞蛋的功率就是1瓦特。師：瓦特其實是英國一個科學(xué)家的名字，我們來認(rèn)識一下他。介紹：詹姆斯·瓦特（JamesWatt）國

籍:英國出生年代:1736成就：蒸汽機

在瓦特之前，已經(jīng)有紐科門發(fā)明的蒸汽機，但是消耗大而效率低，瓦特花了10年時間，研制出精巧實用的新型蒸汽機，由此把英國帶入了工業(yè)革命。無論是冶金、礦山、紡織還是交通運輸，都開始使用蒸汽機來替代人和牲畜，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，簡稱瓦。師：我們感謝瓦特，是他的辛勤勞動、他的發(fā)明幫助人類節(jié)約了人力和物力，使得社會飛快地進(jìn)步，另外我覺得我們也要感謝今天課堂上為我們搬磚的同學(xué)們，是他們的勞動讓我們更好地學(xué)得了知識。來，給他們點掌聲。但在現(xiàn)實生活中、在工地上我們是不是還常看到用人力來搬磚呢？生：不是，我們常使用機械（起重機、吊車）代替人力搬磚。師：為什么要使用機械？生：因為機械的功率比人做功的功率大，做功快。（多媒體：吊車、起重機）我們?nèi)肆Π岽u的功率只有幾瓦，而機械會有幾千瓦、幾十千瓦。師：老師希望我們同學(xué)們將來也能發(fā)明或制造出更有用的機械造福人類。師：好，接著我們來了解一些功率值，請同學(xué)們告訴我人騎自行車時的功率是多少？它的物理意義是什么？四幅圖中誰的功率最大？誰做功最快？誰做功最多？判斷：輪船的功率大于人騎自行車的功率，輪船一定做功快。蒼蠅的功率小于人騎自行車的功率，蒼蠅做功可能快。（三）考考你1．下列說法中正確的是（）A．物體做的功越多，則功率就越大B．物體做功的時間越短，則功率越大C．在相同的時間內(nèi)做的功越多，功率越大D．功率越大，則做功越多2．使用機械做功時，下面說法中正確的是()A．功率大的機器一定比功率小的機器做功多。B．功率大的機器一定比功率小的機器做功時間少。C．功率小的機器一定比功率大的機器做功慢。D．功率小的機器可能比功率大的機器做功快。（四）與舊知識類比功率與哪個物理量在概念及概念的形成過程相似？

功率表示()的物理量表示()的物理量定義

符號

公式

單位

師：類比法是學(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，同時也能鞏固舊知識，希望同學(xué)能學(xué)會這樣的學(xué)習(xí)方法。（五）總結(jié)1、本節(jié)課你學(xué)到了哪些知識？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表示做功的做功快慢。2、一臺機器用2分鐘時間做了6×104焦耳的功，這臺機器的功率是多少？若它工作小時，做多少的功？3、為了給一個工廠供水，需要一水泵，要求每天用2小時把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買功率至少是多少kW的水泵嗎？（g取10N/kg）4、比一比你和同班同學(xué)誰上樓的功率大。需要測量哪些物理量？需要用到哪些測量儀器？應(yīng)該怎樣測量？Ⅱ：教案設(shè)計說明在學(xué)習(xí)功率時，需具備的知識：(1)做功的兩個必要因素；（2）功的計算公式，即W=Fs。本設(shè)計的基本思路是：以實驗事實為基礎(chǔ)，指導(dǎo)學(xué)生分析、推理出結(jié)論。本設(shè)計首先通過實驗，引出物體做功有快有慢的問題；然后引導(dǎo)到如何比較物體做功快慢的問題，從簡單入手逐步過渡到建立功率的概念，最后通過練習(xí)、討論，鞏固功率的概念。本設(shè)計要突破的難點是：理解功率大小反映做功的快慢程度。方法是：先通過簡單實驗讓學(xué)生認(rèn)識到做功不僅有大小之分，還有快慢之分，然后自然地過渡到比較物體做功快慢的方法，再通過讓學(xué)生自己設(shè)計實驗、完成實驗、分析實驗數(shù)據(jù)，逐步引出功率是反映做功快慢的物理量。本設(shè)計要突出的重點是：“功率”的形成過程。方法是：通過學(xué)生完成做功來演示做功除有大小外還有快慢的事實，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)計強化了物理概念的形成過程，重視科學(xué)方法的教育。完成本設(shè)計的內(nèi)容需1課時。Ⅲ：教學(xué)反思功率的概念來源于生產(chǎn)和生活，功率的知識是機械功概念的進(jìn)一步延伸，在生產(chǎn)和生活實際中應(yīng)用的例子很多很廣，而且功率又是聯(lián)系實際生活和科學(xué)實踐的紐帶，教學(xué)中應(yīng)充分利用這一優(yōu)勢，使抽象的物理概念變得富有實際意義。教學(xué)中要發(fā)展學(xué)生應(yīng)用知識解決實際問題能力，樹立正確的價值觀。本節(jié)的教學(xué)重點是使學(xué)生確切地理解功率的概念，會進(jìn)行功率的計算；嘗試自己設(shè)計實驗，測量人在搬磚時的功率。在建立“功率”概念中，讓學(xué)生充分體會控制變量的學(xué)習(xí)的方法，通過觀察實驗，體會用比值方法來建立新的