3.3能量轉(zhuǎn)化的量度第1課時(shí)公開(kāi)課

浙教版科學(xué)九上《能量轉(zhuǎn)化的量度》第1課時(shí)教學(xué)設(shè)計(jì)課題3.3能量轉(zhuǎn)化的量度單元3學(xué)科科學(xué)年級(jí)九教材分析本節(jié)課所采用的教材是浙教版科學(xué)九上第3章第3節(jié)第一課時(shí)的內(nèi)容，它的主要內(nèi)容為：功的定義，做功的二個(gè)必要因素，做功的計(jì)算、單位以及功與能的關(guān)系。本節(jié)課聯(lián)系了已有知識(shí)并將對(duì)其進(jìn)行深入。而對(duì)學(xué)生來(lái)說(shuō)，他們已經(jīng)具備了進(jìn)行抽象思維的基本能力，也學(xué)習(xí)了力的基礎(chǔ)知識(shí)以及能的轉(zhuǎn)化。對(duì)功與能知識(shí)有初步的了解，但對(duì)于功的二個(gè)必要因素，特別是力與距離的對(duì)應(yīng)關(guān)系的應(yīng)用有一定的難度。同時(shí)對(duì)能的含義與做功實(shí)質(zhì)的理解不可能馬上到位，需要有一個(gè)過(guò)程。本節(jié)課以“功”為主線，把各個(gè)知識(shí)點(diǎn)連貫起來(lái)。結(jié)合各種教學(xué)方法和現(xiàn)代化教學(xué)手段，并利用身邊的學(xué)習(xí)工具，充分挖掘身邊實(shí)驗(yàn)在教學(xué)中的運(yùn)用功效。教學(xué)目標(biāo)與核心素養(yǎng)一、教學(xué)目標(biāo)1.理解功的概念；了解做功的兩個(gè)必要因素；2.掌握功的計(jì)算公式和單位，初步學(xué)會(huì)功的計(jì)算二、核心素養(yǎng)科學(xué)觀念：讓學(xué)生具有將科學(xué)知識(shí)和實(shí)際生活想聯(lián)系的意識(shí)。科學(xué)思維：培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力和抽象思維的基本能力?？茖W(xué)探究：通過(guò)實(shí)例理解能的轉(zhuǎn)化跟做功的關(guān)系，根據(jù)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)判斷在力的方向上是否移動(dòng)了距離，強(qiáng)化功的計(jì)算能力。科學(xué)態(tài)度與責(zé)任：培養(yǎng)學(xué)生體驗(yàn)生活，處理問(wèn)題的能力重點(diǎn)功的概念及功的計(jì)算。難點(diǎn)理解做功的兩個(gè)要素，理解能量的轉(zhuǎn)化與做功的關(guān)系。教學(xué)過(guò)程教學(xué)環(huán)節(jié)教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖導(dǎo)入新課思考1：請(qǐng)說(shuō)出下列過(guò)程中能量形式是怎樣的轉(zhuǎn)化的？出示圖片：運(yùn)動(dòng)員舉起杠鈴運(yùn)動(dòng)員將杠鈴舉起：__________________。答案：化學(xué)能轉(zhuǎn)化為杠鈴的機(jī)械能出示圖片：起重機(jī)提升重物②起重機(jī)提升重物時(shí)：__________________。思考2：從力和運(yùn)動(dòng)的角度分析，以上兩個(gè)過(guò)程有什么共同特點(diǎn)？杠鈴和重物都受到了力的作用，且在力的方向上都發(fā)生了移動(dòng)。為了量度能量轉(zhuǎn)化的多少，今天我們就來(lái)學(xué)習(xí)功的有關(guān)知識(shí)。學(xué)生思考回答思考1和思考2為學(xué)習(xí)功的有關(guān)知識(shí)打下基礎(chǔ)講授新課一、功1.功的定義：在科學(xué)上，如果物體受到力的作用，并且在這個(gè)力的方向上通過(guò)了一段距離，我們就說(shuō)這個(gè)力對(duì)物體做了功力做功也常說(shuō)成物體做功，如運(yùn)動(dòng)員作用在杠鈴上的力對(duì)杠鈴做功，也可說(shuō)成運(yùn)動(dòng)員對(duì)杠鈴做功。思考討論：當(dāng)運(yùn)動(dòng)員舉著杠鈴不動(dòng)時(shí)，運(yùn)動(dòng)員對(duì)杠鈴做功了嗎？出示圖片：運(yùn)動(dòng)員舉著杠鈴不動(dòng)當(dāng)運(yùn)動(dòng)員舉著杠鈴不動(dòng)時(shí)，雖然要用很大的力，由于杠鈴在力的方向上沒(méi)有通過(guò)了一段距離，所以運(yùn)動(dòng)員并沒(méi)有對(duì)杠鈴做功。那么，怎樣理解做功的含義？讀圖：（1）想一想，在這兩個(gè)實(shí)例中有什么共同特點(diǎn)？叉車(chē)對(duì)貨物和人對(duì)小車(chē)做功了嗎？出示圖片：叉車(chē)；推小車(chē)；叉車(chē)把貨物從地面抬升到一定高度；人推小車(chē)在水平路面上通過(guò)一段路程共同特點(diǎn)：貨物和小車(chē)都受到了力的作用，并且都在力的方向上運(yùn)動(dòng)了一段距離。做功做功(2)想一想，下圖中的力有沒(méi)有做功?并寫(xiě)出原因。人用力搬石頭，石頭沒(méi)有搬動(dòng)參考答案：石頭雖然受到人對(duì)它向上力的作用，但沒(méi)有在這個(gè)力的方向上通過(guò)一段距離，因此這個(gè)力沒(méi)有做功。人提書(shū)包在水平路面上勻速通過(guò)一段距離參考答案：書(shū)包受到人的提力的方向是豎直向上的，而書(shū)包是在水平方向通過(guò)一段距離，在提力方向上沒(méi)有通過(guò)一段距離，因此提力也沒(méi)有做功。2.做功的兩個(gè)必要因素科學(xué)上，做功必須包含兩個(gè)必要因素：一是作用在物體上的力，二是物體在力的方向上通過(guò)一段距離。注意：這兩個(gè)因素是嚴(yán)格的，缺一不可！思考與討論：(1)做功跟我們?nèi)粘Ｋf(shuō)的“做工”或“工作”一樣嗎？參考答案：科學(xué)上做功，它有嚴(yán)格而明確的含義，一是作用在物體上的力，二是物體在力的方向上通過(guò)一段距離，偏重于“成效、貢獻(xiàn)”。日常所說(shuō)的“做工”或“工作”是指消耗一定體力和腦力的人類(lèi)活動(dòng)。(2)如圖所示，塔式起重機(jī)下掛著重物，在重物靜止不動(dòng)、勻速向上運(yùn)動(dòng)、沿水平方向勻速移動(dòng)三種情形中，鋼索的拉力是否都對(duì)重物做了功？3.不做功的三種情況（1）勞而無(wú)功：有力作用在物體上，但物體沒(méi)有移動(dòng)。如：小孩推車(chē)，車(chē)不動(dòng)，推力不做功。（2）不勞無(wú)功：物體靠慣性移動(dòng)一段距離，并不是受到力的作用向前運(yùn)動(dòng)。如：投出去的籃球在空中繼續(xù)飛行。（3）垂直無(wú)功：力的方向與物體的運(yùn)動(dòng)方向垂直，力沒(méi)做功。二、功的計(jì)算功有大小。作用在物體上的力越大，使物體移動(dòng)的距離越大，這個(gè)力的成效越顯著，說(shuō)明這個(gè)力做的功越多。出示圖片：叉車(chē)?yán)纾翰孳?chē)抬起的貨物越重，作用的力越大，它做的功就越多；叉車(chē)把貨物從地面上抬升的高度越高，它做的功也越多。1.科學(xué)上規(guī)定:功等于力跟物體在力的方向上通過(guò)的距離的乘積。即：功＝力×距離2.公式：W=FSW:功F:力s：距離3.單位在國(guó)際單位制中，功的單位是焦耳，簡(jiǎn)稱為焦，單位符號(hào)為J。它是為了紀(jì)念英國(guó)科學(xué)家焦耳而命名的。1焦＝1?！っ啄阒?焦耳有多大嗎？出示圖片:把1只雞蛋舉高2米，做的功大約是1焦;把一本《科學(xué)》書(shū)從地面撿起放回桌面所做的功大約為2焦耳;例題：如圖所示，有一物體重100牛，把該物體從地面勻速舉到高為1米的桌面上，做了多少功？如果將這個(gè)物體用30牛的力沿水平地面勻速拖動(dòng)10米，做了多少功？?jī)蓚€(gè)過(guò)程各做多少功？解析：勻速提升物體所用的向上的力：F1＝G＝100牛物體在力的方向上通過(guò)的距離：s1＝1米所以，力F1所做的功為：W1＝F1s1＝100?！?米＝100焦拖動(dòng)物體所用的水平拉力：F2＝30牛物體在力的方向上通過(guò)的距離：s2＝10米所以，力F2所做的功為：W2＝F2s2＝30?！?0米＝300焦答：舉高物體做功100焦；拖動(dòng)物體做功300焦思考與討論:結(jié)合舉重和人推車(chē)等事例，談?wù)勀芰康霓D(zhuǎn)化與做功的關(guān)系。舉重運(yùn)動(dòng)員具有能量才能對(duì)杠鈴做功，做功時(shí)消耗的能量轉(zhuǎn)化為杠鈴的勢(shì)能；推車(chē)的人有能量才能對(duì)車(chē)做功，做功時(shí)消耗的能量轉(zhuǎn)化為車(chē)的動(dòng)能以及由于摩擦而產(chǎn)生的熱能。關(guān)系：做功的過(guò)程實(shí)質(zhì)上就是能量轉(zhuǎn)化的過(guò)程，力對(duì)物體做了多少功，就有多少能量發(fā)生了轉(zhuǎn)化。4.功和能的關(guān)系（1）物體具有做功的本領(lǐng)，是因?yàn)樗哂心芰俊＃?）功是能量轉(zhuǎn)化的量度：做功的過(guò)程就是能量轉(zhuǎn)化的過(guò)程，力對(duì)物體做了多少功，就有多少能量發(fā)生了轉(zhuǎn)化。（3）功是一種過(guò)程量，它和一段位移（一段時(shí)間）相對(duì)應(yīng)；而能是一種狀態(tài)量，它與一個(gè)時(shí)刻相對(duì)應(yīng)。（4）兩者的單位是相同的都是焦耳，但不能說(shuō)功就是能，也不能說(shuō)“功變成了能”。閱讀焦耳出示圖片:焦耳焦耳是英國(guó)物理學(xué)家。1818年12月24日生于索爾福。他父親是釀酒廠的廠主。焦耳從小體弱不能上學(xué)，在家跟父親學(xué)釀酒，并利用空閑時(shí)間自學(xué)化學(xué)、物理。他很喜歡電學(xué)和磁學(xué)，對(duì)實(shí)驗(yàn)特別感興趣。后來(lái)成為英國(guó)曼徹斯特的一位釀酒師和業(yè)余科學(xué)家。焦耳可以說(shuō)是一位靠自學(xué)成才的杰出的科學(xué)家。焦耳最早的工作是電學(xué)和磁學(xué)方面的研究，后轉(zhuǎn)向?qū)徂D(zhuǎn)化的實(shí)驗(yàn)研究。1866年由于他在熱學(xué)、電學(xué)和熱力學(xué)方面的貢獻(xiàn)，被授予英國(guó)皇家學(xué)會(huì)柯普萊金質(zhì)獎(jiǎng)?wù)隆Ｋ詷O其精確的數(shù)據(jù)，為熱和功的相當(dāng)性提供了可靠的證據(jù)。人們?yōu)榱吮磉_(dá)對(duì)他的敬意，將功和能量的單位叫做焦耳。課堂練習(xí)1.一位同學(xué)正在進(jìn)行投擲實(shí)心球的訓(xùn)練,以下情境中,他對(duì)球做功的是()A.手拿球靜止B.手托球水平勻速直線移動(dòng)C.將球舉起D.拋出后的球在空中繼續(xù)運(yùn)動(dòng)【答案】C2.下列情境中，人對(duì)物體做功的是A.提著水桶在水平地面上勻速前進(jìn)B.扛著米袋慢慢爬上樓梯C.用力推汽車(chē)，汽車(chē)沒(méi)動(dòng)D.舉著杠鈴原地不動(dòng)【答案】B3.某中學(xué)進(jìn)行大掃除,同學(xué)們都忙得熱火朝天,滿頭大汗,其中并沒(méi)有對(duì)物體做功的是()A.小玉用力把水桶提起B(yǎng).小園端著水盆走進(jìn)教室C.小浩用抹布擦玻璃D.小華把凳子倒放在課桌上【答案】B4.下列說(shuō)法中正確的是()A.只要物體是運(yùn)動(dòng)的,就一定有力對(duì)它做功B.只要對(duì)物體施加力,并且物體運(yùn)動(dòng)了一段距離,力就一定做了功C.作用在物體上的力越大,力做的功就越多D.有力作用在物體上,這個(gè)力不一定做功【答案】D5.質(zhì)量為50Kg雪橇上裝載了350Kg的貨物，一匹馬拉著它勻速運(yùn)到3000m外的貨場(chǎng)。如果雪橇行進(jìn)中受到的摩擦力是800N，求馬運(yùn)貨時(shí)做的功。提示：W=FS=800N×3000m=2.4×106J學(xué)生閱讀課文敘述功的定義學(xué)生思考討論讀圖回答問(wèn)題學(xué)生思考討論學(xué)生思考討論回答學(xué)生歸納不做功的三種情況學(xué)生閱讀課文在老師引導(dǎo)下學(xué)生解答學(xué)生思考討論學(xué)生閱讀課文學(xué)生練習(xí)鍛煉學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力理解做功的含義鍛煉學(xué)生的理解能力和語(yǔ)言表達(dá)能力進(jìn)一步理解做功的含義.。理解日常所說(shuō)的“做工”或“工作”的不同之處幫助學(xué)生理解做功的含義鍛煉學(xué)生的總結(jié)能力了解功的大小、公式、單位規(guī)范學(xué)生的做題步驟了解功和能的關(guān)系了解焦耳的生平鞏固本節(jié)知識(shí)課堂小結(jié)1.功:在科學(xué)上，如果物體受到力的作用，并且在這個(gè)力的方向上通過(guò)了一段距離，我們就說(shuō)這個(gè)力對(duì)物體做了功。2.做功的兩個(gè)必要因素一是作用在物體上的力，二是物體在力的方向上通過(guò)一段距離3.功的計(jì)算公式：W=F?S功的單位：N?m焦耳1J=1N?m梳理自己本節(jié)所學(xué)知識(shí)進(jìn)行交流根據(jù)學(xué)