人教版8下物理11.1 功(教學(xué)設(shè)計)_第1頁
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文檔簡介

11.1功(教學(xué)設(shè)計)年級八年級授課時間課題11.1功教學(xué)目標(biāo)1.通過生活實例,知道力學(xué)中做功的含義,能運用公式W=Fs進行簡單計算,能判斷力是否對物體做功,為形成能量觀念奠定基礎(chǔ)。2.在利用功的定義分析生活實例的過程中,發(fā)展抽象概括的思維能力。3.通過舉例說明做功與不做功的情況,提升分析、解釋、交流的能力。4.通過分析具體生活實例,經(jīng)歷功的概念的建立過程,深化對物理源于生活的感悟,養(yǎng)成熱愛科學(xué)、樂于探索的態(tài)度。教材分析解決力學(xué)問題時,如果從能量角度研究,有時會更簡便。研究功的重要意義在于可以通過做功研究能量的變化,為研究能量轉(zhuǎn)化過程奠定定量分析的基礎(chǔ)。對功的概念的認(rèn)識水平直接影響能量概念的形成和功能關(guān)系的建立。本節(jié)主要包括力學(xué)中的功和功的計算兩部分內(nèi)容。其中,“力學(xué)中的功”通過生活中的實例研究工作是否有成效,使學(xué)生認(rèn)識到做功包含兩個必要因素,同時也為功的計算打好基礎(chǔ)?!肮Φ挠嬎恪泵鞔_了功的計算方法,使學(xué)生懂得從定量的角度來研究功。教材設(shè)計意在培養(yǎng)學(xué)生通過分析生活實例得出物理結(jié)論,再利用物理結(jié)論分析識別生活中的做功現(xiàn)象,同時培養(yǎng)學(xué)生利用公式進行簡單計算和估算的能力。功的概念比較抽象,教學(xué)中應(yīng)遵循具體→抽象→具體的原則。學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中需要一些直觀認(rèn)識作為依托,因此教師在教學(xué)中應(yīng)該借助實驗和實例分析加強直觀性和形象性,以便學(xué)生理解和掌握。在學(xué)習(xí)本節(jié)內(nèi)容之前,學(xué)生還沒有學(xué)習(xí)關(guān)于能量的知識,因此無法從能量轉(zhuǎn)化的角度給出功的定義。但學(xué)生已有一定的力學(xué)基礎(chǔ),能夠理解和運用“力的成效”方面的知識,因此可以引導(dǎo)學(xué)生構(gòu)建功的概念。本節(jié)的重點是明確力學(xué)中功的含義,難點是判斷力是否對物體做功。學(xué)情分析知識基礎(chǔ):之前學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了力學(xué)的一些基本概念,如力、運動、速度等。這些概念為學(xué)習(xí)功的概念打下了基礎(chǔ)。然而,功作為一個新的概念,需要學(xué)生將之前的知識進行整合和應(yīng)用。認(rèn)知能力:功的概念相對抽象,需要學(xué)生具備一定的抽象思維能力。在理解功的概念、做功的兩個必要因素時,學(xué)生可能會遇到一些困難。因此,教師在教學(xué)中應(yīng)該借助實驗和實例分析加強直觀性和形象性,以便學(xué)生理解和掌握。心理特征:八年級學(xué)生正處于青春期,對物理這門學(xué)科的興趣可能會因個人喜好而有所不同。因此,教師需要關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度,鼓勵他們積極參與課堂活動,提高學(xué)習(xí)興趣。教學(xué)重點力學(xué)中功的含義。教學(xué)難點判斷力是否對物體做功。教學(xué)器材多媒體ppt,包含視頻:《物理學(xué)中的功》、《不做功的三種情況》、《功的計算》、《功》等。教學(xué)過程教師活動學(xué)生活動導(dǎo)入新課如圖所示,叉車要把貨物從地面搬到車上。在這個過程中,叉車除了要對貨物施加力,還需要怎樣做才能完成這個任務(wù)?思考問題,進入情境。學(xué)習(xí)新課一、力學(xué)中的功1.功的概念【分析事例,建立功的概念】(1)問題探究探究一:導(dǎo)入新課問題中,叉車要把貨物從地面搬到車上。在這個過程中,叉車除了要對貨物施加力,還需要怎樣做才能完成這個任務(wù)?甲乙丙探究二:如圖乙所示是把物體提高的情況,在這個過程中,是哪個力對物體的提高有貢獻(xiàn)?【分析】拉力F對物體的提高有貢獻(xiàn)。探究三:如圖丙所示,用力F拉水平面上的小車向右運動,小車受到哪些力的作用?哪個力對小車的運動有貢獻(xiàn)?【分析】小車受到的力有重力G、地面的支持力F支、拉力F、摩擦力f;拉力F對小車的運動有貢獻(xiàn)。(2)功的概念:如果一個力作用在物體上,物體在這個力的方向上移動了一段距離,在物理學(xué)中就說這個力對物體做了功?!静シ乓曨l】——《物理學(xué)中的功》2.做功的兩個必要因素【提出問題并分析,得出做功的兩個必要因素】(1)現(xiàn)象與分析如上圖甲、乙所示,是力對物體做功的兩個實例。這些力做功有什么共同點?如圖丙、丁所示,是力對物體沒有做功的兩個實例。力對物體為什么沒有做功?丙丁【分析】圖甲與圖乙中的做功實例,共同點是:物體受到了力,在力的方向上移動了距離。圖丙與圖丁這些力不做功的原因是:物體受到了力,但在力的方向上沒有移動距離。(2)結(jié)論:力學(xué)中的功包括兩個必要因素:一是作用在物體上的力;二是物體在這個力的方向上移動了距離。3.力對物體不做功的三種情況【根據(jù)給出的事例,師生分析總結(jié)】用力推車,但車未動(1)有力無距離(勞而無功):如圖甲所示,有力作用在物體上,但物體沒動,即物體沒有通過距離,力對物體沒有做功(力的作用沒有成效)。(2)有距離無力(不勞無功):如圖乙、丙所示,物體因為慣性通過一段距離,在運動方向上沒有力對物體做功(離開力說功是無意義的)。乙冰壺在光滑的冰面上滑行丙球在空中飛行(3)力與運動距離的方向垂直(垂直無功):背著重物沿水平路面勻速行走托著食品盤水平送菜【總結(jié)】力對物體沒有做功的三種情況:不做功的情況分析事例①有力無距離有力作用在物體上,但物體沒有通過距離,也叫“勞而無功”.人用力但沒有搬起石頭,對石頭沒有做功.②有距離無力物體在運動方向上沒有受到力的作用,由于慣性通過一段距離,沒有力做功,也稱“不勞無功”.足球離開腳后在水平面上繼續(xù)滾動一段距離,人對足球沒有做功.③力與距離的方向垂直物體受到了力的作用,也通過了一段距離,但通過的距離與受力的方向垂直.足球在地面上滾動,重力與支持力對足球沒有做功.【播放視頻】——《力不做功的三種情況》【例題1】下列關(guān)于功的各種說法中,正確的是(D)A.只要有力作用在物體上,就一定做了功B.只要物體移動了距離,就一定做了功C.只要有力作用在物體上,物體又移動了距離,就一定做了功D.只要有力作用在物體上,物體又在該力的方向上移動了距離,就一定做了功【詳解】如果一個物體在力的作用下,并且在這個力的方向上移動了距離,力對物體才能做功。A、B、C選項中都不符合做功的兩個必要因素,所以是錯誤的。D.有力作用在物體上,物體又在該力的方向上移動了距離,所以該力就一定做功。故選D?!纠}2】如圖所示是扔實心球的四個過程,其中手對實心球做功的過程是(

C

)A.②和③ B.①和④ C.①和③ D.②和④【詳解】①撿起球的過程,手對實心球球施加了一個豎直向上的力,且在力的方向上移動了一段距離,則手對實心球做了功,①符合題意;②停在空中時,手雖然對實心球施加了力,但并沒有在力的方向上移動距離,故手沒有對實心球做功,②不符合題意;③揮動球的過程,手對實心球施加了一個水平方向的力,且在力的方向上移動了一段距離,則手對實心球做了功,③符合題意;④球飛出去,脫離了手,手沒有對實心球施加力,故手沒有對實心球做功,④不符合題意;綜上所述,①和③符合題意。思考并分析三個探究問題中的共同點。建立功的概念。知道力學(xué)中做功的含義。觀看視頻,理解功的含義。進行交流討論,找出甲、乙事例中做功的共同點。找出丙、丁事例中不做功的原因??偨Y(jié)出做功的兩個必要因素。通過分析幾個具體事例,歸納出力不做功的三種情況。觀看視頻,進一步認(rèn)識不做功的三種情況.做例題1與例題2,知道力學(xué)中做功的含義;會運用做功包含的兩個必要因素,判斷力是否對物體做功。學(xué)習(xí)新課二、功的計算1.功及其計算公式【提問,引出功的計算問題】如圖所示,甲把重為500N的石料提到了2m;乙把重為200N的瓦片提到了6m。甲與乙都在做功,怎樣比較他們做功的大小呢?如圖所示,是起重機把每一個重力都相同的貨物提高的情景,請同學(xué)們仔細(xì)觀察,思考下面的問題。甲與乙兩次提高貨物,哪一次做功多?你判斷的理由是什么?甲與丙兩次提高貨物,哪一次做功多?你判斷的理由是什么?【分析】甲與乙兩次提高貨物,乙做功多。因為力相等,乙通過的距離大。甲與丙兩次提高貨物,丙做功多。因為通過的距離相等,丙用的力大?!究偨Y(jié)】作用在物體上的力越大,物體在力的方向上移動的距離越多,力所做的功也就越多。(2)功:力學(xué)中,功等于力與物體在力的方向上移動的距離的乘積。(3)計算公式:功=力×距離W=FsF表示力,s表示沿力的方向移動的距離,W表示功。(4)功的單位在國際單位制中,力的單位是N,距離的單位是m,則功的單位是N·m,它有一個專門的名稱叫做焦耳,簡稱焦,符號是J。1J=1N·m1N的力使物體在力的方向上通過1m的距離時,所做的功為1J。從地上拿起一個約50g的雞蛋,并把它緩緩舉過頭頂,在此過程中你對雞蛋做的功大約為1J?!咎釂枴磕悻F(xiàn)在可以比較兩位和尚做功的大小了吧?甲做功W甲=F甲s甲=500N×2m=1000J乙做功W乙=F乙s乙=200N×6m=1200J所以乙和尚做功多。2.公式的應(yīng)用(2)F與s具有同時性即在受力的同時移動了距離,移動距離的同時受了力。公式W=Fs中的F是使物體沿力F的方向通過距離s的過程中,始終作用在物體上的力,它的大小和方向都是不變的。(3)F與s具有同向性公式W=Fs中的F是作用在物體上的力,s是物體在力F的方向上通過的距離。例如:運動員用500N的力將足球踢出20m,若用公式W=Fs=500N×20m=10000J計算,結(jié)果是錯誤的,因為踢球的力的作用距離不是20m,要計算運動員對球做的功,關(guān)鍵看腳推動球前進的距離是多少。(4)F與s具有同體性:即F與s對應(yīng)同一個研究對象。3.關(guān)于克服阻力做功一個物體在力的作用下運動時,若運動的方向與一個力(阻力)的方向相反,我們就說物體克服這個力做功。例如,在水平面上推動物體前進時,要克服摩擦力做功;提高物體時要克服重力做功。人在爬樓梯時,要克服自己的重力做功,計算做功的大小時,應(yīng)該用人的重力G乘以樓梯的豎直高度h,即W=Gh。【播放視頻】——《功的計算》【例題3】目前,我國正在大力推廣裝配式建筑。這種建筑方式不僅施工效率高,還能大幅降低能耗,避免現(xiàn)場粉塵、泥漿等的污染,實現(xiàn)綠色施工。g取10N/kg。(1)把質(zhì)量為1.5t的構(gòu)件勻速提升到30m高的樓頂,豎直向上的拉力做了多少功?(2)依據(jù)需要,又將這個構(gòu)件沿水平方向勻速移動了3m。在水平運動階段,豎直向上的拉力又做了多少功?【答案】(1)4×105J;(2)0.【解析】(1)構(gòu)件在豎直方向上做勻速直線運動,構(gòu)件所受的拉力與重力大小相等,即F=G=mg=1.5×103kg×10N/kg=1.5×104'N構(gòu)件在豎直方向上移動的距離s=30m所以,拉力做的功W=Fs=1.5×104N×30m=4.5×105J(2)拉力的方向豎直向上。構(gòu)件在水平方向上移動了3m,但在豎直方向上沒有移動距離,即s'=0。所以,拉力做的功W'=Fs'=0在豎直上升階段,拉力做的功為4.5×105J。在水平運動階段,拉力做的功為0。思考問題,進入情景,引出功的計算問題。分析討論事例,知道影響做功多少的因素。與老師一起共同歸納得出比較功的大小的方法,會計算功的大小。知道功的定義、公式、單位,1焦的大小。比較兩位和尚做功的大小,加深理解。知道運用功的公式時注意的一些問題。知道克服阻力做功的含義,并且會進行計算。觀看視頻,對功的計算進一步鞏固。做例題3,能應(yīng)用公式W=Fs進行簡單的計算,同時知道做功的兩個因素。課堂練習(xí)課堂練習(xí)1.下列事例中,人對物體做功的是()A.用300N的力推汽車,汽車沒動 B.提著水桶在水平地面上勻速前進C.扛著米袋慢慢爬上樓梯 D.足球被踢后,在草地上滾動一段距離【答案】C【詳解】A.用300N的力推汽車,汽車沒動,人對汽車施加了力,但汽車沒有在該力的方向上移動距離,所以人對汽車沒有做功,故A不符合題意;B.提著水桶在水平地面上勻速前進,人給水桶的力豎直向上,與水桶通過的距離垂直,所以人對水桶沒有做功,故B不符合題意;C.扛著米袋慢慢登上樓梯,人對米袋施加了向上的支持力,且米袋在該力的方向上移動了距離,所以人對米袋做了功,故C符合題意;D.足球被踢后,腳不再對足球有力的作用,足球在草地上滾動一段距離,人對足球沒有力的作用,故D不符合題意。故選C。2.如圖,在整修寺廟過程中,甲和尚將一捆重400牛的木頭提到了較矮的廟墻上,乙和尚把一籃重150牛的瓦片提到了較高的房檐上。根據(jù)以上情景,小明和小紅就甲、乙兩個和尚所做功的多少進行了討論。小明的觀點是:“甲和尚做功多,因為他用的力大”;小紅的觀點是:“乙和尚做功多,因為他提起的距離大”,你認(rèn)為小明的觀點______,小紅的觀點______,(均選填“正確”或“錯誤”),你的觀點是_____?!敬鸢浮垮e誤,錯誤,見解析?!驹斀狻扛鶕?jù)題意可知,甲和尚和乙和尚所提物體的重力已知,而甲、乙移動物體的距離關(guān)系沒有確定,根據(jù)W=Fs可知,甲、乙兩人做功的多少無法判斷。3.如圖所示,冬奧會冰壺比賽上,冰壺從出發(fā)點A被運動員推著運動6m后,在B點被推出,沿冰道運動30m到O點停下來。冰壺離開手后還能夠繼續(xù)向前運動,是因為冰壺具有。若運動員對冰壺的推力是10N,冰壺滑行時受到的摩擦力為2N,從A點到O點的運動過程中,運動員對冰壺做功J,冰壺克服摩擦做功J?!敬鸢浮繎T性6072【詳解】冰壺被推出后仍向前滑行是因為冰壺具有慣性,要保持原來的運動狀態(tài),所以向前繼續(xù)滑行。由圖知,從出發(fā)點A被運動員推著運動6m,到達(dá)投擲線,冰壺受到推力的作用,并在推力的方向上通過了距離,所以推力對冰壺做了功;而在BO階段冰壺雖然通過了一定距離,但不再受到推力的作用,運動員對冰壺不做功,所以,運動員對冰壺做功W=Fs=10N×6m=60J冰壺克服摩擦力運動的距離為s′=6m+30m=36m冰壺克服摩擦力所做的功為W′=fs′=2N×36m=72J4.一個人先后用同樣大小的力F將質(zhì)量為m的物體分別在光滑水平面、粗糙水平面和粗糙斜面上沿力的方向移動相同的距離S(如圖所示),該力在這三個過程中所做的功分別為W1、W2、W3,關(guān)于它們之間的大小關(guān)系說法正確的是()A.W1<W2<W3B.W1<W2=W3C.W1=W2=W3D.W1=W2<W3【答案】C.【解析】在這三個過程中,人先后用的力F大小相等,沿力的方向移動相同的距離也相等,根據(jù)W=FS可知:在這三個過程中力所做的功相等。這三個過程中外力所做的功與物體的運動狀態(tài)、受力情況都無關(guān)。所以選C。5.在體育課上,小明看到同學(xué)們在做引體向上,他用生活中的測量儀器測出了同學(xué)們做引體向上時,身體上升時克服重力所做的功。如圖是他測量過程的一部分,請你回答以下問題:(1)該同學(xué)用測量(用符號表示出該物理量);(2)還需要的測量儀器,缺少的實驗步驟:;(3)克服重力所做功的表達(dá)式:W=。【答案】(1)刻度

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