一、新课引入
教师:我知道我们班的语文成绩特别好,我想考考大家。认识“功”这个字吧,你知道哪些含有“功”的成语或词语。
学生:成功 功劳 功能
教师:这些同学说得很好。现代汉语中“功”主要有成效、成功、贡献的意思,力学中的功吸收了其中“成效”的意思,但它又有特殊的含义,这节课我们一起研究力学中的“功”。
板书课题:15.1力学中的“功”
二、新课教学
教师:课前,同学们有没有预习呀?
学生:预习过了。
教师:老师检查一下预习效果怎样呢? 哪位同学说一说:力学中的“功”的具体确切含义。(板书:“功”的含义)
学生:如果一个力作用在物体上,并且使物体在力的方向上通过一段距离,这个力的作用就有了成效,力学里面就说这个力做了功。
教师:这同学回答的很好。
教师:如果一个力作用在物体上,在这个力的方向上移动了一段距离,这个力的作用就显示出成效,我们就说这个力做了功。(板书:力——方向——距离——力做功)
教师:力的成效所指的是什么?
学生:指的是物体在力的作用下在力的方向上移动了一段距离。
教师:我们学完“功”的含义后,下面我们一起来分析课本104页几个做功和不做功的实例图片。(PPT展示)
教师:第一幅图是利用定滑轮拉起重物,请问拉力做功了吗?为什么?
学生1:做功了。因为物体受到拉力的作用,并且在拉力的作用下物体升高了一段距离。
教师:很好。那我再问一下这位同学。这个重物受到重力吗?
学生1:受到。
教师:那重力做功了吗?
学生1:没有。
教师:为什么?
学生1:因为没有在力的方向上移动距离。
教师:好。其他同学有没有不同意见?
学生:没有。
教师:既然是这样的话,再请同学们分析一下第三幅图,它是说克服刹车阻力做了功。请问刹车阻力的方向向前还是向后的呢?
学生:向后。
教师:车的运动方向呢?
学生:向前。
教师:我们所说的运动方向与力的方向相反的时候我们就说是克服某一个力做了功。
教师:现在我再给一次机会刚才的那一位同学,在第一幅图中,重力做功了吗?
学生1:做了功。
教师:对了。准确了说应该是克服重力做了功。
教师:现在请同学们总结一下做功的两个必要条件是什么?填在学习单中。
教师:填好了吗?请这位同学回答一下。
学生2:条件一 作用在物体上的力;条件二 物体在这个力的方向移动了一段距离。
教师:太棒了,完全正确。
教师:现在请分析一下不做功的情况。甲图,搬而未起。
学生:符合条件一不符合条件二。
教师:很好。就是有力没有距离。(板书)
教师:那第二幅图呢?有力,也有距离。为什么说提力没有做功呢?
学生:因为运动方向与力的方向垂直。
教师:很好。这位同学预习相当到位。(板书)
教师:接下来看一幅动画,木块在光滑的水平面上作匀速直线运动。在水平方向上有没有力做功。
学生:没有,因为有距离,没有力。
教师:很好。(板书)
教师:下面进行一个判断题。
教师:第1题 举重运动员举着杠铃不动,举力做了功。
学生3:错
教师:人提着一重物沿水平方向匀速移动一段距离,提力对重物做了功。( )
学生4:错
教师:苹果从树上落下,重力对苹果做功。( )
学生5:对
教师:小球在光滑的桌面上移动一段距离,桌子的支持力对小球做了功。( )
学生6:错
教师:通过以上的学习,我们知道做功的两个条件,缺一不可。可以猜想:力学中的功的大小可能与哪些因素有关呢?
学生:力的大小和运动的距离大小。
教师:很好。在物理学上我们把力与力的方向上移动的距离的乘积叫作功。公式是W=F×S。
教师:下面我们看功的公式的应用例题——105页。
(1分钟后)
教师:对于这个例题你们有没有什么疑问?
对于这个例题,我想强调两点:(PPT)
①在使用公式求功之前,要明确哪个力做功?
本题要求哪个力做功?
②要明确拉力的大小:对于本题来说要写出拉力等于摩擦力等于多少?
③要注意单位的统一。
教师:现在请同学们迅速完成学习单中的这道例题。请一位同学到黑板上做一下。
(学生练习)
在水平地面上,用50N的水平拉力拉重100N的小车,使小车沿水平方向上前进10m,拉力所做的功是多少?重力所做的功是多少?
(练习讲评)
教师:我们学习功的相关知识后,使我联想到以前学过的简单机械,同学们知道使用他们的作用吗?
学生5:简单机械可以省力。
教师:还有吗?
学生6:简单机械可以省距离。
教师:很好。为了让大家能更好的总结,请大家看课本71页的“想想议议”的内容。回忆一下简单机械的特点。
教师:好。大家看看简单机械的省力或费力,省距离或费距离,它们之间有什么关系?
学生:简单机械省力就一定费距离;费力就一定省距离。
教师:很好。再请问这位同学,使用简单机械可以省功吗?
学生:不可以。
教师:真的不可以吗?我们需要验证以下。
教师:下面我们以杠杆和动滑轮提升物体为例来探究——使用机械能否省功,探究前,老师几个问题?
教师:要探究使用它们能否省功,就是要比较什么?
学生:要比较使用机械所做的功W1,和不用机械直接用手所做的功W2的大小关系。
教师:实验需要测量哪些物理量?(对照黑板介绍)
学生:拉力F、拉力移动的距离S;
教师:测拉力F、拉力移动的距离S,是为了干什么?
学生:算使用机械所做的功W1;物体的重力G、物体上升的高度 h。
教师:测物体的重力G、物体上升的高度 h,是为了干什么?
学生:算使用机械所做的功W2
教师:明确以上问题后,下面请两组同学,台演示(展示)你的实验过程和方法。
(请两位学生上讲台演示)
教师:下面的同学请认真观察他们的实验过程,比较你们的实验,看看他们的过程或方法哪里比较好?哪里不太好?
演示1:探究使用杠杆提升物体是否能省功的实验,边演示边介绍实验过程。
①组装器材
②明确钩码的重力,记入数据表中。
③确定物体和弹簧秤的始位置
④手提弹簧秤匀速竖直向上运动一段距离,同时读出弹簧秤的示数即“动力”,。
⑤确定物体和弹簧秤的末位置。将弹簧秤的拉力即“动力”F记入数据表中。
⑥测钩码上升的竖直高度、拉力移动的距离。记入数据表中。
⑦整理器材
学生1:通过对数据的分析,使用机械所做的功W2大于不用机械所做的功W1。
演示2:探究使用滑轮提升物体是否能省功的实验,边演示边介绍实验过程。
①组装器材
②明确钩码的重力,记入数据表中。
③确定物体和弹簧秤的始位置
④手提弹簧秤匀速竖直向上运动一段距离,同时读出弹簧秤的示数即“动力”,。
⑤确定物体和弹簧秤的末位置。将弹簧秤的拉力即“动力”F记入数据表中。
⑥测钩码上升的竖直高度、拉力移动的距离。记入数据表中。
⑦整理器材
学生2:通过对数据的分析,使用机械所做的功W2大于不用机械所做的功W1。
教师:同学们,以上两位同学的实验和分析都是非常棒。有没有同学能对他们的结论进行总结。
学生:使用机械时,人们所做的功,都不会少于不用机械时所做的功,也就是说使用任何机械都不省功,这个结论叫做功的原理。
教师:对于这两个实验,同学们还有没有什么疑问?
学生:没有了。
教师:同学们没有疑问但老师有点疑问,为什么我的实验中使用机械所所做的功总是“稍大于不用机械时所做的功呢?
学生:需要克服机械摩擦力做功。
教师:还有吗?
学生:还需要克服机械重力做功。
教师:同学们分析很正确。使用机械的“动力”做功时,肯定要克服机械自重和机械内部的摩擦力做功,如果忽略了机械自重和机械内部的摩擦力,我想,使用机械所做的功应该等于“不用机械时所做的功”即W=W′。
教师:通过本节课的学习,大家掌握了哪些内容?
学生1:做功的两个条件。
教师:还有吗?
学生2:功的原理和功的计算。