初中教科版3 功 功率教案及反思

11.3功  功率

教学目标

【知识与能力】

1.结合实例知道机械功的概念。

2.知道功率，能说出功率的物理意义，并能写出功率的定义式及其单位。

3.能用生活、生产中的实例解释机械功的含义。

4.能结合生活中的实例说明功率的含义。

5.理解功的概念，知道使用任何机械都不能省功。

6.能应用功率的定义式进行简单的计算，并能利用功率的概念设计测量生活中功率的大小。

【过程与方法】

1.通过观察和实验了解功的物理意义。

2.通过资料认识常见运动物体的功率大小，了解功率在实际应用的重要价值。

【情感态度价值观】

1.通过测量活动的组织安排，培养学生的合作意识和协作能力。

2.进一步培养学生对科学的求知欲，使学生形成乐于探究自然现象和日常生活中的物理学道理的习惯，增强将科学技术应用于日常生活、社会实践的意识。

教学重难点

【教学重点】

1.知道功的两个要素，知道功的概念、公式及单位。

2.知道功率的概念、公式及单位。

3.了解功的原理，知道使用任何机械都不能省功。

【教学难点】

1.能计算功和功率。

2.能用生活、生产中的实例解释功的含义。

课前准备

课件、多媒体设备等。

教学过程 

情景导入

问：平时，我们常用力去移动物体，使其位置改变。下面请同学们一起做三个小实验。

学生实验1：用手将放在桌旁地面上的书包和4本书分别匀速提到桌面上。

问：两次移动的距离怎样？哪次“累”一些呢？为什么？

答：两次移动的距离相同，提书包“累”一些，因为提书包需较大的拉力。

学生实验2：用手将放在桌旁地面上的书包分别匀速提到凳子上和桌面上。

问：哪次“累”一些呢？为什么？

答：提到桌面上“累”一些，因为移动的距离较大。

学生实验3：用手将书包匀速提5厘米左右和将4本书从地面匀速提到桌面上。

问：哪次“累”一些？为什么？

答：无法比较，因为两种情况需要的拉力大小不同，移动的距离也不同。力的大小不同，移动的距离不同，无法比较哪次更“累”。

讲述：由此，人提物体“累”的程度，不能仅仅单独由力的大小或单独由移动的距离大小来比较或表示，所以我们引入一个新的物理量——功。

教学活动

一、做功

生活中常常需要把粮食、蔬菜、水果等生活用品从楼下拿到楼上，工厂里常常需要把机器、材料和产品从一个地方运送到另一个地方……这些过程需要推、拉、搬、提等，耗费一定的力气，在物理学中如何来描写这个过程呢？

阅读教材P82，观察：他们的效果相同吗？如图11-3-2。

小明和小聪分别用力移动箱子，发生了什么物理现象？

小明推箱子，虽然费了力气，但箱子没有移动；小聪用力将箱子拉走了。

从而引进功的概念。物理学中规定：如果物体受力且沿受力方向移动一定的距离，就说力对物体做了功。

功这个物理量和什么因素有关呢？

请同学们看多媒体课件：这两幅图中有什么共同的地方或者共同的要素。

答：都有力，物体都移动了一段距离。

问：移动的距离和力之间有何关系？

答：是在力的作用下，在力的方向上移动的距离。

讲述：在物理学中就说图中的力对物体做了功。

若用力而未移动距离或水平方向移动了距离但水平方向上却没有力。

分析得出：做功的两个必要因素：

(1)作用在物体上的力；

(2)物体在力的方向上移动的距离。

讲述：必要的意思就是一个都不能少，请同学们用做功的两个必要因素判断下面几种情况下，力对物体是否做功？

(1)手提着钩码在空中静止不动，问拉力是否对钩码做功？为什么？

(2)用力推讲台，讲台没有动，人做功了吗？

(3)用脚踢出足球，球在地面上滚动，滚动过程中，人对球做功了吗？

(4)人推着木箱前进时，箱子的重力和支持力做功了吗？为什么？

(5)人提一桶水沿水平方向前进，提力做功了吗？

(6)手提着钩码匀速上升，问拉力是否对物体做功？为什么？

讲述：通过以上分析，我们看出，物理学中的做功与日常生活中工作的意思不同。日常生活中所说的工作包括一切消耗体力和脑力的劳动，但物理学中功的涵义要狭窄且严格得多，即做功必须同时满足两个必要因素。想一想同学们一起做的提书包和提书的实验中，我们所说的“累”的程度大小，这个“累”字体现的含义是什么？

教师归纳总结出，不做功的三种情况：

(1)有力没有距离不做功，即物体受到力的作用，但保持静止状态(s＝0，劳而无功)；如一人用很大的力推一辆汽车，汽车没移动，推力对物体没有做功。

(2)有距离没有力不做功，即物体在运动方向上不受力的作用(F＝0，不劳无功)；如在光滑的水平冰面上，一物体由于惯性做匀速直线运动，没受力没有做功。

(3)通过的距离与力的方向垂直不做功，即物体受到某力的作用，但运动方向始终与该力垂直(F⊥s，劳而无功)。手提一桶水在水平地面上行走，提桶的力没有对桶做力。

身边的物理：

不同跳高方式的区别——背越式跳高优于跨越式跳高，如图所示。

背越式跳高时，由于头部和脚部在腰部下侧，因此重心也会比较低，而跨越式跳高时，重心较高。背越式跳高时，人的重心在杆的下面，身体成一个圆弧过杆，重心为圆心，人体的各个部位是依次越过横杆的，身体重心相对低，而且起伏比较小。这样克服重力做功较少，自身就更易越过。而跨越式跳高时，人的重心在杆的上面，要求有更高的高度，人体的躯干是在横杆上方一起过去的，重心相对高，并且起伏较大。所以背越式优于跨越式。

二、功的计算

1．功的大小与力和距离这两个因素有何关系呢？

力越大，使物体在力的方向上移动的距离越大，这个力的成效越显著，说明力所做的功越多。

2．物理学中，力与物体在力的方向上移动的距离的乘积叫作功。即功＝力×距离。功的大小与作用在物体上的力成正比，跟物体通过的距离成正比。

功的公式：W＝Fs。

W—功—焦耳(J)，F—力—牛顿(N)，s—距离—米(m)。

3．功的单位：焦耳(J)

l焦耳＝l牛顿·米（1J＝1N·m）。

4. 1焦耳的物理含义：在1牛顿力的作用下，物体在这个力的方向上通过的距离是1米。

例题：一个人用50N的力沿水平方向匀速推一辆重200N的车前进2m，求这个人对车做功多少？重力对车做功多少？

解：W人＝Fs＝50N×2m＝100J，W重＝Gh＝200N×0m＝0J。

三、功率

1．引导回顾“速度”的知识。速度是表示物体运动快慢的物理量。

教师引导：以前学习过要比较两物体运动的快慢，可以先确定路程再比较时间，也可以先确定时间再比较路程。同理，要比较物体做功的快慢可采用什么方法？

2．向学生提供一组数据，让学生想一想，议一议谁做功最快？说出比较的依据。

学生在小组讨论的基础上进行回答，由他人(同组同学或其他组同学)适当补充，再通过教师的引导使学生领悟比较物体做功快慢的方法：(1)做功相同，比较做功的时间，时间短的做功快；(2)时间相同，比较做功的多少，做功多的做功快。

3．提问：用什么方法可以方便准确地表示物体做功的快慢呢？

教师引导：用一个包含有功和做功所用的时间的概念来表示物体做功的快慢是否可行？

4．介绍功率的概念及计算公式并以适当的事例加以巩固。

学生在教师的引导下，理解功率的概念，功率表示的物理意义，认识功率的相关单位及计算公式。

教师总结：

(1)意义：功率是用来表示做功快慢的物理量。

(2)定义：单位时间内所做的功，叫作功率。通常用符号“P”表示。

(3)公式：P＝W/t。

(4)单位：瓦特。

在国际单位制中，W的单位是焦耳(J)；t的单位是秒(s)；P的单位是瓦特(W)。

1瓦特＝1焦耳/秒（1kW＝1000W）。

5．巩固提高：

例题1：用1牛的力在2秒内将物理课本从地上提高1米，你能算出这个力做功的功率吗？

教师先引导学生求出所做的功，再求功率，这对学生巩固前后知识均有所帮助。

同时推导出功率推导式：P＝Fv。

例题2：体重为600N的爷爷与体重为300N的小孙子举行登楼活动，楼高三层共10米。若：

(1)爷、孙两人同时从一楼起步，半分钟后同时到达三楼；

(2)爷爷年纪大、身体较重，孙子登楼用了半分钟，爷爷所用的时间是孙子的2倍；

(3)孙子登楼用了半分钟，爷爷所用的时间是孙子的3倍。

以上三种情况下，谁做功多？谁做功少？谁用的时间多？谁用的时间少？谁做功快？谁做功慢？

引导学生回到前面所举的例子，通过讨论及训练，培养学生运用所学知识解决实际问题的能力。学生边思考，边动手进行计算解答。教师把学生的答案进行投影，可进行全班讨论，加深理解。

6．学生自己阅读课本例题，动手做一做。

学生自己阅读、解答，教师在教室巡视，给有学习困难的学生适当的帮助。学生解答完后，教师再做解题示范，强调解题的方法和规范的解题步骤。

四、功的原理

    使用动滑轮能省力，但不能省功。大量的实验和理论研究表明：使用任何机械都不能省功，这个结论叫作功的原理。

    复杂机械是由简单机械组合而成的，因此功的原理对一切机械都适用。这个结论在历史上曾被誉为“机械的黄金定律”，对机械的使用和研制都具有重要的指导意义。

板书设计

3.功  功率