3.情感、态度与价值观:
通过用力未做功的实例,引起学生适当焦虑,激起其学习功的知识内容的好奇心,使之积极参与判断是否做功的讨论。
[ 教学过程 ]
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教师活动设计 |
学生活动设计 |
一、复习提问 |
提问:力的三要素是指哪些? 提问:重力的方向是怎样的 ? 提问:力作用在物体上会怎样 ( 产生什么效果 ) ? |
回答问题。 回答问题。 回答问题。 会改变物体的状态。 |
二、新课引入 |
由力的不同作用效果引出功。 举例: 推桌子:小明和小聪分别用力推动桌子,小明虽费了力气,但桌子没有移动,小聪用力将桌子推走了。 还可举些其他例子。 例如:擦黑板。用力压黑板擦,在黑板上挪动黑板擦。 推箱子,搬椅子…… 由这些例子给出功的定义。 |
区分不同情况理解。 |
三、新课展开 |
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1.力学中功的含义 |
我们常说的功是有“成效”的意思,但在物理学中它还有特殊的含义。当一个力作用在物体上,物体在这个力的作用下通过了一段距离,我们就说这个力的作用有了成效,力学里就说这个力做了功。 显然力做功有两个条件。 一是 作用在物体上的力。 (F) 二是 物体沿力的方向通过的距离。 (S) 举例: ⑴ 举重运动员向上举杠铃,作用在杠铃上的力是向上的,并且杠铃向上运动了一段距离,我们说运动员对杠铃做了功。 ⑵ 直升机向上拉动铁塔,对铁塔有一个向上的拉力,铁塔在这个拉力的作用下,沿拉力方向向上移动了一段距离,我们就说飞机对铁塔做了功。 |
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2.判断物体是否做功 |
举多个例子,要求学生判断是否做功。 例如: |
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⑴ 火箭升空,燃烧的气体对火箭有没有做功? |
学生答:做了,因为燃烧的气体对火箭有一个向上的推力,火箭在这个推力作用下向上通过了一段距离。 |
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⑵ 同学们将自行车推进校门,对车有没有做功? |
学生答:做了,因为人对车有一个向前的推力,车在这个推力作用下前进了一段距离。
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⑶ 一人用很大的力推一辆汽车,汽车没移动,推力对物体有没有做功? ⑷ 推讲台没推动。 ⑸ 手提一桶水在水平地面上行走,提桶的力有没有对桶做功? ⑹ 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。 |
学生答:不做功。 |
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要求学生举例,可将学生举的例子写在黑板上。 |
学生举例。 |
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进行分析。 教师注意三种不做功的情况: (1)物体受到力,但没有移动距离,即通过的路程为零。 (2)物体受到力的作用,也移动了距离,但移动的距离与力的方向垂直。 教师根据学生的回答再次强调做功的两个因素。 (3)物体没有受到力的作用,但因为惯性通过一段路程,也就是没有力做功。 教师要注意同学们的回答中所出现的问题,并弥补关于惯性的知识。 教师小结:从以上例子,我们进一步认识了力学中功的含义,即一个力作用在物体上,物体在这个力的作用下通过了一段距离,我们就说这个力做了功。 |
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3.功的计算 |
我们知道了力做功的两个条件,那怎样来计算功呢? 功的计算公式:功=力×距离 即:功等于力与物体在力的方向上通过的距离的乘积。 用 W 表示功,用 F 表示力, s 表示物体在力的方向上通过的距离,则功的公式可写成: W = Fs。 在国际单位制中,力的单位是牛顿( N ),距离的单位是米( m ),功的单位是牛顿·米,它有一个专用名称叫焦耳,简称焦( J )。 1 焦=1牛·米。 几点说明: ①使用 W = Fs,要注意单位的统一。 ②做功的多少只由 W = Fs 决定,跟物体是做匀速直线运动还是做变速运动无关。 ③知道 1 焦的物理意义,知道 1 焦的大小。 |
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例题:(书上例题)用20N的水平推力,使重为100N的物体在水平桌面上移动0.5m,试求推力和重力对物体做了多少功? 由一名学生板演,其他学生自己演算。要求解题规范化。 |
一名学生板演,其他学生自己演算。 |
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追问:此题中物体受到几个力的作用?哪个力做了功?对什么物体做功?重力做了功没有?为什么? 学生回答,教师小结。 |
学生回答。 |
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4.功率 |
物体在力 F 作用下经过时间 t 运动了距离 s ,求 ① 力对物体做的功 ② 物体运动的快慢。(类比) 我们在运动学中学过物体运动的快慢是物体单位时间里运动的距离。 v = s /t 那么力做功的快慢呢?就是力在单位时间里做的功。我们把它叫做功率。 定义:功率 P = W /t 单位: W 1W = 1J/s 可提供例题要求学生计算。 |
学生理解。 |
三、课堂小结 |
本节课我们学习了力学中 “功”的概念,知道了做功的两个必要因素,给出了功的计算公式
W =F·s,知道了功的单位是焦耳。大家完成课后练习,帮助自己更好地理解功的意义,学会功的计算。 |
[ 实践活动 ]
课外小实验:测出自己上楼时所做的功及所用的时间。
要求:
2.过程与方法:
经过举例,理解功及功的必要因素,培养从生活现象中分析物理本质的方法。
授课地点: 教室
授课时间: 1课时
[仪器材料] 小铁球、长木板、砝码、线等
[ 教学目标 ]
1.知识与技能:
(1) 明确做功的两个必要因素,能根据做功的两个必要因素初步判断物体是否做功;
(2)初步理解功的计算公式,知道功的单位是焦耳,并会进行有关计算;
(3)知道作用在物体上的力与物体通过的距离垂直时,该力不做功;
(4)知道功率的概念,会进行简单计算。
2.过程与方法
通过实验,观察鸡蛋的下沉、上浮和悬浮,使学生建立起三种状态的概念,并且通过逻辑推理得出产生三种状态所需的条件;通过逻辑分析的方法,解释鱼、潜水艇的浮沉原理;通过动手制作,让学生自己制作“自制潜水艇”和“热气球”;通过在网上查阅,让学生设计出打捞中山舰的方案。
授课地点: 物理实验室
授课时间: 1课时
[仪器材料] 鸡蛋、水杯、盐水、注射器、试管、胶塞、胶管、玻璃管、铁丝、水、轻纸带、胶带、酒精、棉花、火柴等。
[ 教学目标 ]
1.知识与技能
理解物体的沉浮条件;知道鱼、潜水艇、飞艇和密度计的沉浮原理;能应用沉浮条件解释一些简单的问题。
2.在因特网上查找有关法国物理学家查里做成的第一个氢气球的资料。
[ 教学反馈 ]
本节内容,浮力的问题是学生熟悉和感兴趣的知识,但在日常生活中积累了一些片面的或错误的概念。我们的意图是在学生原有的前概念的基础上建立浮力的概念,让学生们都熟悉“漂浮物体和浸没在液体中的物体都受到浮力”;“浮力产生的原因”是本节课的难点,可以根据上节学过的知识,巧妙进行类比;“浮力的大小与什么有关”让学生大胆猜测,引导学生用控制变量法来进行探究实验,让他们以科学的探究方式来解决问题,阿基米德原理则用了一个巧妙的例子得出,训练了学生的思维。在整个过程中设立了一道道的关卡,引导学生去解决问题,通过引导,他们会觉得是他们自己解决的问题。
[ 备注 ]
探究阿基米德原理实验表格:
石块所受重力(N) |
石块浸入以后绳子的拉力(N) |
石块所受的浮力(N) |
G2= |
G3= |
F浮= |
空桶所受重力(N) |
空桶加排开的水所受的重力(N) |
排开的水所受的重力(N) |
G1= |
G4= |
G排= |
阿基米德原理: |
1.自制密度计;
3.情感、态度与价值观
通过实验探究,培养学生尊重科学、实事求是的科学态度。
[ 教学过程 ]
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教师活动设计 |
学生活动设计 |
一、实验探究:浮力大小与什么有关系 |
( 1 )引导猜想:你认为浮力的大小与什么有关系? |
学生猜想:“与浸没在液体中的深度有关”、“与物体的形状有关”、“与物体的密度有关”、“与物体的体积有关”、“与物体的质量有关”、“与浸入液体的体积有关”、“与液体的密度有关”等等。 |
( 2 )强调控制变量法: 在研究一个物理量与另一个物理量的关系时,我们常常运用“控制变量法”,也就是说我们现在要研究浮力与物体浸没在液体中的深度的关系,那么我们必须控制其他的实验条件相同,我们用同一个物体浸入同一种液体中,那么我们就可以研究浮力与物体浸没在液体中的深度的关系了。 如果在不同的深度,浮力不变, • 那么意味着什么? • 也就是浮力不随着深度的变化而变化? 进行分组探究实验,把上面不同的检验猜想的实验分给不同的小组进行探究。 |
学生学会控制变量进行探究,得到实验结果。 |
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( 3 )在探究结束后,总结出以上各个猜想的正误,引导学生自己得出浮力与哪些因素有关。对照课本上的相关部分,看看自己写的和书上的表述哪个更好。 |
( 3 )学生自己总结出“浮力的大小与浸入液体的体积和液体的密度有关”。 |
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( 4 )启发学生明白“浸入液体的体积”就是“排开液体的体积”,“浸入液体的密度”就是“排开液体的密度”,那么我们可以猜想一下浮力的大小是否与排开液体的重力有关(表决)。 |
学生表决,引发思考; |
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二、阿基米德原理 |
( 1 )演示实验 用弹簧测力计、小石块、溢水杯、小桶来探究阿基米德原理; 步骤: • 先测出小桶在空气中的重力 G1; • 再测量出小石块在空气中的重力 G2; • 将溢水杯的水正好接到刚好要溢出的位置,然后将小桶放在溢水杯的溢水口处; • 将弹簧测力计挂着的小石块浸入水中,同时它排开的水通过溢水口进入小桶,这时读出弹簧测力计的读数 G3; • 然后用弹簧测力计测出这个时候盛水的小桶的重力G3。 |
( 1 )学生动手做实验,记录数据,发现关系; |
实验记录表格见“备注”; 引导学生得出结论:让他们分析数据,从数据中得出结论,写出自己的阿基米德原理,并与书上的对照,看有什么不同,比较哪个写得更好。 |
学生自己比较实验数据结果,得出结论,写出自己的阿基米德陈述,与书上内容对照。 |
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( 2 )进一步实验:用弹簧测力计吊起一只装满水的小塑料袋(袋内不留空气),观察弹簧测力计示数,然后把这袋水逐渐浸入水中,弹簧测力计示数怎样变化?当完全浸没以后,弹簧测力计的示数是多少? |
学生自己描述阿基米德原理,并且与书上对照。 观察实验,学生解释为什么弹簧测力计示数为 0 。 |
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小结:同学们,你们和阿基米德一样经历了浮力探究的过程,如果你生活在 2000
多年以前,你就是阿基米德了。阿基米德是在他洗澡的时候得到灵感的,我们也要学会在生活当中去发现问题,并运用自己学过的知识去解释和探究这些问题。 |
激发成就感。 |
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三、兴趣交流 |
气体和液体都是流体,因此物体在气体中也受到浮力。 氢气球脱手后会上升,是因为受到空气对它的浮力,因此阿基米德原理也适用于气体。 举出在生活中物体受到浮力的例子。 |
学生举例: 轮船受到浮力; 热气球、飞艇受到浮力; 水里的鱼受到浮力。 |
四、浮力计算 |
小结一下: ( 1 )实验室测量浮力的方法可以计算浮力; ( 2 )浮力产生的原因可以计算浮力; ( 3 )阿基米德原理可以计算浮力; 例子:书上的例题“橡皮泥块”。 |
(1) F浮= F1- F2; (2) F浮= F下- F上; (3) F浮= G排; 学生解答。 |
五、发展空间 |
1.分析密度计原理: 注意密度计的刻度是从上到下逐渐增大的。 |
学生了解密度计。 |
2.“排水量”概念的解释。 |
熟悉生活中常用的术语。 |
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六、作业 |
根据情况布置作业。
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[ 实践活动 ]
2.过程与方法
通过学生实验,探究浮力的大小与哪些因素有关,培养学生的猜想假设、实验设计能力等科学探究能力,培养学生有步骤进行实验的条理性。
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