九年级物理第十五章教学设计.docx

九年级物理第十五章教学设计.docx

《九年级物理第十五章教学设计.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《九年级物理第十五章教学设计.docx（22页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。

九年级物理第十五章教学设计

单元优秀教学设计评选

九年级物理

第十五单元《功和机械能》单元教学设计

XXXXX中学XXX

九年级物理第十五章《功和机械能》教学设计

一、教学目标：

1、知识与技能：

1）知道机械功的概念和功率的概念。

能用生活、生产中的实例解释机械功的含义。

2）学会分析什么是有用功.额外功.和总功，会计算机械效率。

3）知道功率的概念，结合实际理解功率的概念，并了解在实际生活中的应用。

4）会用实例理解动能和势能的概念，了解动能和势能的相互转化，并用相互转化的知识解释简单的物理现象

5）能用实例说明机械能和其他形式能的转化。

2、过程与方法

利用观察和实验，参与探究的实验活动

3、情感态度与价值观

具有对科学的求知欲，乐于探索自然想象和生活中物理学道理，同时在实验中培养合作精神，养成实事求是、尊重科学的态度，并将科学技术应用于日常生活的意识。

二、教学内容

本章通过功、机械效率、功率的教学，为学生了解“能”做铺垫，然后通过动能和势能以及机械能及其转化的内容，使学生认识力学中的功和能的关系，具体认识机械能是最常见的能量形式之一，了解机械能的转化，为后续学习内能以及能量转化和守恒定律打基础。

本章内容大致分为两个部分：

第一部分包括本章的第一、第二、第三节，主要是学习能量内容的基础；第二部分是第四、第五节，主要认识动能和势能以及机械能守恒定律。

三、学情分析

学生在学习第八章时，已经学过了电能、电功率的知识，但对于能的概念是很模糊的，虽然我们天天都在使用电能，但是很难描述电能到底是什么，因此那时的“电能”是学习的一个难点。

本章为了突破能这个抽象概念给学生造成的学习困难，教学上需要把这个抽象的概念具体化，教材是通过把做功和能量紧密结合起来，使学生了解：

一个物体能够做功，它就具有能量。

功是能量转化的量度。

使学生认识：

功和能是两个关系密切，而含义又不相同的物理量。

教学中老师要心中有数：

功是一个过程量，而能是一个状态量。

四、教学策略

“功”的教学，可以从汉字“功”的含义中“成效”的意思出发，说明：

一个力作用在物体上，物体在这个力的作用下移动了一段距离，这个力的作用就有了成效，力学里就说这个力做了功。

这样从“成效”出发，引出“力学”里的“做功”，对学生理解做功的两个必要因素有好处。

由于在生活中没有“功”这个概念，教学中要尽量结合实际，使学生理解“功”，要充分重视学生生活经验，对概念进行必要的辨析。

“机械效率”的教学，要结合实际，引导学生全面、辩证地分析问题。

效率是现代社会很关注的问题，使用机械自然就要研究效率问题。

机械效率的表达式也是这个物理名词的定义，教学时应该辨析什么是有用功、什么是总功，使学生了解为什么机械效率不可能达到100%。

对于斜面这种经常使用简单机械，虽然学生对它知道较多，但是它的机械效率是多少却不知道，应该让学生进行探究性的研究，以便深刻理解，使用机械省力不省功的道理。

我们在八年级介绍电功率的时候，使用的方法是直接从生活中对电功率的使用进入教学的，那时因为缺乏学习理论的基础而淡化了电功率概念的定义。

本章学习功率的概念，要给出学生物理学科对功率概念的定义——单位时间内物体所做功的快慢，通过表达式及其运算，要使学生比八年级的电功率的理解要深刻一些。

这里，应该结合电学内容，使学生明白电功率的由来及其与这里功率的联系。

机械能是最常见的一种形式的能，是学生相对容易理解的。

教学中要尽量联系实际，应用实例，例如：

流动的空气、水流、运动的子弹，举高的重锺、拦河坝里的水等，它们都具有“做功”的本领，也就是它们都具有能量。

进一步找出它们的共同点，总结得出动能和势能.的初步概念。

在介绍动能和势能的转化过程时，结合学生生活的实际，尽量让学生动手操作，积累更多的事例，以达到学生充分理解动能和势能可以互相转换和机械能的守恒。

五、教学实施

从能力要求来看，要求用有关动能、势能的知识解释相关的物理现象。

这种对知识应用能力的要求是对传统教学中科学成分的继承，但这只是一种静态的能力，真正体现新教材特点的是在“过程与方法”中体现出来的能力要求。

在本章第一个“探究”中，研究动能的大小与什么因素有关，教材通过简要文字和图片说明了什么时候我们说物体的动能大或小以及怎样来做这个实验。

学生进行探究时，容易根据自己的生活经验，想到如果改变铁球A的高度和质量会影响物体B被撞的距离，得出正确的结论。

尽管这个实验看起来很简单，但它要充分体现控制变量法的要求，这是在引导学生进行实验时应特别注意的。

在第二个“探究”中研究重力势能的大小与哪些因素有关时，只是用简短的文字作出了提示。

至于怎样才能体现重力势能更大或更小，选择哪些器材，怎样做实验，这些都留给学生自己思考，对探究过程中的能力要求提高了一个层次。

第三个“探究”是研究影响斜面的机械效率的因素。

在现行教材中测机械效率选定的是滑轮组，在新教材中改为测斜面的机械效率，将测滑轮组的机械效率放在“动手动脑学物理”作为课后作业。

这种编排非常符合学生的实际，因而也是科学合理的。

在教学实践中发现，测滑轮组的机械效率对大部分学生来说很难操作：

一是不易绕线，二是S和h不易测量。

实验中测出的机械效率偏差太大，有的实验组测出的η值甚至大于1，对效率概念的形成极为不利。

新教材安排测斜面的机械效率，降低了难度，学生都能按要求完成，从而顺利地达到本节课的教学目标。

对以上三个“探究”，教材作了精心的编排。

每个“探究”都能使绝大部分学生经历探究过程，但又不是机械地重复某一过程、重复某一动作，需手脑并用，需跳一跳才能摘到果子。

“探究”是“过程与方法”的突出体现，如第五节“想想做做”中观察滚摆的运动，学校实验室滚摆的数量有限，可发动学生将他们曾玩过的溜溜球带来。

从过去的玩具中学知识是学生十分感兴趣的。

还有观察感受铁锁动能和势能的变化以及本节“动手动脑学物理”中观察铁罐子在斜面上滚下时发生的奇异现象等，如果能让学生亲身经历这些活动，亲手做做这些实验，一定会收到意想不到的效果。

在“情感、态度、价值观”的维度上，教材也提供了丰富的素材。

如第一节中水坝的照片，学生看了这样的图片会想到自己家乡的水坝，或者想到在自己的家乡也可以建这样的水坝，激发学生热爱家乡、建设家乡的情感。

“科学世界”中介绍了人造地球卫星。

人造卫星本是一个高科技的集合体，但从中剥离出的与动能和重力势能有关的知识与课标明确要求的知识紧密相关，学生也完全能理解和接受。

通过这些材料的学习，学生会感受到科学离自己很近，科学并不神秘，从而增加了学习物理的兴趣，增强了对科学的热爱。

特别值得一提的是，铁路职工被馒头“中弹”昏倒的事实报道，发人深省。

不适当地释放动能会带来伤害，机械能会造成灾难！

在教学过程中应注意扩展和深化，让学生认识到科学的双刃作用，自觉维护公民道德，遵守公共法则，正确利用科学知识。

课程标准中提出的三个维度的教学目标是相互关联的有机整体。

以上分析的新教材中各个栏目和素材所具备的功能也不是孤立的，而是相互渗透、相互促进的。

这需要我们一线的教师加强学习和研究，灵活地创造性地使用教材。

六、教学思考

1．关于动能和重力势能影响因素的探究。

第一节教材中安排了两个探究。

虽然其中的实验现象极其直观，教师容易用演示实验来代替探究活动，甚至以“讲授”一代而过。

上述处理方法是传统观念没有得到根本改变的倾向。

如果以“讲授”或“演示”来代替“探究”，学生缺少了经历和体验的过程，在这个探究过程中本应有的关于控制变量研究方法的教学就会黯然失色，对课程标准的要求落实也是打了折扣的。

2．关于能和功。

在整个新教材中，自始至终都没有定义什么是能量，但这并不妨碍学生理解和接受各种具体的能量，也不妨碍学生理解和接受功与能量的关系。

相反，如果试图定义这个抽象的概念，只能是设置障碍，对教学无益。

在现行教材中，机械能是作为力学结尾来编写的，其思路是用机械功来理解机械能；新教材却以“能量”为线索，以机械能来理解机械功，这与前面的用电能来理解电功是相一致的。

教材中说，“物体在力的作用下，如果动能或势能发生了变化，我们就说力做了功。

”在本节中这样来理解机械功是恰当的。

当学生初步形成功的概念后，应注意把“动能或势能的变化”推广到机械能的变化以及其他形式能量的变化，逐步形成“做功即能量转化或转移”的认识。

对此，教材提供了很好的素材。

在第三节的“动手动脑学物理”栏目中分别提到了拖拉机做功、耕牛做功、人做功、电梯做功和洗衣机做功等。

在按照本栏目的要求解决了每个问题后，教学中再把这些做功现象联系起来，在功与能的关系这一主题加以升华就更好了。

3．关于机械效率的测定。

如前所述，尽管新教材将滑轮组改成了斜面，但这个探究性实验中所具有的难度依然存在。

由于是一个定量的实验，而且需测定的因素较多，使得这个实验的综合能力要求很高。

为了化解难度，教材通过文字和图片对探究作了必要的引导。

在教学过程中应让学生明白：

怎样搭建斜面？

怎样改变斜面的倾斜程度？

怎样测物体移动的距离S和升高的高度h？

还需提醒学生思考怎样计算总功？

怎样计算有用功？

实验中需要测量哪几个量？

这些都应让学生动手实验前就有一个清晰的思路，避免实验中的盲目性。

另外，学生初学机械效率，容易把机械效率的高低和省力多少混为一谈，因此，在得出结论时，除了归纳斜面机械效率与斜面的倾斜程度的关系外，还要让学生认识到并非越省力机械效率越高，也不是越省力机械效率越低，他们之间的关系需视具体情况而定。

七、课时安排

第一节功1课时

第二节机械效率1课时

第三节功率1课时

第四节动能和势能1课时

第五节机械能及其转化1课时

八、各节教学设计

课题

第一节功

教学

目标

1、结合实例知道机械功的概念2、能用生活生产中的实例解释机械功的含义

3、理解功的概念，知道使用任何机械都不能省功

4、通过观察和实验了解功的物理意义

5、具有对科学的求知欲望，乐于探索自然现象和日常生活中的物理学道理，有将科学技术应用于日常生活、社会实践的意识

重点

知道力学中的功的含义；理解力学中做功的两个必要的因素。

难点

理解功的计算式和单位，会用公式进行简单计算

教学方法

讲授法、实验法、启发法

教具

杠杆动滑轮

主要教学过程

教学过程设计

一、创设情境，激发兴趣

我们在语文课中学过的带“功”的词语有哪些？

“功劳”“立功”“成功”“事半功倍”…

二．进行新课，科学探究

“功”有“贡献”的意思，还有“成效”的意思。

力学里的“功”包含有“成效”的意思。

1．力学里所说的功包括两个必要的因素：

（1）作用在物体上的力。

（F）

（2）物体在力的方向上通过的距离。

（S）

2．举例几个不做功的例子：

（结合课本想想议议）

（1）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。

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。

（2）物体受到力，但没有移动距离，即通过的路程为零。

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。

（3）物体受到力的作用，也移动了距离，但移动的距离不是在力的方向上移动的。

如手提一桶水在水平地面上行走，提桶的力没有对桶做力。

3．功的计算

作用在物体上的力越大，使物体移动距离越大，这个力的成效越显著，说明力所作的功越多。

在物理学中，把力与在力的方向上移动的距离的乘积叫做功。

（1）功的计算式：

W=FS

（2）功的单位：

焦耳，1焦=1牛•米。

符号：

J

（3）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。

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。

5.课本例题

6.功的原理

演示实验。

（1）杠杆（图15.1-3）。

（2）滑轮组（图15.1-4），省力但没有省功。

（3）学生把数据填入表格（P106）。

师生共同分析、结论：

功的原理：

使用机械时，人们所做的功，都不会少于直接用手所做的功，也就是使用任何机械都不省功。

运用功的原理分析计算

例题：

使用动滑轮提起50N的重物，人对绳做的功是100J，求动滑轮把重物提起的高度。

（学生解答后教师讲评）

三、课堂小结

1、功的定义2、功的两个必要因素3、功的公式4、功的单位

四、当堂检测

1．力学里常说的功包括两个必要的因素，一是____________，二是__________

2．大量实验表明,使用任何机械都不能_____，这个结论叫做功的原理。

3．下列几种情况下，力对物体做功的是（）

A．用力推物体，但没有推动B．用力将杠铃向上举起

C．物体由于惯性在光滑水平面上匀速滑动D．沿着斜面将物体推到斜面顶端

4．下列说法错误的是（）

A．运动员举着杠铃不动，他对杠铃做了功

B．石块下落的过程中，重力对石块做了功

C．汽车拉着物体在水平路面上行走，汽车对物体的支持力不做功

D．射击时燃烧的气体对子弹做了功

5．一只木箱子重1000N，放在水平地面上，若用100N的水平推力将箱子沿水平方向匀速推动1m，则（）

A．箱子受到的摩擦力等于1100NB．箱子受到的摩擦力小于100N

C．推力做的功是1100JD．推力做的功是100J

五、布置作业练习册1、2、4、5、6、10、12、13

六、板书设计

功

1.两个必要因素

2.公的计算

3.功的原理

课题

第二节机械效率

教学

目标

1、了解什么是有用功、额外功和总功2、理解什么是机械效率

3、通过参与探究斜面机械效率的活动，学习拟订简单的科学探究计划和实验方案

4、在实验中培养合作精神，养成实是求是、尊重实验结果的科学态度

重点

通过探究加深对机械效率的理解

难点

引导学生提出问题后，让学生独立完成探究过程

教学方法

实验法、讲授法、启发法

教具

滑轮若干、弹簧测力计

主要教学过程

教学过程设计

一．复习提问

1．什么是功的原理？

2．如图所示的动滑轮提升重5N的

物体，用功的原理求动力F=。

3．让学生计算最近一次考试本班的合格率。

二．新课教学

1．学生阅读教材（图15.2-1）

2．演示启发，引入课题。

G（N）

h（m）

W阻（J）

F（N）

S（m）

W动（J）

η

1.96

0.05

0.098

1.2

0.1

0.12

G

比较W动和W阻发现W动>W阻为什么呢？

引入机械效率。

3．有用功的定义：

对人们有用的功叫有用功。

W有=Gh

4．额外功：

人们不需要但又不得不做的功叫额外功。

W额=W总-W有

5．总功：

有用功和额外功之和。

W总=FS

6．机械效率：

有用功跟总功之比。

，计算本实验η。

7．了解一些常见机械的效率。

8．提高机械效率的意义及方法。

9．例题（略）关于η的计算。

10.启发实验

1）阅读教材

2）讨论：

A在用滑轮组提升重物的过程中，哪部分是有用功，哪部分是额外功？

B要测出机械效率，需要知道W有用W总，为此需要测出哪些物理量？

应如何测。

3）教师示范演示测η的全过程，注意提醒学生重点部分和容易出错的地方。

4）学生分组实验，完成（P110的表格）。

实验步骤：

a．按图把滑轮组装好，并记下钩码和弹簧称的位置；

b．匀速拉动弹簧称，使钩码G升高，从弹簧称读出拉力F的大小，用刻度尺测出钩码提升的高度h和弹簧称移动的距离s，填入表格。

c．算出有用功，总功和机械效率，填入表中

d．组装另一组滑轮组，重做1，2，3

三．课堂小结

1、有用功和总功的概念

2、机械效率的概念及公式的理解

3、提高机械效率的方法

4、正确理解机械效率及机械效率的测量

四、当堂检测

1.简单机械的机械效率高是指（）

A.有用功多B.额外功少

C.总功多D.有用功占总功的比例高

3．板车上装有货物，一人拉着该板车将货物送到目的地，对货物所做的功叫__________功，对板车所做的功叫_________功，如果目的是送板车，则对板车所做的功叫___________功，对货物所做的功叫___________功。

4．一台起重机将3600N的货物提高4m，如果额外功是9600N，起重机做的有用功是_____________，总功是___________，机械效率是___________。

5．利用一个动滑轮将重70N的物体匀速提高6m，设动滑轮重10N，绳重和摩擦不计，则利用动滑轮所做的额外功是_____________，总功是___________，这个滑轮组的机械效率是___________。

2．在下列有关机械效率说法中正确的是（ 　）

A．机械效率较大的，所做功少B．机械效率较大的，所做的额外功较少

 C．机械效率较大的，有用功和额外功的比值较大

 D．机械效率较大的，额外功和有用功的比值较大

五、布置作业练习册1、3、4、7、9、11、12、14

六、板书设计

1、有用功：

2、额外功：

3、总功：

4、机械效率：

①定义：

②表达式：

③理解、强调：

课题

第三节功率

教学

目标

1、知道功率的概念；结合实例理解功率的概念；了解功率在实际中的应用

2、通过观察了解功率的物理意义

3、具有对科学的求知欲，乐于探索自然现象和日常生活中的物理学道理，有将科学技术应用于日常生活，社会实践的意识。

重点

功率的概念的理解

难点

功率的计算

教学方法

讲授法、启发法、讨论法

教具

多媒体

主要教学过程

教学过程设计

一、创设情境，激发兴趣

1、播放多媒体素材（视频）或画面）如用挖掘机挖土和一个工人单独挖土比较哪一种方法更快？

图中的情景说明了什么问题?

类似的事例还有吗？

（启发思考）

二、进行新课，科学探究

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。

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。

物体

所做的功

所用时间

A

1000J

5S

B

1000J

10S

C

4000J

1min

D

6000J

1min

3）联系教材，利用工地上的搬运问题加深对功率知识的认识.

4）想想议议：

投影演示插图“孙女与爷爷上楼”，让学生分析比较谁的功率大。

5）提问：

用什么方法可以方便准确的表示物体做功的快慢呢？

6）介绍功率的概念及计算公式

并以适当的事例加以巩固。

例：

过去我们学习电功率，说说某电风扇的功率为60W，表示什么意思？

引导学生参看课本小数据图表中的资料，说出各物体功率所表示的意义。

7）巩固提高：

提问：

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?

三、通过例题训练，加深对功率概念的理解和加强知识的运用能力。

1、想想议议：

物理学或者生活中，还有那些场合需要表示一个物理量变化快慢的？

2、例题：

体重为900N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？

3、学生自己阅读课本例题，动手做一做

四、课堂小结

请同学们总结一下，本节课你学到了哪些知识，有哪些收获？

五、布置作业练习册1、2、4、5、6、11、12、16、18、19、20

六、板书设计

1、功率的概念：

单位时间里完成的功，叫做功率。

2、功率的物理意义：

表示物体做功的快慢。

3、计算公式：

p=W/t单位：

瓦特千瓦

4、生活中各种机械功率的意义及功率知识的应用。

课题

第四节动能和势能

教学

目标

1、通过实例理解动能、势能的概念。

2、通过实验，了解动能、重力势能的大小各与什么因素有关并能解释简单的现象。

3、通过实验让学生感受知识来源于实践，培养学生实事求是的科学精神。

重点

动能和势能的概念，探究影响动能的因素

难点

势能的概念

教学方法

讲授法、实验法、启发法、讨论法

教具

多媒体

主要教学过程

教学过程设计

一、创设情境，激发兴趣

以通讯报道的形式讲述世界第一例鸟撞飞机的事例，并提问：

看似弱小的飞鸟为什么能将钢铁之身的飞机撞毁呢？

请大家讨论谈谈自已的看法。

二、进行新课，科学探究

1、飞鸟能将飞机撞毁，是因为飞鸟能够做功，具有能量的缘故。

提问：

在我们的生活中还有哪些物体具有能量呢？

课件展示六幅图片：

①撑杆跳高②射出的子弹③高挂在枝头的苹果④拉弯的弓⑤奔腾的黄河水⑥高举的铁锤

提问：

在这些现象中撑杆、子弹、苹果、黄河水、弓、铁锤都具有能量，它们有没共同点呢？

请同学们就此将图片进行分类。

归纳得出动能、重力势能、弹性势能的概念。

列举生活中的具动能和势能的物体。

课件展示一组练习题判断各物体具有何种形式的能

2、猜想与假设：

请同学们猜想影响动能大小的因素有哪些呢？

同学们的猜想依据又是什么呢？

能不能把类似的因素进行合并呢？

使问题简化一下

设计实验：

同学们的猜想是否正确呢？

请同学们设计实验来证明你的猜想，在设计实验之前，教师先给同学们加以指导：

①如何控制变量

②如何将物体的动能的大小直观的显示出来

上台展示各的实验方案

进行实验：

各小组进行实验

利用课件展示做法

得出结论：

通过实验我们得出什么结论呢？

请同学们各自发表见解。

强化练习：

通过前面的学习我们已经知道了影响动能大小的因素，下面我们来进一步强化一下我们对此的理解。

课件展示相关习题：

①相同路面的不同车辆为什么限速不同？

②正在平直公路上洒水的洒水车其动能有何变化？

③飞鸟为什么能将飞机撞毁呢？

小结：

在研究动能的大小与什么因素有关的实验过程中你学到了哪些研究物理问题的方法？

3、影响重力势大小的因素又有哪些呢？

请同学们谈谈自己的看法，并用实例来支持你的观点。

指名汇报，教师适时记录学生的猜想

归纳猜想，抓住关键点

我们一起来设计实验证猜想，首先请大家思考：

我们该如何将重力势能的大小，直观显示出来，以便于我们进行比较呢?

请同学们根据刚才大家的提示设计出你的实验方案。

学生自选器材，进行实验

归纳总结出实验结论

你觉得在这实验中最让你感到棘手的是什么？

2、课件展示一组数据让学生思考物体的质量与速度哪个对动能的影响更大一些？

三、课堂小结

请同学们总结一下，本节课你学到了哪些知识，有哪些收获？

四、当堂检测

1. 下列情况中，物体既具有动能又具有重力势能的是（    ）

A.海面上航行的轮船 B.空中飞行的子弹C.吊在天花板上的电灯D.拉长的橡皮筋

2. 质量较大的鸽子与质量较小的燕子，在天空中自由翱翔，如果它们的动能相等，那么（    ）

A.燕子比鸽子飞得快      B.燕子比鸽子飞得慢C.燕子与鸽子飞得一样快     D.无法比较

3.神州六号飞船发射升空时，其重力势能_______ ,动能_____（选填“增大”、“减小”或“不变”）

4.当飞机在某一高度水平匀速飞行，喷洒农药的过程中，飞机的（    ）

A.动能减小，重力势能减小，机械能减小B.动能不变，重力势能不变，机械能不变

C.动能减小，重力势能增大，机械能减小D.动能增大，重力势能减小，机械能不变

5.关于重力势能的说法，正确的是（）

A.质量大的物体