高中物理重力势能教案1新人教版必修1

第一篇：高中物理重力势能教案1新人教版必修1

黑龙江省哈尔滨市木兰高级中学高中物理 重力势能教案1 新人

教版必修1

（二）能力训练点

1．据重力做功的特点，推导重力势能的表达方式。2．从能的转化角度和功能关系来解释和分析物理现象

（三）德育渗透点

1．培养热爱科学，崇尚科学的品质

2．注意观察和分析生活中的有关的物理现象，激发和培养探索自然规律的兴趣。

（四）美育渗透点

让学生体会到从自然现象中概括了来的物理概念具有的自然美，严谨的科学美。

二、学法引导

通过典型事例分析和实验演示来分析讨论，指导学生总结、归纳。

三、重点·难点·疑点及解决办法 1．重点

重力势能大小的确定 2．难点

重力势能的相对性的理解，参考平面的选择方法。3．疑点

如何理解重力对物体做功等于物体重力势能增量的负值。4．

1．演绎推导物体重力势能的定义表达方式。2．类比分析，举例释疑。

四、课时安排 1课时

五、教具学具准备

弹簧、铁球、木球、玻璃缸、细沙、长木板，木块

六、师生互动活动设计

1．教师利用实例来引入问题，利用实验来引导学生讨论问题，利用讲解来加深对概念的进一步认识。

2．学生观察、分析、讨论、总结，并通过实例分析来形成能力。

七、教学步骤

（一）明确目标（略）

（二）整体感知

在复习初中掌握的重力势能有关知识的基础上，进一步根据功的定义，推导出重力势能的计算公式，并通过实例分析，理解重力势能的相对性、正负含义等，并能准确地计算重力势能值．

（三）重点、难点的学习与目标完成过程

【引入新课】

放录像并讲解：俄罗斯“和平号”空间站于2001年3月23日北京时间14时0分12秒所有残片都已成功安全地坠入预定的南太平洋海域，坠毁过程极为壮观美丽，137吨的庞然大物分解燃烧，天空中出一条条长长的金色轨迹．这是一个完美的告别，“和平号”的15年风雨历程将成为人类永恒的记忆．“和平号”的功绩将永载史册．

现提问：“和平号”空间站坠落时，为什么会燃烧？

碎片燃烧时，温度可达3000℃，其能量由什么能量转化而来？

现在，就讲重力势能 1．重力势能

回忆初中的知识，可知

（l）定义：物体由于被举高而具有的能量．

演示实验，用木球和铁球先后从同一高度处自由下落，落入玻璃缸中的细沙中，观察到什么现象？这说明了什么？（铁球深入细砂中的距离比木球要长，这说明，质量大的物体在相同的高度时，重力势能大，克服细砂阻力做功要多）

用铁球在不同的高度处自由下落，先后落入玻璃缸中的细砂里，观察到什么现象，这又说明了什么？（铁球在比较高的地方落下来，深入砂中的距离也比较长，这说明，同一个物体在比较高的地方重力势能较大，克服细砂阻力做功要多）

综上所述，物体的重力势能的大小与物体的质量和物体所处的高度有关．

现在来推导重力势能的定量表达式：投球的质量为m，从高度为h1的A点下落到高度为h2的B点，如图所示，重力所做的功为

WGmghmgh1mgh2

（2）重力势能的表述式

Epmgh 物体的重力势能等于物体的重量和它的高度的乘积，重力势能是标量，也 是状态量，其单位为J（3）重力做功与重力势能的关系

重力做功也可以写成WGEp1Ep

当物体下落时，重力做正功，WG0，可设Ep1Ep，这说明，重力做功，重力势能Ep减少，减少的值等于重力所做的功．

同理，当物体上升时，重力做负功，重力势能E增加，增加的值等于重力所做的功，要注意的是，重力做负功也可以说成物体克服重力做功．

这种功能关系不仅适合于直线运动，也适合于曲线运动，重力做功只跟物体的运动过程中初、末位置的高度差有关，而与运动的路径无关．

提问：一个物体的质量为10kg，把它置放在2楼的一张1m高的桌面上，若楼房的每层楼高3m，求此物体的重力势能值？

（无法计算，因为没有说明物体的高度是以什么位置为零高度，从地面算起，物体的重力势能Ep1400J，若从二楼楼面算起，物体的重力势为Ep100J．对于不同的零高度点物体所对应的重力势能值也各不相同）2．重力势能具有相对性

正如上例所述，要确定物体重力势能Ep的大小，首先必须确定一个参考平面为零势能面，若定了零重力势能参考平面，物体在此平面的下方，物体的重力势能就为负，如上例把三楼底板为零重力势能平面物体的重力势能Ep3200J 由此看来，物体重力势能的正负还表示重力势能的大小，在参考水平面以上的物体的重力势能一定大于参考平面以下物体的重力势能．

要特别指出的是：重力势能的变化县与零重力势能参考平面选择无关，就好像物体的高度值与选择哪一点作为测量起点无关．至于选择哪个水平面作为参考平面，可视研究，解决问题的方便而定．

与重力势能相类似，还有弹性势能． 3．弹性势能

演示实验：把水平放置的轻弹簧一端固定，另一端系一木块，压（或拉）木块，使弹簧缩短（或伸长）再释放木块，让弹簧的作用力带动木块在水平面上运动．

可知，发生弹性形变的物体能对外界做功，因而具有能量，这种能量就叫弹性势能，它存在于发生弹性形变的物体之中．

举出除弹簧以外的弹性势能存在的实例

弹性势能的大小，与物体的性质（如劲度系数）和形变量有关，可用实验演示弹簧形变量越大对外界做功可越多来说明．

势能又叫位能，它是由相互作用的物体的相对位置决定．机械运动中的势能是重力势能和弹性势能的统称．

（四）总结、扩展

1．势能有多种，与高度有关的重力势能和与形变有关的弹性势能是力学中的两种，在热力学中有分子势能，在电磁学中有电势能等． 2．势能是存在于有相互作用的物体之间，它是属于有相互作用两部分物体即物体系的，3 但不是有相互作用物体之间就有势能存在，比如物体间的相互作用是摩擦力，但它们就不存在什么势能．

3．势能都是相对量，只有先走零势能参考平面，势能才有确定的值．

八、布置作业 P146练习四（2）（4）（5）

九、板书设计 1．重力势能

（1）定义：物体由于被举高而具有的能量．（2）重力势能的表达公式．

Epmgh

（3）重力做功与重力势能的关系．

WGEp1Ep2

物体下落 WG0物体上升 WG0Ep1Ep2 Ep1Ep2

2．重力势能具有相对性．

定了参考平面，物体重力势能才有确定值． 重力势能的变化与参考平面选择无关． 3．弹性势能

十、背景知识与课外阅读 用能量最低原理求解两例物理题

高中化学中讲到“能量最低原理”在不违背泡利原理的情况下，核外电子总是尽先安排布在能量最低的轨道上，电子在该轨道上，处于稳定状态，其实，能量最低原理也适用于物体系物体系的稳定状态与系统的势能有关，势能越小则状态越稳定．物体系在不受外力的情况下，总处在势能最小的状态，即稳定状态．下面利用能量最低原理，求解两例物理题．

［例1］ 一质量均匀不可伸长的绳索，重为 G，A、B两端固定在天花板上，如图所示．今在最低点C施加一竖直向下的力将绳拉至D点，在此过程中，绳索AB的重心位置（）A．逐渐升高 B．逐渐降低 C．先降低后升高 D．始终不变

解析：由能量最低原理知，物体在静止情况下，总处于能量最低状态（即稳定状态）．该状态下重力势能最小．故施力F后，细绳重心上升，故选答案A．

［例2］ 如图所示．容器A、B中各有一个可自由移动的轻活塞，活塞下面是水．大气压恒定，A、B底部由带阀门K的管道相连，整个装置与外界绝热，原先A中的水面比B中的高，打开阀门，使A中的水逐渐向B中流，在这个过程中（）A．大气压力对水做功，水的内能增加 B．水克服大气压力做功，水的内能不变 C．大气压力对水不做功，水的内能不变 D．大气压力对水不做功，水的内能增加

解析：由能量最低原理可知，打开阀门见水达到平衡时应具有最小势能，故在打开阀门至平衡过程中，水的重力势能减小．又由题意知整个装置与外界绝热，因此由能量守恒得，重力势能的减少量转化为水的内能．故选答案D．

十一、随堂练习

1．下面关于重力势能的说法中，正确的是（）

A．地球上的任何一个物体的重力势能都有一个确定的值．

B．从同一高度将某一物体以相同的速率平抛或下抛，落到地面时，物体的重力势能 变化是相同的．

C．在不同高度的物体具有的重力势能可能相同．

D．低于零重力势能面的物体的重力势能一定小于在零重力势能平面以上物体的重力 势能．

2．如图所示，质量为m的物体置于水平地面上，其上表面竖立直着一根轻弹簧，弹簧长为L0，劲度系数为k，下端与物体相连接，现将弹簧上端缓缓竖直向上提起一段距离L，使物体离开地面，这时物体重力势能增加 ．

3．一根质量分布不均匀的金属链条重30N，长1m，盘曲在水平地面上，当从链条的A端慢慢提起链条到使它的另一端B恰好离开地面需做功12J，如改从B端慢慢提起链条使链条A端恰好离开地面需要做功多少？

4．如图所示，桌面高为h，质量为m的小球从离桌面高为H处自由下落，不计空气阻力，假设桌面处的重力势能为零，则小球落到地面前瞬间的机械能为（）A．B． C．D．

5．如图所示，物体从A点出发，沿3条不同的轨道运动到B点，则在移动的过程中重力做功的情况是（）

A．沿路径运动，重力做功最多 B．沿路径运动，重力做功最多 C．沿路径运动，重力做功最多 D．无论沿哪条路径，做功都一样多

第二篇：高中物理 备课资料4《重力势能》必修1

人教版高一物理必修1备课资料4《重力势能》

一、有关重力势能的教学建议

教学中应先复习初中学过的有关重力势能的概念，明确重力势能的大小跟物体的重力和相对地面的高度有关，在此基础上提出物体重力势能的大小跟重力和高度是什么关系的问题，启发学生还是从功是能量转化的量度去思考，接着利用教材中图5.41推导物体m从高度h1处落到h2处重力做的功.WG=mgΔh=mgh1-mgh2

式中WG为重力做的功，重力做功的结果使物体所处的高度发生变化，反映了物体重力势能的变化，可见重力势能的大小可用物体的重力和所处的高度来量度，其计算式Ep=mgh.（1）重力势能的相对性和参考平面

教材从公式Ep=mgh出发，指出高度h是相对的，所以重力势能也是相对的.参考平面的选择是任意的，一般要从研究问题的方便出发来选择.但是由于教材不要求知道重力势能的正、负，所以，通常取研究问题中最低处的水平面为参考平面.（2）重力做功和重力势能改变的关系

由重力势能计算公式的引出实际上已推导出重力做功和重力势能变化的关系，利用上式应说明重力做正功，物体重力势能减少，重力做负功（或物体克服重力做功）物体重力势能增加，用公式表示为 WG=Ep1-Ep2

教学中应引导学生讨论上式的物理意义，避免学生死记公式，不会灵活应用.（3）重力做功与路径无关

教材在正文提到了重力做功与路径无关，只与起点和终点的位置有关的结论.为加深对这个结论的理解教学中可通过如图所示.让物体从A点到B点和C点的不同路径，计算重力做的功.物体沿曲线从A点到C点的情况没有推导，而且直接给出，如果学生基础好，也可以把曲线划分成很多的小段，每一小段相当于一个小斜面，然后分别求出物体通过每一小斜面重力做的功.最后，重力的总功等于起点和终点的重力势能的差.以上的推导都不作为教学要求，只是为了让学生知道重力做有这样的一个特点，而且要知道不是所有力都有这个特点，在学过的力中，重力、弹簧的弹力、有这样的特点以后要学到的电场力、分子力等也有这样的特点.二、“爬云梯”的梯子短一些是否更安全? 一个正在表演“爬云梯”的体格健壮的演员，他用双肩顶着一架足有五六米高的梯子，另外五个演员陆续爬到梯子的顶端，进行表演.观众们无不为此提心吊胆：梯子头重脚轻是多么容易翻倒呀！可是，梯子尽管有一些摇摆，到底还是稳住了.这是为什么呢？

在此节目中，肩膀上顶梯子的演员，凭着他敏捷感觉，把梯子的基底位置随时加以灵活调整.当梯子向前倾时，他的肩膀立即向前挺；当梯子向后倒时，他的肩膀也随即向后退.这样，使重力作用始终通过基底，梯子就倒不下来.那么梯子做短一些不是更安全吗？为了回答这个问题，让我们先比较一下顶一支铅笔和顶一根二三米的竹竿的情形.竖直放置的竹竿或铅笔，只要一松手，都会失去平衡而倾倒，竹竿的重心较高，稳定性不及铅笔，它更难维持平衡.但是，另一方面，正因为竹竿重心高，因此从开始倾斜至倾倒在地，所需时间却比铅笔倒下的时间长得多.而且，竹竿倒下时的速度还与倾倒的角度有关：倾角越大，重心越低.这样，竹竿就有更多的势能转化为动能，倾倒时的速度也就越大.对一支长16 cm的铅笔来说，当顶端有1 cm的偏离时，它的倾角约为3°25′，其顶端就要下降0.28 cm.但对一根长三米的竹竿而言,它的顶端偏离平衡位置1 cm时，倾角只有11′.竿顶下降0.003 cm，重心只降低0.0015 cm.可见,在偏离平衡的距离相同的情况下，竹竿越高，从离开平衡位置到某一偏离位置需要的时间越长.这样,尽管竹竿杆长、重心高对稳定性不利但是由于它开始倾倒时的速度很慢，因而在基底可以移到的情况下，就有充分的时间来调整竹竿的平衡，就能变不利为有利，杆子越长反而越容易保持平衡.所以说，顶长竹竿比顶铅笔要容易.由此可见,演员在梯顶时正是梯子重心位置最高、梯子倒得最慢的时候，顶梯子的演员有足够的时间来调整梯子的基底位置.所以，这个看上去好像是最紧张的场面实际上倒并非是最难表演的.演员们上梯下梯，大家往往认为是杂技表演的开始和终了而不十分注意，其实却是最难表演的场面.这时，重心位置不固定，有时甚至降得很低.这两种情况，对顶梯子的演员来说，调整较为困难.为此，要求演员动作敏锐，有节奏，每个动作完成后必须有一定的间隙.三、为什么有些地方的人爱把重物顶在头上

我们在电影和电视中看到,有些地方的人总爱把水罐、箩筐等重物顶在头上,而不喜欢手提肩挑,这样做是不是很危险?难道这里有什么科学道理吗? 如果我们仔细分析一下,就会发现,把重物顶在头上走路确实比手提肩挑更省力、更科学些.人在走路时,要消耗能量,消耗的能量越多,人就越感到吃力,消耗的能量越少,人就越感到轻松.人在走路时消耗的能量主要用在两个方面:一是克服身体的各个活动部分之间的摩擦;另一个则是用于克服重力而做功.在水平地面上走路,也要克服重力做功吗?是的,因为身体重心随人的行走而上下移动,用手提着重物时,重物的重心也跟着上下移动,而移动的高度与人体重心上下移动的高度几乎是一样的.重心上升时,就要克服重力做功;重心下降时,这部分能量又被转化为脚和地面相碰时产生的声能和势能.因此人提着重物走路,就必须消耗一部分能量来克服人和重物的重力而做功.如果把重物放在头上,由于人的脊柱具有弹性,重物就像压在一根弹簧上,人行走时,重物的起伏较小,用于克服重物的重力所做的功少,人消耗的能量也相应减少,因此,人就感到轻松.有人做过一项有趣的实验,分别测试人头顶重物走路和手提重物走路时的耗氧量,实验结果是:手提重物比头顶重物时耗氧量多得多.耗氧量越多,说明人体消耗的能量也越多,由此可知,用头顶重物还蛮有科学道理呢!如果经过一些练习,你也能稳稳当当地将重物顶在头上,走起路来轻松自如.

第三篇：高中物理必修1教案

高中物理必修1教案-《功率》(3000字)

高中物理必修1教案-《功率》

一、教学内容分析

1．内容与地位

《普通高中物理课程标准》共同必修模块“物理2”中涉及本节的内容标准是“理解功率，关心生产和生活中常见机械功率的大小及其意义”。要求学生理解功率的概念，会进行功率的计算；会分析汽车发动机功率一定时，牵引力和速度的关系；尝试自己设计实验，测量人在某种运动中的功率。由于功率在生活、生产中应用很广，教学中可充分利用这一优势，使抽象的物理概念变得富有实际意义。发展学生应用知识解决实际问题能力，树立正确的价值观。

本节课的教学应立足于培养学生的思维能力，通过学习物理研究方法，使学生学会思考问题。在建立“功率”概念中，让学生体会用比值方法来建立一个新物理概念。机车起动过程的分析着重培养学生的逻辑思维，引导学生认识物理与社会生活的密切联系，综合运用动力学知识和功率概念分析问题和解决问题的能力。通过学生设计测量人的做功功率的实验，达到学以致用的目的，培养学生运用科学知识解决实际问题能力。

2．教学目标：

（1）通过实例体验功率概念的形成过程及功率的实际意义，理解功率概念。

（2）从功率概念的定义，体会用比值方法建立物理概念的方法。

（3）理解功率与力和速度的关系。会利用功率的两个公式来解释现象和进行计算。

（4）了解平均功率、瞬时功率、额定功率、实际功率区别和联系。

（5）具有敢于发表自己观点，坚持原则，善于合作的良好

习惯。

3．重点难点：教学重点是理解功率的概念；难点是理解功

率与力、速度的关系，瞬时功率和平均功率的计算。

二、案例设计

（一）新课引入

问题：人们在生产、生活和工作中使用了大量的机械来做功，这与人力直接做功或畜力做功，在完成功的快慢方面有何不同？请举例说明。（引发学生思考，让学生从身边生活寻找做功事例，并思考机械与人或畜力做功的差异。）

功是能量转化的量度，人们十分关注做功的多少。然而不同的机械或人，其做功的快慢是不同的。（分析一些生产事例、工作场面，或展示一些做功快慢不同的图片。有条件的情况下还可通过多媒体手段更生动地展示这些画面和情景，使学生对做功快慢的情形有更为形象和具体的认识，从而为建立正确的“功率”概念打下良好基础。）

参考事例：①挖土机与人，要完成相同的挖土任务，人花的时间要长得多。②建筑工地上要把砖块或水泥等建筑材料搬到楼顶上，起重机和搬运工相比，起重机要比工人快得多。③从水井里提水，使用抽水机比人工要快得多④家住在高楼（如8层），乘电楼比走路要快得多。⑤拖拉机耕地比牛耕地要快得多，等等。列举生产、生活中发生的事例，使学生体会功率与生活、生产息息相关，无处不在，研究功率具有重要的现实意义。

说明：通过引导学生分析有关事例，形成初步共识：人们选用机械来做功时，不仅要考虑做功多少，还要考虑机械做功的快慢。如挖掘机做功比人快；大卡车比拖拉机做功快；拖拉机耕地比牛耕地要快；起重吊车比搬运工人做功快；抽水机比辘轳提水快，等等。研究做功的快慢有着重要的实际意义。

通过一个实际问题，具体数据，让学生感性地认识做功的快慢。如在某高楼建筑中需要搬运一批砖头

到一高层上，在搬运砖头过程中，起重机和搬运工人的生产记录情况如下表所示：

师：不同的机器或物体做功有快有慢，如何来衡量做功的快慢呢？请同学们思考并提出解决方案。（引导学生思考：如何比较物体做功快慢？讨论中注意培养学生的发散思维能力和批判思维能力。）

预测学生可能有以下回答：

①选择相同时间，比较做功多少，做功多的，做功就快；

②选择做相同的功，比较做功的时间长短，时间长的，做功就慢。

③类比“速度”的定义方法，用做功和完成这些功所花的时间的比值来定义“功率”。

说明：对学生提出的各种方案可能有问题或不完整，教师应鼓励学生在交流中补充完善自己的认识。教学中注意引导学生类比如“速度”、“加速度”概念的定义方法，体会比值法定义功率概念。

（二）新课教学

1．功率

（1）定义式：物理学上用物体所做的功W与完成这些功所用时间t的比值，作为在该时间内物体平均做功快慢的量度。即 Ｐ=W/ t（2）物理意义：表示物体做功快慢的物理量.。

（3）单位：教师请一位同学正确地说出公式中各个字母所表示的物理量及其单位。

Ｐ：功率，单位：瓦（W），常用单位还有千瓦（ｋW）

W：力所做的功，单位：焦耳（J）

ｔ：做功所用时间，单位：秒(s)单位换算：１kW = 1000 W１W=１J/s（4）功率是标量，功率表示做功过程中能量转化的快慢。

（5）讨论与交流：

小实验：把一枚硬币放在书的封面上，打开书的封面形成一个斜面，并使硬币开始下滑。请同学仔细分析一下，在下滑的过程中硬币共受到几个力的作用？哪些力做正功？哪些力做负功？哪些力不做功？如果斜面的倾角增大，情况会有什么变化？倾角增大时，功率是否也增大？

提示：①比较不同倾角时的功率，应注意硬币开始下滑处的高度应相同。讨论功率时须指明哪个力的功率。②实验的分析讨论，要注意所分析的是某个力的平均功率。注意引导学生进行受力分析、做功分析，可利用功率的定义式，在理论上进行的推演，使思维更加严密。

（6）认识一些常见机械做功功率

①汽车发动机：5×10 W ～ 15×10 W ②摩托车约2×10 W ③喷气客机约2×10 W ④火箭的发动机约 1×10 W ⑤ 人的平均功率约 1×10 W，优秀运动员短时间内的功率可达1000W ⑥人心脏跳动的功率 1.5W左右 ⑦万吨巨轮 10W以上 ⑧蓝鲸游动的功率可达350kW 等等。61324438 2．功率与力、速度的关系

思考与讨论：一部汽车载重时和空车时，在公路上以相同的速度行驶，试讨论这两种情况下汽车的输出功率是否相同？为什么？

预测学生会回答：

①载重汽车与地摩擦力较大，牵引力也大，由于行驶速度一样，故相同时间内，载重车的牵引力做功较多，所以载重汽车的输出功率较大。

②载重汽车行驶得比空车慢，因此功率较小。

③载重汽车比空车费力，因此载重车的输出功率较空车时要大些。

说明：上述分析讨论的目的是启发学生思考功率与力和速度有何关系。学生分析可能会出现片面和不完整回答，教师要参加到学生的讨论分析中，帮助、启发和引导学生形成正确的认识。

(正确的回答应是①)。教师根据课堂需要还可以提出一些问题让学生进一步讨论，如汽车在上坡和下坡时功率、速度和牵引力会怎样变化？ 接着，教师引导学生思考，如何计算牵引力的功率。（让学生根据所学知识和功率定义式进行推演，培养良好的科学思维能力和思维习惯）

提出问题：某汽车在平直公路上做匀速直线运动，已知其在牵引力大小为F，运行速度为V，试求此时汽车牵引力F的功率为多少？

注意引发学生思考解决问题的思路，应用功和功率的定义式进行分析和推导。

课堂分析结果： Ｐ＝F〃ｖ

即力F的功率等于力F和物体运动速度ｖ的乘积.。注意：这里的F是速度V方向上的作用力。

分析讨论：由V=S/t求出的是物体在时间ｔ内的平均速度，代入公式Ｐ＝Fｖ求出的功率是F在时间ｔ内的平均功率；如果ｔ取得足够小，则V表示瞬时速度，此时由Ｐ＝Fｖ求得的功率就是F在该时刻的瞬时功率。即当V为平均速度时，求得的功率就是平均功率，V为瞬时速度时，求得的功率就是瞬时功率。

（1）总结：

①平均功率Ｐ＝Fｖ(ｖ是平均速度)

②瞬时功率Ｐ＝Fｖ(ｖ是瞬时速度)

③如果物体做匀速直线运动，由于瞬时速度与平均速度相等，故此时平均功率等于瞬时功率。交流讨论问题：由求出的是瞬时功率还是平均功率?

学生小组讨论后得出：由公式求出的功率，反映了该力在t时间内做功的平均快慢，故由公式求出功率是平均功率。

（2）额定功率与实际功率的认识

问：人力直接做功能否像汽车做功那样快呢？汽车做功能否像飞机做功那样快呢？人如果做功过快，会产生什么后果呢？汽车超负荷运转会产生什么后果呢？（人做功过快，会引起疲劳、甚至受伤、生病等，汽车超负荷工作会造成发动机熄火或烧毁。）

问：奥运长跑运动员能否用100米短跑的速度来完成5000米的赛跑路程呢？为什么？

提示：奥运比赛是一种挑战运动局限的比赛，人与机器一样，不能长时间超负荷运动，短跑运动员在100米赛跑中，时间不过是十几秒，能以最大的速度跑完全程，此时运动员的输出功率是正常时的数十倍。在5000米的长跑运动中，运动员不可能长时间超负荷运动，因此长跑运动员不可能一直保持百米赛跑那样的速度。

说明：此问目的在于学生通过思考自己身边所熟悉的问题，认识额定功率和实际功率的概念以及概念的意义。

①额定功率：指动力机械在长时间正常工作时最大输出功率。也是机械发动机铭牌上的标称值，额定功率是动力机械重要的性能指标，一个动力机械的额定功率是一定的。

②实际功率：机械在运行过程中的功率是实际功率，实际功率可以小于额定功率，可以等于其额定功率（称满负荷运行），但不能大于额定功率，否则会损坏机械。③很多机械的铭牌上都标有这台机器的额定功率，请同学将家里的电器设备上的额定功率都记录下来，并计算家里的每部机器每天要做多少功？要消耗多少电能？哪一部机器最耗电？请与同桌同学进行交流。

（3）汽车发动机的功率一定时，牵引力与速度的关系

当汽车输出功率一定时，根据公式P=FV可知，物体的运动速度V与牵引力F成反比，如果汽车需要较大的牵引力，就必须减小运动速度。

思考：汽车以额定功率在平直公路行驶时，若前方遇到了一段较徒的上坡路段，汽车司机要做好什么调整，才能确保汽车驶到坡顶？为什么？

学生可能回答：①加大油门，汽车可顺利到达坡顶。②汽车要换档，才能顺利驶到坡顶。

师生共同分析：①根据P=FV 知，汽车以额定功率行驶，因遇上坡路段，汽车所需的牵引力增大了，若要保持行驶速度不变，这是不可能的；加大油门，只会增加发动机的输出功率（超过额定功率），发动机将因超负荷而过热损坏。②这是一种正确的操作方式，当司机将发动机的速度档位调低后，速度减少了，牵引力加大了，只要牵引力足够，汽车便可顺利上坡。

思考：汽车等交通工具，如何才能获得更大的行驶速度？

3．学生进行测功率活动。（建议课后安排）

问题：如何才能知道在某种运动中自己做功的功率呢？请同学设计一个测量方案，并进行实际测量。说明：应激励积极思考、设计可行方案，动脑动手，体验科学实验方法和感受实验成果的喜悦。实验方案举例：（让学生结合自己的情况来进行设计实验）

方案1：学生快速跑上楼，来测量做功的最大功率。

方案2：估算学生自己平时上楼或爬山过程的功率。

方案3：设计沿某一竹杆或树杆上爬一定的高度，来测量做功功率。

方案4：利用跳绳运动，来测量做功功率。

方案5：测算自己举起杠铃时的最大功率（需要同学的帮忙）

说明：①有关实验方案、原理、器材、数据的测定及同学协作等，都应放手让学生自行讨论、分工，这样才能培养学生的实验能力，给学生以合作交流的机会。

②方案选定后，要注意引导学生如何求功和功率，需要选择哪些实验器材，测量哪些物理量？测量是否存在误差问题，如何才能较准确地测量。

③根据学生设计的方案，组织学生进行实验。最后实验结果，让学生通过实物展台进行交流汇报，师生共同观看，最后还可以进行评选活动。

④活动目的是：培养学生应用物理知识解决实际问题能力，并通过亲身的实验，达到内化知识，提升能力。同时也在实验过程中培养学生严谨的科学态度。

三、案例评析

本案例的教学设计体现了物理知识源于生活，又应用于生活。“功率”与生活、生产联系密切，在引入功率、额定功率、实际功率等概念时，都注意通过生产、生活的具体实例引入，使原本枯燥无味的概念教学变得生动和有趣，学生易于认识和理解“功率”概念，有利于激发学生的学习热情。在知识形成过程中，注重引导学生学习科学思维方法，体会比值法在定义“功率”概念的作用，提高学生的应用科学思维方法解决问题的能力。通过设计测定人在某种运动中做功功率实验，来达到内化和强化物理概念和物理规律的理解，实现知识由理论向实践的转化，加强物理与生活、生产和科技的联系。

在“功率”的整个教学过程中，始终关注“生活与物理，物理与社会”的关系，培养学生关注物理学的技术应用，形成将物理知识应用于生活和生产实践的意识，较好地体现了在知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观上对学生进行教育的课程理念。

四、相关链接

1．瓦特其人其事

生平简介

瓦特(James Watt,1736～1819年)苏格兰发明家。1736年1月19日生于苏格兰格林诺克。童年时代的瓦特曾在文法学校念过书，然而没有受过系统教育。瓦特在父亲做工的工厂里学到许多机械制造知识，以后他到伦敦的一家钟表店当学徒。

1763年瓦特到格拉斯大学工作，修理教学仪器。在大学里他经常和教授讨论理论和技术问题。1781年瓦特制造了从两边推动活塞的双动蒸汽机。1785年，他也因蒸汽机改进的重大贡献，被选为皇家学会会员。1819年8月25日瓦特在靠近伯明翰的希斯菲德逝世。

科学成就

1763年，瓦特修理格拉斯哥大学的一台纽可门泵，得以仔细研究了结构和工作原理，找到了热量损失消耗大量燃料的症结所在，他终于想出了加一个与汽缸分离的冷凝器，汽缸外装上绝热套子，使它一直保持高温，新的蒸汽机的效率大大提高。瓦特并不满足于已经取得的成就，1781年他又制造了从汽缸两边推动活塞的双动作蒸汽机，并采用曲柄机构，使往复的直线运动转变为旋转运动。瓦特还设计了离心节速器，利用反馈原理控制蒸汽机的转速。经过一系列的改革，蒸汽机迅速被各工业部门采用，为产业革命铺平了道路。蒸汽机车加快了19世纪的运输速度。蒸汽机→蒸汽轮机→发电机，蒸汽为第二次工业革命即电力发展铺平了道路。

趣闻轶事

童年时代的瓦特和茶壶的故事

一天晚上，瓦特和一个小女孩在家里喝茶。瓦特不停地摆弄茶壶盖，一会儿打开，一会儿盖上，当他把茶壶嘴堵住时，蒸汽顶开了茶盖。在旁的外祖母对瓦特的这种无聊动作极为不满，加以训斥。瓦特并不介意，他一心想着蒸汽的力量，从此萌发制造蒸汽机的念头。

蒸汽机与产业革命

罗尔特所著《詹姆斯〃瓦特》中，曾写道：“瓦特蒸汽机巨大的、不知疲倦的威力使生产方法以过去所不能想象的规模走上了机械化道路。

2．机动车辆常见的两种启动过程

对于汽车或机车等交通工具，在静止开始启动的过程中，发动机的输出功率、牵引力和速度的关系满足公式P＝F〃v，在P、F、v三个物理量中，若保持一个量不变，当另一个量变化时，第三个量也随之变化。关于汽车的启动过程是一个较为复杂的物理过程，下面我们就两种常见的启动过程分析如下： ①汽车（或机车）以恒定的功率启动和行驶过程（请把握教材的难度和课标的难度）

汽车牵引功率保持恒定时，由P = FV可知，牵引力大小与速度成反比。结合牛顿第二定律F – f = ma可知，汽车以恒定功率启动的过程，随着汽车速度V的逐渐增大，汽车的加速度逐渐减小，直至加速度等于0，最后汽车做匀速运动。

思考：当汽车在平直公路行驶时，前方遇到了一段较徒的上坡路段，汽车司机应做好什么调整，才能确保汽车驶到坡顶？只靠加大油门能否顺利到达坡顶？

②机车以恒定的牵引力启动的过程：机车做的是加速度a=(F-f)/m的匀加速直线运动，汽车的输出功率P随汽车速度增大而增大，直至汽车输出功率等于额定功率，匀加速过程结束。接着汽车保持功率不变，汽车通过减少牵引力，进一步提高速度，直到加速度a＝0，最后做匀速行驶运动。这一过程中各量的变化，可用下列流程图来表示。

案例来源：陈峰主编，《走进课堂——高中物理（必修）新课程案例与评析》，高等教育出版社

荐初二物理《浮力》教学案例(5000荐荐初初二中物物理

教理

案教

学

案物

态例

变

字)

化

荐初中物理教学设计和反思(3000字)荐初中物理教学案例《密度》(800字)

第四篇：高中物理必修1弹力教案

高中物理必修1弹力教案(800字)

弹力教案

教学目标

（一）知识与技能

1．知道弹力产生的条件．

2．知道压力、支持力、绳的拉力都是弹力，能在力的示意图中画出它们的方向．

3．知道弹性形变越大弹力越大，知道弹簧的弹力跟弹簧的形变量成正比，即胡克定律．会用胡克定律解决有关问题．

（二）过程与方法

1．通过在实际问题中确定弹力方向的能力． 2．自己动手进行设计实验和操作实验的能力．

3．知道实验数据处理常用的方法，尝试使用图象法处理数据．

（三）情感态度与价值观 1．真实准确地记录实验数据，体会科学的精神和态度在科学探究过程的重要作用．

2.在体验用简单的工具和方法探究物理规律的过程中，感受学习物理的乐趣，培养学生善于把物理学习与生活实践结合起来的习惯．

教学重点

1．弹力有无的判断和弹力方向的判断． 2．弹力大小的计算． 3．实验设计与操作． 教学难点

弹力有无的判断及弹力方向的判断．

教学方法

探究、讲授、讨论、练习

教学手段

教具准备 弹簧、钩码、泡沫塑料块、粉笔、烧瓶（内装红墨水瓶塞上面插细玻璃管）、演示胡克定律用的铁架台、刻度尺、弹簧、钩码等等．

教学活动

[新课导入] 撑杆跳高运动员要使用撑杆，跳水时要使用跳板，你能说明这样做的目的

观看伊辛巴耶娃撑杆跳破世界纪录及运动员跳水的视频。

吗？由此引入新课

师：那么，这又是个什么力呢?它是怎样产生的，它的大小、方向各如何?带着这些问题我们一起来探究有关弹力的有关知识．

[新课教学] [实验演示]

一、形变

演示实验1：弹簧挂上钩码后伸长。

演示实验2：泡沫塑料块受力而被压缩、弯曲与扭转。演示实验3：粉笔用力被折断。学生观察思考什么是形变

给出形变的定义——物体形状或体积的变化叫做形变．

刚才举的那些例子都很容易观察到，如果一本书放在桌面上，书和桌面发生

形变了没有? 生1：没有．

生2：可能发生了形变，但是由于形变量太小，所以肉眼观察不出来． 演示实验1视频播放

桌面微小形变的激光演示（在一个大桌上放两个平面镜M和N，让一束光依次被这两面镜子反射，最后射在刻度尺上形成一个光点。用力压桌面，观察刻度尺上光点位置的变化。）

演示实验2 用手挤压时烧瓶的形变

（双手握住注满红墨水的烧瓶，用力挤压底部。上插玻璃管中的红墨水液面上升。）

师：通过上面的实验，我们观察到什么样的实验现象? 生：通过观察，我们发现原来不容易观察的瓶子和桌面也发生了形变．

师：我们用了什么样的方法? 生：微观放大的方法．

师：由此我们可以想到一切物体都可以发生形变，形变分为很多种类，有些物体在形变后能够恢复原状，这种形变叫做弹性形变．发生弹性形变的物体是不是在所有的情况下都可以恢复原状呢? 给出形变的分类——弹性形变、范性形变

弹性形变 ：外力在撤去后能够恢复原状

范性形变：外力在撤去后不能够恢复原状 师：刚刚我举的例子中哪个属于范性形变？

生：粉笔用力后被折断

二、弹力

师：之前我们观察了伊辛巴耶娃撑杆跳视频，大家想想如果没有那根撑杆，她能跳5米06那么高吗？不能，那撑杆对它一定有了一个力的作用。这个力我们就叫它弹力。

弹力定义——发生弹性形变的物体，由于要恢复原状，对与它接触的物体会产生力的作用，这种力叫做弹力。、从定义中我们可以得出

指

向链子收缩的方向 弹力产生的条件——①直接接触②发生弹性形变

确定弹力的方向

实例1：给出吊灯图片，做出分析。以灯为研究受力对象，链子

吊住吊灯，链子发生形变。链子被拉长，就要企图恢复形变。这里施力物体----链子，受力物体----灯。这时候链子对灯的拉力的方向是——竖直向上，指向链子收缩的方向。

实例2：播放小朋友跳蹦蹦床的图片，分析蹦床凹下去时它想要恢复形变，弹力的方向----竖直向上指向受力物体人。

做出总结：

弹力方向——施力物体形变恢复的方向；与施力物体形变方向相反；施力物体指向受力物体

[课堂训练] 关于弹力的产生，下列说法中正确的是……………………………()A.只要两物体相接触就一定产生弹力 B.只要两物体相互吸引就一定产生弹力 C只要物体发生形变就一定有弹力产生

D.只有发生弹性形变的物体才会对与它接触的物体产生弹力作用 答案：D 解析：此题根据弹力的产生条件，接触和弹性形变缺一不可．A、C都只有弹力产生条件的一个方面，而B只说“有相互吸引”，只能证明有力存在，不是弹力，故选项D正确．

几种弹力：压力、支持力和拉力

通过几种常见的弹力进一步来研究弹力问题．

压力 支持力

拉力 物块 桌面 物块

桌面

物块

桌面

绳子 物块

绳子

列表分析压力、支持力和拉力它们的施力物体、受力物体、力由谁的形变产生、和力的方向这几个问题。

进一步得出：弹力总是指向施力物体形变恢复的方向 判断有无弹力：

例1：如图所示，一球体静止于一水平面与一侧壁之间，不计任何摩擦，判断侧壁对球体有无弹力。F分析：方法1：①假设水平面和侧壁对球体 均产生弹力，分别为F1、F2，对球体受力分析

如图所示。由图可知，F2的存在显然不能使还应体处于静止状态，与题设条件（球体静止）相矛盾，故侧壁对球体无弹力。或 ②假设侧壁对球体无弹力，则球体只受重力和水平面的弹力（支持力），球体能够保持静止，满足题意，故假设成立。

F2 假设法——就是假设这个力存在，看在这个力存在时作用效果是否与物

体实际的运动状态相符合，如果符合，说明这个力确实存在，否则这个力不存在．

方法2：条件法——撤去斜面，球能保持静止，则斜面对球无弹力。

[练习]：判断图2中物体有无弹力作用。

①

②

④ 四种接触情况下弹力的方向 ①面面接触：垂直于接触面

③点点接触：垂直于过接触点的切面 并指向绳收缩的方向

[课堂训练] 1．请在图中画出杆及球所受的弹力．

④绳子拉力：沿着绳

③

甲 乙

丙

丁

解析：(1)甲图中杆在重力的作用下，对A、B两处都产生挤压的作用，故A、B两点处对杆有弹力，弹力的方向与接触点的平面垂直

(2)乙图中杆对C、D两处有挤压作用，因C处是曲面．D处为支承点，所以，C处的弹力垂直其切面指向球心，D处的弹力垂直于杆斜向上．

(3)丙图中绳子拉住小球，两只小球互相挤压，绳子对球的弹力沿绳斜向上．

(4)丁图中球与两点接触并且挤压，球受的弹力F1、F2垂直于接触点的切面(虚线是切面)，沿着半径方向指向球心．

三、胡克定律

用悬挂钩码的方法给弹簧施加拉力，系统静止时，弹簧的弹力等于所悬挂钩码的总重；弹簧的长度及伸长量可由刻度尺测出．

注意事项

(1)本实验要求定量测量，因此要尽可能减小实验误差．标尺要竖直且紧靠指针以减小读数带来的误差，每次改变悬挂钩码个数后，要待系统稳定后再读数．

(2)实验中所提供的米尺精确度为1 mm，应估读一位．

(3)弹簧组的说明书已说明每个弹簧的弹性限度，注意不要超过它的弹性限度使用．

实验过程

(1)选择器材： 选择一只弹簧(注意它的弹性限度)悬挂在铁架台的横杆上，固定刻度尺的位置。

(2)首先将实验装置调整妥当(如整个装置是否竖直平稳，标尺与弹簧的距离是否合适，标尺面与弹簧上的指针是否在同一平面内，是否便于读数等)．

(3)读出弹簧自然下垂时指针所指刻度．

(4)悬挂200g钩码一个，待稳定后，读出弹簧上指针所指刻度并计算出弹簧的伸长量记入表格

(5)逐个增加钩码，重复第4步，至少做4组数据．

(6)图象法处理数据：将数据输入Excel，以弹簧弹力为纵轴，弹簧伸长量为横轴建立坐标系，描出4个特殊点，以寻找弹簧弹力和弹簧伸长量之间的关系． 得出结论----弹簧弹力的大小与弹簧的形变量成正比． 师：用一个公式来表示这种关系．

生：F＝KX．

师：这个公式实际上是一个定律，叫做胡克定律，是英国科学家胡克首先发现的，其中式子中的K是弹簧的劲度系数，单位是牛每米，符号是N／m．其中F是弹簧受到的弹力大小，X是弹簧的形变量，既可以是弹簧的伸长量，又可以是弹簧的压缩量。弹簧的劲度系数跟弹簧丝的粗细、材料、弹簧的直径、绕法、弹簧的长度等量有关，这个量反映了弹簧的特性．

[课堂延伸] 利用胡克定律原理设计制作简易弹簧秤。（课后有兴趣

可以做）

材料：弹簧（或橡皮筋）、50克钩码5个、回形针2 枚、卡纸片、直尺、水笔

[课堂训练] 一个弹簧原长8cm，下端悬挂4N的重物，静止时，弹

簧的长 度为10cm，此弹簧的劲度系数多大? 解：由F ＝ k x得

4N=K?（0.1-0.08）m K=200 N/m [板书设计] 形变

定义——物体形状或体积的变化叫做形变

分类——弹性形变、范性形变

弹力 定义——发生弹性形变的物体，由于要恢复原状，对

与它接触的物体会产生力的作用，这种力叫做弹力。

产生条件——①直接接触②发生弹性形变

判断有无弹力的方法——假设法、条件法

方向——指向施力物体形变恢复的方向

大小——胡克定律F ＝ k x 荐初二物理《浮力》教学案例(5000荐荐初初二中物物理

教理

案教

学

案物

态例

变

字)

化

荐初中物理教学设计和反思(3000字)荐初中物理教学案例《密度》(800字)

第五篇：高中物理必修1教案：牛顿第三定律

黎晋良设计

4．5牛顿

黎晋良设计

（B）轮船的螺旋桨旋转时向后推水，水同时给螺旋桨一个反作用力推船前进

（C）质量较大的物体A静止在质量较小的物体B上时，A对B的作用力大于B对A的作用力

（D）发射火箭时，火箭向下喷出气体，喷出的气体同时给火箭一个反作用力推动火箭向上运动

4、下列说法中正确的是

（）（A）作用力和反作用力一定是同一性质的力

（B）作用力和反作用力大小相等，方向相反，作用效果可以相互抵消（C）相互平衡的两个力性质可以相同，也可以不同

（D）相互平衡的两个力大小相等，方向相反，同时出现，同时消失

5、跳高运动员能从地上跳起，这是由于在起跳瞬间

（）．．（A）运动员给地面的压力等于运动员受到的重力（B）地面给运动员的支持力大于运动员给地面的压力（C）地面给运动员的支持力大于运动员受到的重力

（D）地面给运动员的支持力和运动员给地面的压力大小相等，方向相反

6、人站在电梯上。人与电梯之间相互的作用力与反作用力分别是人对电梯的_____力和电梯对人的______力；电梯静止时，这两个力大小_____，方向_____；电梯匀速下降时，这两个力大小_____，方向_____；电梯匀速上升时，这两个力大小_____；方向_____。

课后作业

1、一物体静止的放在水平台式弹簧秤上，物体对台秤的压力等于物体受到的重力，同时还等于物体受到的支持力，下列说法中正确的是

（）（A）压力和重力是一对平衡力

（B）压力和重力是一对相互作用力（C）压力和支持力是一对平衡力

（D）压力和支持力是一对相互作用力（E）支持力和重力是一对平衡力

（F）支持力和重力是一对相互作用力

2、机车A拉着一节车厢B水平向右行驶。用FAB和FBA分别表示A对B和B对A的作用力。已知B行驶时受到的阻力f＝2.0×103N。请回答以下问题。

⑴当A拉B匀速行驶时，FAB＝

N，FBA＝

N。FAB和FBA方向。

⑵当A拉B以0.3m/s2加速度运动时，已知车厢B的质量是4.0t，FAB＝

N，FBA＝

N。FAB和FBA方向。

3、下列的各对力中，是相互作用力的是

（）

黎晋良设计

（A）悬绳对电灯的拉力和电灯的重力（B）电灯拉悬绳的力和悬绳拉电灯的力（C）悬绳拉天花板的力和电灯拉悬绳的力（D）悬绳拉天花板的力和电灯的重力

4、用绳悬挂一重物，当重物处于平衡状态时，重物所受重力的平衡力是____________，重力的反作用力是________ _______。

5、下列关于作用力与反作用力的说法中，正确的是（A．先有作用力，后有反作用力

B．只有物体静止时，才存在作用力与反作用力 C．只有物体接触时，物体间才存在作用力与反作用力 D．物体间的作用力与反作用力一定是同性质的力

6、在天花板上悬挂一个重力G的吊扇，当吊扇静止时,悬杆对吊扇的拉力为T，当吊扇转动时悬杆对吊扇拉力为T′，则G、T与T′三者之间的大小关系如何？ 答：T′

T

G

7、甲、乙两人各用20N的力分别向两边拉测力计，测力计处于静止状态，则测力计的示数为

N。）

提高题

8、甲、乙两人分别站在两个相同的船上，甲质量较大，船漂浮在平静的水面上，初速度为零，他们各自握住绳的一端用力拉对方，两人都相对自己的船静止，不计水对船的阻力，则

（）

（A）甲先到中间

（B）乙先到中间

（C）同时到中间

（D）无法确定

9、如图所示，一个箱子放在水平地面上，箱内有一固定的竖直杆，在杆上套有一个环，箱和杆的质量为M，环的质量为m。当环沿着杆加速下滑时（环的加速度小于g），箱对地面的压力

（）

（A）等于Mg

（B）等于（M＋m）g（C）大于（M＋m）g

（D）小于（M＋m）g

m a M

黎晋良设计

10、如图所示，在台秤上放半杯水，用细线栓一体积小于水的金属块慢慢浸入水中（水不溢出）。则台秤的示数将

（）（A）一直保持不变

（B）先减小后保持不变

（C）先增大后保持不变

（D）一直增大