【新课标●新课堂】2.1功和机械能（第2课时）教学设计-2026-2027学年浙教版科学九年级上册

该初中科学教学设计聚焦功率及功与能的关系，通过建筑工地工人与起重机搬砖实例引出做功快慢问题，类比速度定义功率，再从做功本领切入能量，串联“功—功率—能”知识链条搭建学习支架。 特色在于情境化导入与类比法培养科学思维，实例计算（起重机、智能机器人等）体现科学观念应用，对比石块、小车情境建构能量概念落实探究实践。助力学生提升公式应用能力，教师教学贴合认知规律，高效串联知识。

第1节 功和机械能（第2课时）教学设计 ——功率、功与能 【核心概念】能的转化与能量守恒 【内容要求】 1.学习内容：能的形式、转移与转化。 2.内容要求：用实例说明功和功率的概念与意义。 【教学目标】 1.理解功率的物理意义，能够区分做功多少和做功快慢；​ 2.掌握功率的定义、公式、国际单位及常用单位，熟记单位换算关系；能运用功率公式进行简单计算，解决生活中做功快慢的实际问题。通过例题演练、课堂练习，提升公式应用和数据分析能力。 3.通过对比生活做功实例、小组讨论，经历功率概念的建立过程，掌握比值定义法的科学研究方法。 4.能从做功快慢定义功率，再从做功本领引入能量，理解物体具有做功的本领，是因为物体具有能。 5.感受物理知识与生活、生产的紧密联系，激发学习兴趣；​ 【教材分析】 本节课既是对功的概念的深化，也是后续学习机械效率、电功率的基础，在力学知识体系中起到承上启下的关键作用。 教材通过生活中做功快慢不同的实例，引出功率的物理意义，循序渐进推导功率的公式、单位及物理含义，从做功快慢定义功率，再从做功本领引入能量，承接“功（做功多少）、功率（做功快慢）”的知识，解决：物体为什么能够对外做功？帮助学生建立认知：物体具有做功的本领，本质是因为物体具有能量，完美串联“功—功率—能”的知识链条，突破学生对能量概念抽象难懂的痛点。这样贴合初中生从具象到抽象的认知规律，同时紧密结合生活、生产场景，体现科学“从生活走向科学，从科学走向社会”的课程理念。 【教学过程】 【引入】建筑工地需要把一堆砖搬到5楼，如果让一名工人搬运，需要几小时搬完，而用起重机搬运，只要几分钟就能完成。问题：将这堆砖搬运到5楼，工人或起重机对砖做的功相同吗？谁快谁慢呢？ 学习课题：功率及功率的计算。 一、功率 回顾速度的定义：路程与时间的比值，用来描述运动快慢。引导学生思考：如何描述做功快慢？ （设计目的：类比法的运用） 结合引例分析，无论是人做功，还是利用起重机来做功，都存在做功快与慢之分。要比较不同物体做功的快慢，必须同时考虑两个因素：一是物体做功的大小，二是物体做功所用的时间。科学中，用功率表示做功的快慢。​ 1.功率定义：物体做的功与做功所用时间的比叫做功率，用符号P表示。​ 2.表示意义：表示物体做功快慢的物理量，功率越大，物体做功越快。​ 3.公式： P = W /t​ W 表示功，单位焦耳（J）；t表示时间，单位秒（s）；P 表示功率。​ 4.单位：焦耳每秒（J/s），专用名称瓦特，简称瓦，符号W。1W=1J/s。​ 常用单位：千瓦（kW），单位换算：1kW=1000W 1MW=1×10⁶W​ 感知单位：1W的功率相当于1s内将两个鸡蛋举高1m做功的快慢；初中生正常爬楼功率约200W。 5.机器的功率： 功率是机器的主要技术指标之一。实际工作时，根据需要选择功率合适的机器。功率选择不当，会造成机器的浪费，甚至毁坏机器。 阅读图2.1-8，了解生活中的人和一些机器的功率。 二、功率的计算 【例1】起重机将质量为750kg的货物，在0.5min内匀速吊起6m高，起重机的功率有多大？ 解：货物的重：G = mg =750kg×9.8N/kg=7350N 起重机对货物做的功：W = Gh =7350N×6m=44100J 起重机的功率：P = W/t =44100/(0.5×60s)=1470W=1.47KW 答：起重机的功率为1.47kW。 【拓展】 1.公式使用时单位必须统一。 2.结合W = Fs、v = s/t，推导得出：P = W/t = Fs/t = Fv 。​ 适用场景：匀速直线运动，可计算运动物体的功率，简单讲解应用（如汽车速度与功率的关系），适当拓展。 【例2】快捷酒店常用智能机器人为旅客送递物品。如图是一款质量为80kg的智能机器人。工作时，该机器人在地面上匀速直线移动的速度为1m/s，所受阻力是机器人重力的0.05倍。求： （1）机器人所受重力； （2）机器人在水平地面上匀速直线移动时的牵引力； （3）机器人在水平地面上匀速直线移动30s，此过程中牵引力做功的功率。 【解】（1）G = mg =80kg×10N/kg=800N （2）F牵 =f阻= = 0.05×= （3）P牵=F牵s/t = F牵v = 40N 1m/s = 40W 【解析】（1）质量乘以g等于重力； （2）在地面上匀速直线移动，牵引力等于阻力； （3）牵引力做功的功率等于牵引力与速度的乘积。 【例3】太阳能将成为全球未来供电的主要能源。某学校开展了“制作太阳能动力小车”的项目活动。小科制作的小车已经完成测定的参数如下：小车的质量为100g，车长8cm、宽6.5cm、高3cm，轮胎与地面的总接触面积为2cm2完成下列问题： （1）小车静止在水平地面时，对地面的压强为多少？ （2）某次测试中，小车在阳光照射下行驶40米用时1分20秒，该次测试中小车的速度为多少？ （3）测试中，小车以最快速度0.8m/s在水平地面上匀速直线行驶，若受到的阻力为重力的0.1倍，此时小车的功率为多少瓦？ 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】（1）小车的重力 小车对地面的压强 （2）测试过程中小车行驶的时间t=1min20s=80s 则该次测试中小车的速度 （3）小车受到的阻力 因为小车在水平地面上匀速直线运动，所以小车的牵引力 则此时小车的功率 三、功与能的关系 【引入】为什么有的物体可以对外做功，有的物体无法做功？为什么起重机、运动的汽车、高处的重物，都具备做功的能力呢？​ 1.情境对比，建构“做功本领”概念 教师展示两组对比情境，引导学生观察辨析：​ 情境1：静止在地面的石块 vs 从高处下落的石块。​ 师提问：地面静止的石块，能砸动地面、对外做功吗？高处静置的石块，有没有做功的潜力？​ 学生：地面石块不能做功；高处的石块落下来可以砸坏物体，能够做功。​ 情境2：静止的小车 vs 高速运动的小车。​ 师提问：静止小车无法推动障碍物，运动的小车却可以撞击物体、推动物体做功，这说明了什么？​ 师生共同归纳：不同物体的做功本领不同。当物体具备对外做功的潜在能力时，我们把这种“能够对外做功的能力”，叫做做功的本领。​ 具有做功本领的物体例举：举高的书包、流水、风、飞行的子弹等。 2.建立能量定义​ 在科学中，一个物体能够对外做功，我们就说这个物体具有能量，简称能。​ 通俗化解读：​ 1.物体有做功的本领 ⇔ 物体具有能量；​ 2.物体做功的过程，本质就是能量消耗、转化的过程；​ 3.功率描述做功快慢，而能量是物体能够做功的根本原因。 4.可以用做功的多少来量度能的转化的多少。能的单位与功的单位一样，也是焦耳。 【思考与讨论】 1.结合举重和人推车等事例，谈谈做功与能的转化的关系。 对物体做功可以使物体获得相应的能，而具有能的物体也可以对外做功。举重运动员具有能才会对杠铃做功，推车的人具有能才会对车做功。做功的过程实质就是能的转化过程，力对物体做了多少功，就有多少能发生了转化。 2.功是能的转化的量度，做功的快慢也就是能的转化的快慢。根据这一观点，请叙述例题中起重机的功率为1.47kW的意义。 表示在1秒的时间内，起重机对货物做了1470J的功，即起重机在1秒内将1470J的能转化为货物的机械能。 【课堂总结】 1. 功率的物理意义：描述做功快慢； 2. 功率公式：P = W/t，单位：W、kW； 3. 功与功率的区别，功率的简单计算。 4. 物体能够做功是由于物体具有能，功是能的转化量度。 【板书设计】 第1节 功和机械能（第2课时） 一、功率​ 1. 科学意义：表示物体做功的快慢​ 2. 定义：功与做功时间的比值​ 3. 公式：P = W/t 拓展：P = Fv（匀速）​ 4. 单位：国际单位：W（1W=1J/s） 常用：kW 1kW=10³W​1MW=1×10⁶W​ 5. 辨析：功→做功多少；功率→做功快慢 二、功与能的关系 物体能够做功是由于物体具有能，功是能的转化量度。 【布置作业】 1.完成作业本上相应内容 学科网（北京）股份有限公司 $