北師大版物理八年級下冊第九章機械和功同步教案

題9.1杠桿第1課時杠桿及其平衡條件教學(xué)目標【知識與技能】1．知道什么是杠桿，能從常見工具中辨認出杠桿。2．能夠辨認出支點、動力、阻力，會確定動力臂和阻力臂。3．通過觀察與實驗，探究并理解杠桿的平衡條件，并能進行簡單計算?！具^程與方法】1．通過認識生活中的杠桿、認識杠桿五要素的過程，體會科學(xué)抽象的方法。2．經(jīng)歷探究杠桿平衡條件的過程，學(xué)會分析實驗現(xiàn)象、尋找數(shù)據(jù)間規(guī)律，從而歸納出實驗結(jié)論的一般方法?！厩楦袘B(tài)度價值觀】激發(fā)物理興趣，形成探究思維，有小組合作意識。教學(xué)重難點1．杠桿平衡條件。2．力臂的概念和畫法。教具準備羊角錘、鐵架臺、鉤碼、細繩、等分刻度的勻質(zhì)木尺、多媒體課件等。教學(xué)過程一、情景引入多媒體展示：古埃及人建造金字塔時利用簡單機械搬動巨大石塊；我國古代利用桔槔在井上汲水；在現(xiàn)代建筑工地上，人們利用挖土機、起重機、吊車、鉗子等工具進行勞動。讓學(xué)生找出它們的共同特點。通過這些實例，有效地引起學(xué)生的注意，從而導(dǎo)入新課。二、新課教學(xué)探究點一：杠桿來看一下羊角錘的工作特點。學(xué)生交流、討論后得出結(jié)論：1．硬；2.在力的作用下繞某一點轉(zhuǎn)動。演示：用長木板繞固定點轉(zhuǎn)動撬一重物。說明物體只要是硬的就行，跟形狀無關(guān)。同時邊說邊板書課題。1．定義：一根硬棒在力的作用下如果能繞固定點轉(zhuǎn)動，這根硬棒就叫杠桿。讓學(xué)生再舉一些杠桿的實例(如活塞式抽水機、蹺蹺板)以鞏固對定義的理解。2．杠桿的五要素：支點：杠桿繞著轉(zhuǎn)動的點叫支點，用字母O表示。動力：使杠桿轉(zhuǎn)動的力，用字母F1表示。阻力：阻礙杠桿轉(zhuǎn)動的力，用字母F2表示。那么要產(chǎn)生同樣的效果，施加力的大小、方向是否一樣呢？讓學(xué)生按下圖所示分別操作。(1)分別按圖甲三個位置沿圖示方向向下施力使杠桿靜止。提問：三次施加的力的大小是否一樣？答：不一樣。(大小關(guān)系能回答出來)這說明要使杠桿保持這種狀態(tài)，力的大小跟什么有關(guān)？學(xué)生會回答跟作用點和支點的遠近有關(guān)，且距離越大，力越小。(2)老師不加解釋，再讓學(xué)生按圖乙所示施加力使杠桿保持靜止，學(xué)生會發(fā)現(xiàn)雖然作用點相同，即作用點和支點的遠近相等，但力的大小卻不同，且F1>F2。提問：想一想，力的大小跟什么有關(guān)呢？學(xué)生無法解釋(必然產(chǎn)生強烈的求知欲)，這時讓學(xué)生在練習紙上畫出過支點O作沿F1、F2方向的直線的垂線段(這一點有些學(xué)生的知識準備可能不足，老師可先觀察，若學(xué)生畫得很好，老師就略畫一下，若不行，老師就得詳細示范給學(xué)生看)，并標上l1、l2。問：l1、l2哪個大？F1、F2哪個大？老師再來解釋要使杠桿保持靜止狀態(tài)，力的大小不是跟支點到力的作用點的距離有關(guān)，而是跟支點到剛才的直線的距離有關(guān)，我們把沿力的方向所畫的直線叫力的作用線，過支點到力的作用線的距離叫力臂。動力臂：支點到動力作用線的距離，用字母l1表示。阻力臂：支點到阻力作用線的距離，用字母l2表示。3．請同學(xué)們畫出下圖的力臂。 教師巡回指導(dǎo)，注意發(fā)現(xiàn)比較典型的錯誤，反饋點撥。然后教師歸納總結(jié)，畫力臂的步驟：(1)確定支點；(2)確定力的作用線；(3)過支點到力的作用線作垂線；(4)標垂足，定力臂。探究點二：杠桿的平衡條件我們把剛才杠桿所處的狀態(tài)叫杠桿的平衡，所謂杠桿的平衡就是杠桿處于靜止狀態(tài)，那么杠桿的平衡跟哪些因素有關(guān)呢？探究：杠桿的平衡條件1．猜想。2．設(shè)計實驗。3．進行實驗：①把杠桿用細線掛在鐵架臺上，調(diào)節(jié)兩端的平衡螺母，使杠桿不掛鉤碼時在水平位置平衡(便于測量力臂)。②給杠桿兩端掛上不同數(shù)量的鉤碼，移動鉤碼的位置，使杠桿平衡。這時杠桿兩端受到的作用力等于各自鉤碼的重力。把支點右邊的鉤碼重力當作動力F1，支點左邊的鉤碼重力當作阻力F2；量出杠桿平衡時的動力臂l1和阻力臂l2；把相應(yīng)的數(shù)值填入表中。③改變力和力臂的數(shù)值，再做兩次實驗。實驗次數(shù)動力F1/N動力臂l1/m阻力F2/N阻力臂l2/m1234.分析論證，得出結(jié)論：根據(jù)表中的數(shù)據(jù)進行分析，例如可以對它們進行加、減、乘、除等運算，找出它們之間的關(guān)系。杠桿的平衡條件：動力×動力臂＝阻力×阻力臂即：F1l1＝F2l2它的含義：如果動力臂是阻力臂的幾倍，那么動力就是阻力的幾分之一。三、板書設(shè)計第1節(jié)杠桿第1課時杠桿及其平衡條件1．杠桿的定義：在力的作用下能夠繞固定點轉(zhuǎn)動的硬棒叫作杠桿2．杠桿的五要素：(1)支點：杠桿繞著轉(zhuǎn)動的點(2)動力：使杠桿轉(zhuǎn)動的力(3)阻力：阻礙杠桿轉(zhuǎn)動的力(4)動力臂：從支點到動力作用線的距離(5)阻力臂：從支點到阻力作用線的距離3．杠桿的平衡：當杠桿在動力和阻力作用下靜止時，我們就說杠桿平衡了4．杠桿的平衡條件：動力×動力臂＝阻力×阻力臂寫作：F1·l1＝F2·l2它的含義：如果動力臂是阻力臂的幾倍，那么動力就是阻力的幾分之一四、教學(xué)反思杠桿在生活和生產(chǎn)中有著廣泛的應(yīng)用，學(xué)好這部分知識具有重要的實際意義。杠桿是一種重要的簡單機械，也是學(xué)習滑輪、輪軸等其他一些簡單機械的基礎(chǔ)。大部分學(xué)生對生活中的杠桿比較熟悉，也很感興趣；但對杠桿的“五要素”及杠桿的平衡條件，還不清楚。通過本節(jié)課的學(xué)習，可以把學(xué)生的感性經(jīng)驗上升為理性認識。另外，讓學(xué)生親自經(jīng)歷探究杠桿平衡條件的全過程，有利于培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究的能力。9.1杠桿第2課時杠桿的類別與應(yīng)用教學(xué)目標【知識與技能】1．知道杠桿種類及三種杠桿的特點；能從常見工具和簡單機械中識別出杠桿并能進行分類。2．知道杠桿的平衡條件。3．會畫力臂；能用杠桿平衡條件進行計算?！具^程與方法】1．經(jīng)歷繪制杠桿示意圖的過程，體會科學(xué)抽象的方法。2．練習使用杠桿，體會杠桿的作用，提高觀察力、抽象概括能力?！厩楦袘B(tài)度價值觀】1．關(guān)心生活、生產(chǎn)和自然現(xiàn)象中杠桿的使用，體驗科學(xué)源自生活，提高對生活的關(guān)注和對科學(xué)的學(xué)習興趣。2．樂于在周圍生活中發(fā)現(xiàn)和分析各種杠桿，具有利用杠桿方便自己工作的意識。教學(xué)重難點【教學(xué)重點】杠桿種類及特點，杠桿平衡條件的應(yīng)用?！窘虒W(xué)難點】畫力臂，識別杠桿。教具準備筷子、鑷子、多媒體課件等。教學(xué)過程一、情景引入我們先來聽一個小故事：“只要您讓我有一個地方站著，我就可以把地球推動起來?！惫畔ＥD物理學(xué)家阿基米德對國王說?！肮∧闾珪蹬Ａ?！”國王大笑著說，“你先給我推動一樣?xùn)|西看看，看你講的話怎么樣！”當時，國王造了一只很大的船，可是沒有辦法推到水里去。即使把全城的人都集合起來，恐怕也不能推動。國王對阿基米德說：“那么，就請你來幫忙吧，把這條船推動到水里去吧，我的吹牛家！”阿基米德滿口答應(yīng)。他精心設(shè)計了一套復(fù)雜的杠桿和滑輪組合成的機械，末端留了一條拉繩，然后請國王來看表演。這一天，海邊人山人海。那艘大船，長十幾丈，高幾層樓，確實是一個龐然大物。阿基米德將那一條小繩交給了國王，說：“請你拉一下吧，一切就都解決了?！眹醢胄虐胍?，手里拿著繩子，先看了看，然后輕輕一拉，奇跡出現(xiàn)了：大船移動起來，漸漸地向海里滑去，就像變魔術(shù)一樣。國王瞪大了眼睛，張著嘴半天才說：“這，這是怎么回事，莫非有上帝在相助？”頓時，岸上爆發(fā)出一陣歡呼聲。在這個小故事里，聰明的阿基米德巧妙地運用了杠桿，今天我們就來學(xué)習杠桿的應(yīng)用。二、新課教學(xué)探究點：杠桿的類別及應(yīng)用多媒體展示：蹺蹺板。從幼兒園放學(xué)后的小明、小偉和大勇正在玩蹺蹺板，他們?nèi)艘黄鹫驹谲E蹺板上，站在同一邊的小明、小偉一下子將大勇翹了起來，大勇怎樣才能將他們兩人翹起來呢？大勇迅速滑向蹺蹺板的外端，也就是增加大勇的重力的力臂，這樣大勇一個人就可以將他們兩個人翹起來。對于大勇來說蹺蹺板這時候就是一個省力杠桿。那么小明、小偉怎樣才能將大勇再次翹起來？坐在哪里才能使蹺蹺板平衡？他們可以像大勇一樣，通過增加力臂的方法，滑向蹺蹺板的外端；還可以再加上一個人，通過三個人的力量將大勇翹起來。這時對于他們?nèi)藖碚f，蹺蹺板就是一個費力杠桿。通過上面的動畫可知，杠桿可以分為省力杠桿、費力杠桿，另外還有一種等臂杠桿。下面請同學(xué)通過列舉事例或?qū)嶒炚f明日常生活中一些杠桿的作用，并加以區(qū)分。1．省力杠桿多媒體展示：壓水機的手柄杠桿示意圖。請同學(xué)們根據(jù)杠桿示意圖發(fā)現(xiàn)它有什么特點？再根據(jù)杠桿平衡條件判斷一下。歸納總結(jié)：省力杠桿：動力臂大于阻力臂，動力小于阻力，省力但費距離。請同學(xué)們回答在日常生活中有哪些省力杠桿？多媒體展示省力杠桿如：鍘刀(圖甲)、瓶蓋起子(圖乙)、獨輪車(圖丙)。2．費力杠桿多媒體展示：鐵鍬挖土。請同學(xué)們根據(jù)杠桿示意圖發(fā)現(xiàn)它們有什么特點？再根據(jù)杠桿平衡條件判斷一下。歸納總結(jié)：費力杠桿：動力臂小于阻力臂，動力大于阻力，費力但省距離。請同學(xué)們回答在日常生活中有哪些費力杠桿？展示費力杠桿，如筷子、鑷子等。筷子簡介：筷子，被外國人譽為“東方的文明”。它的使用，標志著中華民族文明的進步。美國哈佛大學(xué)一位人類學(xué)家認為，中國最古老的筷子的出現(xiàn)，大約是在公元前1200多年以前，比西方人使用刀叉要早幾百年。3．等臂杠桿多媒體展示：天平。特點：動力臂等于阻力臂，動力等于阻力。等臂杠桿最重要的應(yīng)用是天平，天平是支點在中間的等臂杠桿。多媒體展示：人體內(nèi)有許多骨骼、關(guān)節(jié)構(gòu)成的杠桿。教師結(jié)合一些具體的動作(例如舉、拿、抬、踢等)來講解這些杠桿是如何工作的。三、板書設(shè)計第1節(jié)杠桿第2課時杠桿的類別與應(yīng)用四、教學(xué)反思通過本節(jié)課的學(xué)習，使學(xué)生領(lǐng)悟到杠桿的理論知識來源于實踐，反過來又指導(dǎo)實踐；并且讓他們知道杠桿在我國古代就有了許多巧妙應(yīng)用，大約在三千多年前就有用來搗谷的舂，用來井上汲水的桔槔，還有能夠做精確稱量的天平和桿秤。這些在古書《墨經(jīng)》中就有相關(guān)記載，同學(xué)們應(yīng)該為祖國悠久的文化歷史感到自豪。9.2滑輪第1課時定滑輪和動滑輪教學(xué)目標【知識與技能】1．知道什么是定滑輪、動滑輪及其特點。2．理解定滑輪、動滑輪的實質(zhì)，能根據(jù)杠桿的平衡條件對兩種滑輪進行理論分析?！具^程與方法】經(jīng)歷探究定滑輪、動滑輪的工作特點的過程，進一步掌握用觀察、對比來研究問題的方法?！厩楦袘B(tài)度價值觀】1．對實踐中的定滑輪和動滑輪的工作特點具有好奇心。2．具有利用簡單機械改善勞動條件的愿望。教學(xué)重、難點定滑輪、動滑輪的特點和工作原理。教具準備彈簧測力計、動滑輪、定滑輪、鉤碼、多媒體課件等。教學(xué)過程一、情景引入當我們參加升旗儀式時，看到站在地面上的人向下拉繩子，國旗就徐徐升起了。你知道旗桿頂端有一個什么機械幫助把旗升上去的嗎？你了解它的作用與實質(zhì)嗎？你還能舉出它在其他方面的應(yīng)用嗎？引導(dǎo)學(xué)生有目的地觀賞、思考、回答從而引入課題。二、新課教學(xué)探究點一：滑輪觀察多媒體課件圖片得出滑輪定義。中心有軸，周邊有凹槽，可以繞裝在框子里的軸轉(zhuǎn)動的輪子叫作滑輪。探究點二：定滑輪問題1：我們可以直接用手將物體提升，但如果高度太高，手夠不到怎么辦呢？比如把國旗提升到頂端，這個時候就要用到滑輪了，現(xiàn)在我們就來模擬用滑輪提升國旗。問題2：滑輪在使用時有什么樣的特點？滑輪在轉(zhuǎn)動，滑輪的軸不隨物體一起運動，將這樣的滑輪稱為定滑輪。問題3：使用機械的作用在于省力或者省距離，那么定滑輪的作用是什么呢？演示定滑輪，請同學(xué)們回答以下問題：(1)鉤碼重力和豎直拉動時拉力大小是多少？(2)鉤碼移動距離和繩子自由端移動距離是多少？(3)鉤碼移動方向和拉力的方向如何？總結(jié)：定滑輪的特點是不省力、不省距離，但可以改變力的方向。問題4：斜著拉動時拉力大小還等于物體重力嗎？強調(diào)：沿任何方向拉動定滑輪，力的大小都是一樣的。問題5：為什么沿各個方向拉動時拉力大小都一樣呢？定滑輪的實質(zhì)是l1＝l2的等臂杠桿。F＝Gs＝h探究點三：動滑輪問題1：滑輪除了剛才的用法，還有其他用法來提升物體嗎？演示使用動滑輪。問題2：滑輪在使用時有什么樣的特點？滑輪在轉(zhuǎn)動，滑輪的軸隨物體一起運動，將這樣的滑輪稱為動滑輪。問題3：使用定滑輪可以改變力的方向，那么使用動滑輪的作用是什么呢？演示動滑輪，請同學(xué)們回答以下問題：(1)鉤碼重力和豎直拉動時拉力大小是多少？(2)鉤碼移動距離和繩子自由端移動距離是多少？(3)鉤碼移動方向和拉力的方向如何？問題4：此時有幾段繩子拉著重物？問題5：物體重2N，將繩子自由端掛在頂端時，繩子拉力大小為多少？問題6：如果用手拉著繩子自由端，則手的拉力大小為多少？總結(jié)：動滑輪特點是可以省一半力，但費一倍的距離，不可以改變力的方向。問題7：斜著拉動時拉力大小還是重力一半嗎？強調(diào)：只有豎直方向拉動時，才能省一半的力。問題8：為什么沿斜向拉動時拉力大小不等于重力的一半呢？動滑輪的實質(zhì)是l1＝2l2的省力杠桿。F＝G/2s＝2h活動：認識定滑輪、動滑輪的實際應(yīng)用。三、板書設(shè)計第2節(jié)滑輪第1課時定滑輪和動滑輪1．定滑輪：(1)使用特點：可以改變力的方向，不省力也不費力，不省距離也不費距離(2)實質(zhì)：等臂杠桿2．動滑輪：(1)使用特點：能省一半的力，但是不改變力的方向，要多移動一倍距離(2)實質(zhì)：動力臂是阻力臂二倍的杠桿四、教學(xué)反思本節(jié)知識具有承上啟下的作用：滑輪是繼上一節(jié)“杠桿”之后學(xué)生學(xué)習的又一種重要的簡單機械，滑輪實質(zhì)上是杠桿的變形，可以通過杠桿平衡條件來分析；同時滑輪也是以后學(xué)習機械效率的基礎(chǔ)。通過對滑輪特點的理論分析，再次體會從具體到抽象的研究方法。首先從實物引入，通過讓學(xué)生認識滑輪、利用滑輪、區(qū)分滑輪；然后讓學(xué)生探究使用定滑輪和動滑輪的好處，并從理論上分析滑輪的實質(zhì)。9.2滑輪第2課時滑輪組、輪軸和斜面教學(xué)過程【知識與技能】1．通過圖片介紹，讓學(xué)生知道滑輪組的概念，使學(xué)生初步掌握滑輪組的特點。2．知道使用滑輪組時拉力與物重的關(guān)系；會組裝簡單的滑輪組。3．了解其他簡單機械的一些應(yīng)用?！具^程與方法】1．經(jīng)歷組裝滑輪組的過程，學(xué)會按要求組裝滑輪組的方法。2．經(jīng)歷探究輪軸和斜面工作特點的過程，進一步掌握用觀察、對比來研究問題的方法?！厩楦袘B(tài)度價值觀】1．具有利用簡單機械改善勞動條件的愿望。2．通過了解簡單機械的應(yīng)用，初步認識科學(xué)技術(shù)對人類社會發(fā)展的作用。教學(xué)重難點知道使用滑輪組時拉力與物重的關(guān)系。教具準備彈簧測力計、動滑輪、定滑輪、鉤碼、多媒體課件等。教學(xué)過程一、情景引入多媒體展示：小孩吊起牛犢動畫，引導(dǎo)學(xué)生思考，為什么一個小孩能自己把牛犢吊起來？這其中用到了什么原理呢？學(xué)完今天的課程我們就會知道。二、新課教學(xué)探究點一：滑輪組教師：我們先來回顧上節(jié)課的知識，請同學(xué)回答動滑輪、定滑輪的特點。學(xué)生回顧、思考、作答。教師總結(jié)定滑輪和動滑輪的工作特點，自然地引出滑輪組：使用動滑輪可以省力，定滑輪能改變力的方向，如果我們既想省力，又要改變力的方向，大家想想有什么好辦法？讓學(xué)生們動手實驗。實驗的目的有兩個：一是讓學(xué)生練習組裝簡單的滑輪組；二是探究滑輪組在工作時的省力情況。1．提出問題用一個動滑輪和一個定滑輪組合起來提升重物，你能設(shè)計出多少種方法？每種方法分別能省多少力？2．設(shè)計實驗與進行實驗教師引導(dǎo)：向?qū)W生簡單介紹一下繩子的固定端與自由端的概念，提醒他們繩子的繞法是設(shè)計實驗的關(guān)鍵。讓學(xué)生充分發(fā)揮想象力，大膽、科學(xué)地設(shè)計。然后讓學(xué)生交流設(shè)計的方案，并給予鼓勵。讓學(xué)生按照設(shè)計的方案進行操作，準確記錄實驗數(shù)據(jù)并填在課本表格中，引導(dǎo)學(xué)生觀察吊起動滑輪的繩子的股數(shù)。再次提醒學(xué)生注意操作安全，加強合作。3．分析論證與實驗結(jié)論分析表格中的數(shù)據(jù)和吊起動滑輪的繩子的股數(shù)，可以得出結(jié)論：使用滑輪組吊重物時，若動滑輪的重力和摩擦不計，動滑輪被幾股繩子吊起，所用的力就是物重的幾分之一，即F＝eq\f(1,n)G。4．拓展與提高根據(jù)班級的實際情況，還可以提出如下問題，引導(dǎo)學(xué)生思考、討論。(1)通過觀察，你認為滑輪組省力的多少取決于什么？(2)若不計摩擦但考慮動滑輪重，則拉力與物重、動滑輪的重之間有什么關(guān)系？(3)課前多媒體所示的情景，你認為這可能嗎？理由是什么？學(xué)完這部分內(nèi)容后，可以引導(dǎo)學(xué)生通過表格的形式對定滑輪、動滑輪和滑輪組進行對比總結(jié)。 定滑輪動滑輪滑輪組定義實質(zhì)特點探究點二：輪軸和斜面教師指導(dǎo)學(xué)生閱讀課本“科學(xué)世界”：輪軸和斜面的應(yīng)用。活動1：簡單介紹輪軸的知識及其應(yīng)用?；顒?：引導(dǎo)學(xué)生說出常見的斜面：盤山公路，斜坡等。提問：利用斜面想要把一個重物提升到一定高度，想更省力，如何實現(xiàn)？小組內(nèi)交流討論，得出結(jié)論：延長斜面的長度可以更省力。多媒體展示生活中利用斜面的例子?；顒?：多媒體展示我國古代對簡單機械的利用情況。三、板書設(shè)計第2節(jié)滑輪第2課時滑輪組、輪軸和斜面四、教學(xué)反思先回顧定滑輪、動滑輪的特點，后指出如果把定滑輪和動滑輪組合起來使用，就可以既省力又改變力的方向，接著研究使用滑輪組時拉力與物重的關(guān)系。最后介紹了另兩種常見的簡單機械——輪軸和斜面，通過圖片、錄像等多媒體資料介紹我國古代對簡單機械的利用情況，來拓寬學(xué)生的知識面，同時進行愛國主義教育。9.3功教學(xué)目標【知識與技能】1．知道物體做功的兩個必要條件，能判斷物體是否做功。2．理解功的定義、計算公式和單位，并會用功的公式進行簡單計算?！具^程與方法】1．通過思考、討論及對實例的分析，讓學(xué)生掌握物體做功的必要條件。2．通過例題講解引導(dǎo)學(xué)生使用功的公式進行簡單的計算。【情感態(tài)度價值觀】培養(yǎng)學(xué)生樂于探索自然現(xiàn)象和物理規(guī)律的品格，積極參與觀察、討論、探索活動。教學(xué)重難點【教學(xué)重點】理解功的概念?！窘虒W(xué)難點】判斷力對物體是否做功。教具準備書、書包、多媒體課件等。教學(xué)過程一、情景引入活動：平時，我們常用力去移動物體，使其位置改變。下面請同學(xué)們一起做三個小實驗。學(xué)生實驗1：用手將放在桌旁地面上的書包和4本書分別勻速提到桌面上。提問：兩次移動的距離怎樣？哪一次“累”一些呢？為什么？答：兩次移動的距離相同，提書包“累”一些，因為提書包需要較大的拉力。學(xué)生實驗2：用手將放在桌旁地面上的書包分別勻速提到凳子上和桌面上。提問：哪次“累”一些呢？為什么？答：提到桌面上“累”一些，因為移動的距離較大。學(xué)生實驗3：用手將書包勻速提高5厘米和將4本書從地面勻速提到桌面上。提問：哪次“累”一些？為什么？答：無法比較，因為兩種情況需要的拉力大小不同，移動的距離也不同。力的大小不同，移動的距離不同，無法比較哪次更“累”。講述：由此，人提物體“累”的程度，不能僅僅單獨由力的大小或單獨由移動的距離大小來比較或表示，所以我們引入一個新的物理量——功。二、新課教學(xué)探究點一：力學(xué)中的功1．功這個物理量和什么因素有關(guān)呢？請同學(xué)們看多媒體課件：這兩幅圖中有什么共同的地方或者共同的要素。答：都有力，物體都移動了一段距離。問：移動的距離和力之間有何關(guān)系？答：是在力的作用下，在力的方向上移動的距離。講述：在物理學(xué)中就說圖中的力對物體做了功。請同學(xué)們看圖：課本P63圖11.1－3，乙：用力而未移動距離；甲：水平方向移動了距離但水平方向上卻沒有力。分析得出：做功的兩個必要條件：(1)作用在物體上的力；(2)物體在力的方向上移動的距離。講述：必要的意思就是一個都不能少，請同學(xué)們用做功的兩個必要因素判斷下面幾種情況，力對物體是否做功？(1)手提著鉤碼在空中靜止不動，問拉力是否對鉤碼做功？為什么？(2)用力推講臺，講臺沒有動，人做功了嗎？(3)用腳踢出足球，球在地面上滾動，滾動過程中，人對球做功了嗎？(4)人推著木箱前進時，箱子的重力和支持力做功了嗎？為什么？(5)人提一桶水沿水平方向前進，拉力做功了嗎？(6)手提著鉤碼勻速上升，問拉力是否對物體做功？為什么？講述：通過以上分析，我們看出，物理學(xué)中的做功與日常生活中工作的意思不同。日常生活中所說的工作包括一切消耗體力和腦力的勞動，但物理學(xué)中功的含義要狹窄且嚴格得多，即做功必須同時滿足兩個必要條件。想一想同學(xué)們一起做的提書包和提書的實驗中，我們所說的“累”的程度大小，這個“累”字體現(xiàn)的含義是什么？教師歸納總結(jié)出，不做功的三種情況：(1)有力沒有距離不做功，即物體受到力的作用，但保持靜止狀態(tài)(s＝0，勞而無功)；(2)有距離沒有力不做功，即物體在運動方向上不受力的作用(F＝0，不勞無功)；(3)通過的距離與力的方向垂直不做功，即物體受到某力的作用，但運動方向始終與該力垂直(F⊥s，勞而無功)。探究點二：功的計算1．功的大小與力和距離這兩個因素有何關(guān)系呢？力越大，使物體在力的方向上移動的距離越大，這個力的成效越顯著，說明力所做的功越多。2．物理學(xué)中，力與物體在力的方向上移動的距離的乘積叫作功。即功＝力×距離。功的公式：W＝Fs。W—功—焦耳(J)，F(xiàn)—力—牛頓(N)，s—距離—米(m)。3．功的單位：焦耳(J)l焦耳＝l牛頓·米1J＝1N·m例題：一個人用50N的力沿水平方向勻速推一輛重200N的車前進2m，求這個人對車做功多少？重力對車做功多少？解：W人＝Fs＝50N×2m＝100JW重＝Gh＝200N×0m＝0J三、板書設(shè)計第3節(jié)功1．力學(xué)中的功(1)功：當一個力作用在物體上，物體在這個力的作用下通過了一段距離，力學(xué)里就說這個力做了功(2)做功的兩個必要條件：一是作用在物體上的力，二是物體在力的方向上移動的距離(3)不做功的三種情況：①s＝0，勞而無功②F＝0，不勞無功③F⊥s，勞而無功2．功的計算(1)功的計算公式：W＝Fs(2)功的單位：焦耳，簡稱焦(J)1焦＝1牛頓·米四、教學(xué)反思功是能量轉(zhuǎn)化的量度。正確理解功的含義，是學(xué)好功的計算、功率、機械效率和機械能等知識的基礎(chǔ)。特別對做功的兩個必要因素，學(xué)生如果能夠很好地掌握它，就能夠更好地去理解功的原理、機械效率等知識，并解決有關(guān)的問題。因此理解做功的兩個必要因素是本節(jié)課的重點。由于“工作”概念的影響，學(xué)生對有些物體運動的情況是否做功還是不能正確地判斷，例如舉重運動員高舉杠鈴未動，人推車而車不動等，雖然人都消耗了體力，但是從物理學(xué)的角度來看，他們并沒有做功；再比如冰塊在光滑的冰面上滑動的過程，也沒有做功。所以判斷是否做功是教學(xué)中的難點。9.4功率教學(xué)目標【知識與技能】1．結(jié)合實例理解功率的意義，建立功率概念，得出計算公式。2．了解功率在實際中的應(yīng)用，學(xué)會用功率的公式進行簡單地計算?！具^程與方法】1．通過建立功率概念的過程，學(xué)會用比較的方法進行物理探究。2．通過討論，體會物理學(xué)中研究問題的方法?！厩楦袘B(tài)度價值觀】通過學(xué)習，培養(yǎng)對生活中常見物理現(xiàn)象進行簡單分析的能力。教學(xué)重難點【教學(xué)重點】理解功率的概念及其計算?！窘虒W(xué)難點】對功率概念的理解。教具準備多媒體課件。教學(xué)過程一、情景引入多媒體展示：一個工人單獨挖土和挖掘機挖土比較，哪一種方法更快？圖中的情景說明了什么問題？類似的事例還有嗎？教師通過所設(shè)計的情景，將學(xué)生引入怎樣比較做功快慢的問題上，讓學(xué)生發(fā)表自己的看法，初步知道物體做功是有快慢之分的。二、新課教學(xué)探究點：功率及計算公式1．引導(dǎo)回顧“速度”的知識。速度是表示物體運動快慢的物理量。教師引導(dǎo)：以前學(xué)習過要比較兩物體運動的快慢，可以先確定路程再比較時間，也可以先確定時間再比較路程。同理，要比較物體做功的快慢可采用什么方法？2．向?qū)W生提供一組數(shù)據(jù)，讓學(xué)生想一想，議一議誰做功最快？說出比較的依據(jù)。物體所做的功所用時間A1000J5sB1000J10sC4000J1minD6000J1min學(xué)生在小組討論的基礎(chǔ)上進行回答，由他人(同組同學(xué)或其他組同學(xué))適當補充，再通過教師的引導(dǎo)使學(xué)生領(lǐng)悟比較物體做功快慢的方法：(1)做功相同，比較做功的時間，時間短的做功快；(2)時間相同，比較做功的多少，做功多的做功快。3．提問：用什么方法可以方便準確地表示物體做功的快慢呢？教師引導(dǎo)：用一個包含有功和做功所用的時間的概念來表示物體做功的快慢是否可行？4．介紹功率的概念及計算公式并以適當?shù)氖吕右造柟?。學(xué)生在教師的引導(dǎo)下，理解功率的概念，功率表示的物理意義，認識功率的相關(guān)單位及計算公式。教師總結(jié)：(1)意義：功率是用來表示做功快慢的物理量。(2)定義：單位時間內(nèi)所做的功，叫做功率。通常用符號“P”表示。(3)公式：P＝eq\f(W,t)(4)單位：瓦特。在國際單位制中，W的單位是焦耳(J)；t的單位是秒(s)；P的單位是瓦特(W)。1瓦特＝1焦耳/秒，1kW＝1000W用已知物理量的比值定義新的物理量，是建立物理概念常用的方法。使用該方法能夠進一步揭示和表述被探究對象的某些物理性質(zhì)及變化規(guī)律，像我們已經(jīng)研究過的速度就是用這種方法來定義的。5．鞏固提高：例題1：用1牛的力在2秒內(nèi)將物理課本從地上提高1米，你能算出這個力做功的功率嗎？教師先引導(dǎo)學(xué)生求出所做的功，再求功率，這對學(xué)生鞏固前后知識均有所幫助。同時推導(dǎo)出功率推導(dǎo)式：P＝Fv拓展應(yīng)用：開車上坡時，司機往往會增大油門，減慢速度？這是為什么？(意圖：注重知識遷移能力的培養(yǎng)，體驗學(xué)以致用的樂趣。)例題2：體重為600N的爺爺與體重為300N的小孫子舉行登樓活動，樓高三層共10米。若：(1)爺、孫兩人同時從一樓起步，半分鐘后同時到達三樓；(2)爺爺年紀大、身體較重，孫子登樓用了半分鐘，爺爺所用的時間是孫子的2倍；(3)孫子登樓用了半分鐘，爺爺所用的時間是孫子的3倍。以上三種情況下，誰做功多？誰做功少？誰用的時間多？誰用的時間少？誰做功快？誰做功慢？引導(dǎo)學(xué)生回到前面所舉的例子，通過討論及訓(xùn)練，培養(yǎng)學(xué)生運用所學(xué)知識解決實際問題的能力。學(xué)生邊思考，邊動手進行計算解答。教師把學(xué)生的答案進行投影，可進行全班討論，加深理解。6．學(xué)生自己閱讀課本例題，動手做一做。學(xué)生自己閱讀、解答，教師在教室巡視，給有學(xué)習困難的學(xué)生適當?shù)膸椭?。學(xué)生解答完后，教師再解題示范，強調(diào)解題的方法和規(guī)范的解題步驟。三、板書設(shè)計第4節(jié)功率1．物理意義：表示物體做功的快慢2．定義：單位時間里所做的功，叫作功率3．定義式：P＝eq\f(W,t)4．單位：瓦特(W)1W＝1J/s1kW＝103W5．推導(dǎo)式：P＝Fv6．功率的計算四、教學(xué)反思以往的教學(xué)過程按教材的思路進行授課，課堂顯得枯燥，學(xué)生學(xué)習熱情不高。本節(jié)課教學(xué)設(shè)計按照新課標的要求和理念，為學(xué)生創(chuàng)設(shè)了一個熟悉的生活情境，引起學(xué)生的注意和思考，再通過小組討論的方式逐步引導(dǎo)學(xué)生認識功率，最后讓學(xué)生用所學(xué)知識解決實際問題，學(xué)生體會到學(xué)以致用的樂趣。教學(xué)實踐證明，引導(dǎo)學(xué)生主動參與研究，教學(xué)效果更好。9.5探究--使用機械是否省功教學(xué)目標【知識與技能】（1）通過探究活動，知道使用任何機械都不省功。（2）通過探究活動，理解機械效率?！具^程與方法】（1）經(jīng)歷探索使用機械能不能省功的實驗過程，培養(yǎng)觀察能力，體會實驗研究方法。（2）在實驗探究過程中，培養(yǎng)同學(xué)們設(shè)計實驗、收集實驗數(shù)據(jù)、從實驗中歸納科學(xué)規(guī)律的能力?！厩楦袘B(tài)度價值觀】（1）通過探究性物理學(xué)習活動，體驗探究的樂趣。（2）在實驗探究過程中，培養(yǎng)尊重實驗事實的科學(xué)態(tài)度。教學(xué)重難點【教學(xué)重點】機械效率的概念與計算?！窘虒W(xué)難點】機械效率的概念與計算。課前準備滑輪、鉤碼、線、彈簧秤、鐵架臺、刻度尺、多媒體課件。教學(xué)過程一、復(fù)習舊課1.怎樣比較做功的快慢？其計算公式是什么？2.功率的定義是什么？功率的單位是什么？學(xué)生回答：比較做功快慢的方法：功相等時，用時間短的則做功快；時間相等時，做功多的則做功快。功與時間之比叫做功率：P＝eq\f(W,t)，數(shù)值上等于單位時間內(nèi)所做的功。功率的國際單位是W，常用單位有kW,1kW=1000W。二、激發(fā)學(xué)習動機我們學(xué)習了杠桿、滑輪、輪軸、滑輪組等簡單機械，也學(xué)習了功的定義，請大家思考：直接提升物體做功，與使用機械提升物體做功相同嗎？三、講授新知識人們使用杠桿、輪軸、滑輪等機械都是為了達到一定的目的，在使用中，有的省力、有的可以改變力的方向、有的可以節(jié)省距離。愛動腦筋的小明就想，能不能制造一種機械既省力、又省距離呢？也就是能省功的機械呢？問題：小明的問題能不能實現(xiàn)呢？講授新課：功的原理①問題與猜想：讓學(xué)生通過上面的思考提出自己的問題和猜想。②制定計劃引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計實驗，驗證猜想。在此實驗過程中，根據(jù)自己需要設(shè)計表格，并記錄實驗數(shù)據(jù)。注：學(xué)生設(shè)計實驗：用彈簧測力計將鉤碼提升一定高度；用彈簧測力計并借助動滑輪將同樣的鉤碼提升相同高度。分析與結(jié)論：讓學(xué)生對實驗數(shù)據(jù)進行分析，比較實用機械時做的功和不用機械時直接提升物體做的功是否相等。通過數(shù)據(jù)計算分析可得：使用動滑輪比直接提升物體不省功。推論：使用任何機械不省功。學(xué)生對實驗數(shù)據(jù)的分析比較，發(fā)現(xiàn)兩部分功不等，并發(fā)現(xiàn)人對機械做的功比機械對物體做的功多。結(jié)論：使用任何機械都不能省功。機械效率：讓學(xué)生閱讀教材，思考一下問題①什么叫有用功、額外功和總功？②三種功之間有什么關(guān)系？③什么叫機械效率？其表達式怎樣？④為什么機械效率小于1？有用功（W有用）：人們需要做的功，也就是為了達到目的人們必須做的對人們有用的功；額外功（W額外）：人們?yōu)檫_到一定目的時并不需要但又不得不額外做的功；總功（W總）：有用功和額外功的總和；W總=W有用+W額外；機械效率：有用功于額外功的比值叫做機械效率，η=W有/W總×100%。因為機械效率是兩個功的比值，因此沒有單位，用百分數(shù)表示，總小于1。思考：1）有沒有機械效率為100%的機械？為什么？沒有。因為有用功總小于總功，所以機械效率總小于1。2）怎樣才能提高機械的效率？減少額外功：改進結(jié)構(gòu)，使其合理、輕巧；經(jīng)常保養(yǎng)、定時潤滑。一些機械的機械效率：抽水機：60%～80%；柴油機：28%～40%；滑輪組：50%～70%斜面：為什么上山的公路修成盤山路，而不是從山下直通山頂？模擬實驗：將三角形的紙片繞在鉛筆上，如圖所示。討論：汽車爬山相當于沿三角形的哪一邊爬到山頂?shù)模孔叩穆烦淌嵌嗔诉€是少了？你明白了什么道理？還有哪些場合利用了斜面？使用斜面時將重物提升時，雖然省力，但走的路程多了。使用任何機械，能省力就必然費距離，而省距離就必然費力，沒有既省力又省距離的機械。使用任何機械都不省功。例題1：用一個動滑輪,將200N的物體勻速提升2m高，拉力F為120N，此動滑輪的機械效率是多少？【解】W有=Gh=200N×2m=400J；W總=Fs=120N×4m=480Jη=W有/W總×100％=400J/480J×100%=83.3%例題2：一臺起重機將重3600N的貨物提高4m。如果額外功是9600J，起重機做的有用功是多少？總功是多少？機械效率是多少？【解】起重機提高物體的力等于物體的重力F=G=3600N；起重機提升重物所做的有用功：W有=Fh=Gh=3600N×4m=14400J=1.44×104J；起重機做的總功：W總=W有+W額=14400J+9600J=2.4×104J；因此,起重機的機械效率η=W有/W總=1.44×104J/2.4×104J=60%。歸納總結(jié)：通過學(xué)習，我們學(xué)習了以下內(nèi)容：1．有用功：直接對物體所做的功，為達到我們工作目的所做的功，用W有表示。2．額外功：對我們無益但又不得不做的功，如用滑輪提升重物時，克服動滑輪本身和重物重力所做的功，用W額表示。3．總功：有用功與總功的和，W總=W有+W額。4.機械效率：有用功與總功的比，η=W有/W總×100%。四、運用鞏固1.關(guān)于機械效率的說法中正確的是（）A．越省力的機械，效率越高B．做有用功越多的機械，效率越高C．做相同的功，額外功的值越小，效率越高D．做功越快的機械，效率越高2.小聰用桶從井里打水，小明從井里撈桶帶上部分水，下列說法正確的是()A．二人對桶做的功都是額外功B．二人對水做的功都是有用功C．小聰對桶做的功是有用功D．小明對桶做的功是有用功3．小明用滑輪組把一箱貨物從一樓提升到三樓，感到很“吃力”，他在滑輪組的軸上加潤滑油后，感覺好多了．加上潤滑油后，小明做功的()A．有用功減小，總功不變B．有用功增加，總功增加C．有用功減小，總功減小D．有用功不變，總功減小4．斜面是_______（填“省力”或“費力”）的簡單機械，但要________。5.騎自行車上坡走“S”形路線，這樣做的好處是()A.省距離B.省力C.費力，但省時間D.以上說法都不對6.如圖所示的滑輪組將重G＝12N的物體勻速提升20cm。所用的拉力F＝5N，所做的有用功為_______J，機械效率為_______，當改為提升18N的重物時，該滑輪組的機械效率為_______。（忽略繩重和滑輪與軸的摩擦）FFG五、檢查評價通過本節(jié)課學(xué)習，你學(xué)到了什么?1．有用功：直接對物體所做的功，用W有表示。2．額外功：對我們無益但又不得不做的功，如用滑輪提升重物時，克服動滑輪本身和重物重力所做的功。用W額表示。3．總功：有用功與總功的和，W總=W有+W額。4.機械效率：有用功與總功的比，η=W有/W總×100%。布置課后作業(yè)。六、間隔性復(fù)習在后面的教學(xué)安排中進行此環(huán)節(jié)。七、教學(xué)反思本節(jié)課是概念新授課，突破對三種功的理解，我安排了對幾種功進行分析的練習：討論：用水桶從井中提水的時候，所做的功哪部分是有用功，哪部分是額外功？如果桶掉到井里，從井里撈桶的時候，撈上的桶里帶了一些水，這種情況下哪部分是有用功，哪部分是額外功？通過討論，學(xué)生鞏固了什么是有用功、什么是額外功、什么是總功的理解，學(xué)會了區(qū)別他們。對機械效率的突破，安排了例題和練習題熟悉和鞏固機械效率的公式和使用，滑輪組的機械效率的計算，也在一次熟練機械效率的計算。也為后面的影響機械效率大小的因素做好了鋪墊。9.6測滑輪組的機械效率教學(xué)目標【知識與技能】（1）通過實驗加深對機械效率和滑輪組的認識（2）學(xué)會測滑輪組的機械效率。（3）了解與機械效率有關(guān)的因素?！具^程與方法】（1）讓學(xué)生在實踐活動中進一步認識進行科學(xué)研究的方法。（2）通過參與用實驗測滑輪組機械效率的過程，培養(yǎng)學(xué)生的實驗?zāi)芰?，掌握處理實驗?shù)據(jù)的方法。【情感態(tài)度價值觀】（1）通過探究性物理學(xué)習活動，使學(xué)生體驗探究的樂趣。（2）在實驗過程中，培養(yǎng)學(xué)生尊重實驗事實的科學(xué)態(tài)度。教學(xué)重難點【教學(xué)重點】機械效率的概念與計算?！窘虒W(xué)難點】測滑輪組機械效率的過程與方法。課前準備刻度尺、鉤碼、彈簧秤、鐵架臺，一個定滑輪和一個動滑輪組成的滑輪組，兩個定滑輪和兩個動滑輪組成的滑輪組，長約2米的細繩。多媒體課件。教學(xué)過程一、復(fù)習舊課1.什么是有用功？什么是額外功？2.總功和機械效率的定義和公式是什么？什么是功的原理？學(xué)生回答：有用功：直接對物體所做的功，為達到我們工作目的所做的功，用W有表示。額外功：對我們無益但又不得不做的功，如用滑輪提升重物時，克服動滑輪本身和重物重力所做的功。用W額表示。總功：有用功與總功的和，W總=W有+W額。。機械效率：有用功與總功的比，η=W有/W總×100%。功的原理是使用任何機械都不省功。二、激發(fā)學(xué)習動機我們學(xué)習了滑輪組等簡單機械，也學(xué)習了有用功、總功和機械效率的定義，請大家思考：怎樣測滑輪組的機械效率？實驗中應(yīng)測出哪些物理量？應(yīng)注意什么？三、講授新知識使用機械，有的可以省力，有的可以節(jié)省距離，那么我們能不能使用機械而節(jié)省功呢？大家能不能設(shè)計一個實驗來證明自己的猜測。為得出滑輪組的機械效率，需要求出有用功和總功，為此需要測出哪些物理量？每個量怎樣測量？實驗原理：器材與裝置：思考：怎樣用彈簧測力計測拉力和滑輪對鉤碼的力？怎樣測量繩子自由端被提升的距離s和重物上升的距離h？在提升鉤碼的過程中，應(yīng)注意什么？為得出滑輪組的機械效率，需要求出有用功和總功，為此需要測出哪些物理量？每個量怎樣測量？實驗操作：（1）鉤碼的重由鉤碼的質(zhì)量用G=mg算出；（2）勻速拉動彈簧秤使鉤碼G升高。注意“勻速拉動”。測拉力時