2024-2025學(xué)年八年級(jí)物理下冊(cè) 第九章 機(jī)械和功 五 探究-使用機(jī)械是否省功教案 （新版）北師大版

2024-2025學(xué)年八年級(jí)物理下冊(cè)第九章機(jī)械和功五探究—使用機(jī)械是否省功教案（新版）北師大版主備人備課成員課程基本信息1.課程名稱：八年級(jí)物理下冊(cè)第九章機(jī)械和功五探究—使用機(jī)械是否省功

2.教學(xué)年級(jí)和班級(jí)：八年級(jí)

3.授課時(shí)間：第15周，星期三，第1課時(shí)（45分鐘）

4.教學(xué)時(shí)數(shù)：1課時(shí)

備注：本節(jié)課基于北師大版教材進(jìn)行設(shè)計(jì)。核心素養(yǎng)目標(biāo)1.理解機(jī)械功的概念，掌握使用機(jī)械時(shí)的功的計(jì)算方法，培養(yǎng)科學(xué)探究能力；

2.分析使用機(jī)械的優(yōu)勢(shì)和劣勢(shì)，培養(yǎng)批判性思維和問(wèn)題解決能力；

3.通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究，觀察和解釋使用機(jī)械是否省功的現(xiàn)象，培養(yǎng)觀察能力和科學(xué)推理能力；

4.感悟科學(xué)精神，培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)，提高溝通交流能力。學(xué)情分析八年級(jí)學(xué)生在經(jīng)歷了前期的物理學(xué)習(xí)后，已經(jīng)具備了一定的物理知識(shí)基礎(chǔ)，能夠理解簡(jiǎn)單的物理概念和公式。然而，在機(jī)械和功這一章節(jié)，學(xué)生在知識(shí)、能力、素質(zhì)方面存在以下特點(diǎn)：

1.知識(shí)層面：

-學(xué)生對(duì)功的概念已有初步了解，但部分學(xué)生對(duì)功的計(jì)算方法和影響因素掌握不夠扎實(shí)；

-對(duì)于機(jī)械的使用，學(xué)生了解一些常見(jiàn)機(jī)械的名稱和功能，但對(duì)其原理和效率的理解較為淺顯；

-學(xué)生在之前的學(xué)習(xí)中，對(duì)力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系有了初步認(rèn)識(shí)，但將這一關(guān)系應(yīng)用到機(jī)械和功的計(jì)算中，可能存在一定難度。

2.能力層面：

-學(xué)生具備一定的實(shí)驗(yàn)操作能力，但在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)分析方面有待提高；

-學(xué)生具備初步的問(wèn)題解決能力，但在面對(duì)實(shí)際問(wèn)題時(shí)，可能缺乏獨(dú)立分析和思考的能力；

-學(xué)生在團(tuán)隊(duì)合作中，溝通交流能力有待加強(qiáng)，部分學(xué)生缺乏主動(dòng)參與和協(xié)作的意識(shí)。

3.素質(zhì)層面：

-學(xué)生具有好奇心和探索精神，對(duì)新鮮事物充滿興趣，有利于激發(fā)學(xué)習(xí)熱情；

-部分學(xué)生對(duì)物理學(xué)科存在恐懼感，自信心不足，需要鼓勵(lì)和引導(dǎo)；

-學(xué)生在道德素質(zhì)方面表現(xiàn)良好，能夠遵守實(shí)驗(yàn)紀(jì)律，但需加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的責(zé)任感。

4.行為習(xí)慣：

-學(xué)生在課堂學(xué)習(xí)中，注意力較為集中，但部分學(xué)生容易受到外界干擾；

-學(xué)生在完成作業(yè)和實(shí)驗(yàn)報(bào)告方面，態(tài)度認(rèn)真，但部分學(xué)生存在拖延現(xiàn)象；

-學(xué)生在課堂討論和提問(wèn)環(huán)節(jié)，表現(xiàn)出一定的積極性，但部分學(xué)生發(fā)言不夠主動(dòng)。

對(duì)課程學(xué)習(xí)的影響：

1.知識(shí)層面：學(xué)生基礎(chǔ)知識(shí)的不扎實(shí)，可能導(dǎo)致在學(xué)習(xí)機(jī)械和功時(shí)，對(duì)相關(guān)概念和公式的理解存在困難，影響學(xué)習(xí)效果。

2.能力層面：學(xué)生能力方面的不足，可能使得在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)分析時(shí)，難以達(dá)到預(yù)期效果，影響學(xué)生對(duì)課程內(nèi)容的掌握。

3.素質(zhì)層面：學(xué)生的好奇心和探索精神有利于激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，但在面對(duì)挑戰(zhàn)時(shí)，自信心不足可能導(dǎo)致放棄。道德素質(zhì)方面，需要加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)責(zé)任感，以保證實(shí)驗(yàn)過(guò)程的安全和順利進(jìn)行。

4.行為習(xí)慣：學(xué)生在課堂學(xué)習(xí)和作業(yè)完成方面的行為習(xí)慣，將直接影響學(xué)習(xí)效果。注意力不集中、拖延現(xiàn)象等不良習(xí)慣，需要教師及時(shí)引導(dǎo)和糾正。學(xué)具準(zhǔn)備Xxx課型新授課教法學(xué)法講授法課時(shí)第一課時(shí)師生互動(dòng)設(shè)計(jì)二次備課教學(xué)資源準(zhǔn)備1.教材：

-確保每位學(xué)生都提前準(zhǔn)備好八年級(jí)物理下冊(cè)教材，特別是第九章機(jī)械和功的相關(guān)內(nèi)容。

-提供學(xué)習(xí)指導(dǎo)資料，包括機(jī)械和功的基礎(chǔ)知識(shí)總結(jié)、公式推導(dǎo)和應(yīng)用案例。

2.輔助材料：

-準(zhǔn)備與機(jī)械和功相關(guān)的圖片，如不同類型的簡(jiǎn)單機(jī)械（杠桿、滑輪等）的示意圖，以幫助學(xué)生直觀理解機(jī)械的構(gòu)造和原理。

-準(zhǔn)備圖表，展示機(jī)械優(yōu)勢(shì)（如力的大小、力的方向、移動(dòng)距離等）的對(duì)比，以便學(xué)生分析使用機(jī)械的好處。

-收集和剪輯相關(guān)的教學(xué)視頻，如機(jī)械工作原理的動(dòng)畫演示，以及使用機(jī)械的實(shí)際操作視頻，增強(qiáng)學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)。

-設(shè)計(jì)和打印學(xué)習(xí)任務(wù)單，包括實(shí)驗(yàn)記錄表、小組討論問(wèn)題引導(dǎo)、課后思考題等。

3.實(shí)驗(yàn)器材：

-準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)所需的器材，如杠桿、滑輪組、測(cè)力計(jì)、刻度尺、計(jì)時(shí)器等，并確保所有器材的功能正常、安全可靠。

-檢查實(shí)驗(yàn)器材的數(shù)量，確保每個(gè)小組都有足夠的實(shí)驗(yàn)設(shè)備進(jìn)行探究活動(dòng)。

-準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)安全用品，如防護(hù)眼鏡、手套等，確保學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的安全。

4.教室布置：

-根據(jù)本節(jié)課的教學(xué)需求，提前將教室分成幾個(gè)區(qū)域，包括實(shí)驗(yàn)操作區(qū)、小組討論區(qū)、展示分享區(qū)等。

-在實(shí)驗(yàn)操作區(qū)，布置好實(shí)驗(yàn)桌，將實(shí)驗(yàn)器材按照小組數(shù)量進(jìn)行分類擺放，并確保每個(gè)小組都能方便地取用到所需器材。

-在小組討論區(qū)，設(shè)置舒適的座位安排，便于學(xué)生進(jìn)行討論和交流。

-在展示分享區(qū)，準(zhǔn)備黑板、投影儀或智能白板等展示設(shè)備，以便學(xué)生能夠清晰地展示實(shí)驗(yàn)結(jié)果和討論成果。教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)1.導(dǎo)入新課（5分鐘）

目標(biāo)：激發(fā)學(xué)生興趣，明確學(xué)習(xí)目標(biāo)。

過(guò)程：教師通過(guò)展示生活中常見(jiàn)的機(jī)械使用場(chǎng)景，如吊車搬運(yùn)貨物、自行車騎行等，引導(dǎo)學(xué)生思考機(jī)械的作用。提問(wèn)學(xué)生對(duì)機(jī)械是否省力的認(rèn)識(shí)，引出本節(jié)課的主題——探究使用機(jī)械是否省功。

2.知識(shí)回顧與概念講解（10分鐘）

目標(biāo)：鞏固學(xué)生基礎(chǔ)知識(shí)，理解機(jī)械功的概念。

過(guò)程：教師帶領(lǐng)學(xué)生回顧功的計(jì)算公式，講解機(jī)械功的定義及計(jì)算方法。通過(guò)具體實(shí)例，解釋使用機(jī)械時(shí)的功的轉(zhuǎn)化過(guò)程。

3.實(shí)驗(yàn)探究（20分鐘）

目標(biāo)：培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手操作能力，觀察使用機(jī)械是否省功。

過(guò)程：將學(xué)生分組，每組進(jìn)行不同的機(jī)械實(shí)驗(yàn)（如杠桿、滑輪組等）。學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，記錄力的大小、移動(dòng)距離等數(shù)據(jù)，計(jì)算總功和有用功，分析使用機(jī)械是否省功。

4.學(xué)生小組討論（10分鐘）

目標(biāo)：培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)，提高問(wèn)題解決能力。

過(guò)程：學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，小組內(nèi)討論使用機(jī)械省功的原理和條件。總結(jié)各種機(jī)械的優(yōu)勢(shì)和劣勢(shì)，探討如何提高機(jī)械效率。

5.課堂展示與點(diǎn)評(píng)（15分鐘）

目標(biāo)：鍛煉學(xué)生表達(dá)能力和批判性思維。

過(guò)程：各小組代表展示實(shí)驗(yàn)結(jié)果和討論成果，其他學(xué)生認(rèn)真傾聽(tīng)并給予評(píng)價(jià)。教師對(duì)學(xué)生的展示進(jìn)行點(diǎn)評(píng)，總結(jié)實(shí)驗(yàn)中的優(yōu)缺點(diǎn)，強(qiáng)調(diào)重點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)。

6.課堂小結(jié)（5分鐘）

目標(biāo)：鞏固本節(jié)課所學(xué)知識(shí)，提高學(xué)習(xí)效果。

過(guò)程：教師引導(dǎo)學(xué)生回顧本節(jié)課的主要內(nèi)容，總結(jié)使用機(jī)械是否省功的原理。強(qiáng)調(diào)在日常生活中，如何運(yùn)用物理知識(shí)提高工作效率。布置課后思考題，激發(fā)學(xué)生進(jìn)一步探究的興趣。拓展與延伸1.提供與本節(jié)課內(nèi)容相關(guān)的拓展閱讀材料：

-《簡(jiǎn)單機(jī)械的原理與應(yīng)用》：介紹杠桿、滑輪、輪軸等簡(jiǎn)單機(jī)械的原理和實(shí)際應(yīng)用案例，幫助學(xué)生更深入地理解機(jī)械的工作原理。

-《機(jī)械效率的計(jì)算與提高》：詳細(xì)講解機(jī)械效率的計(jì)算方法，以及如何通過(guò)改進(jìn)機(jī)械設(shè)計(jì)、減少能量損失等途徑提高機(jī)械效率。

-《生活中的物理》：收集和整理了生活中各種利用機(jī)械和功的實(shí)例，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到物理知識(shí)在生活中的重要性。

2.鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行課后自主學(xué)習(xí)和探究：

-研究課題：引導(dǎo)學(xué)生選擇一個(gè)感興趣的機(jī)械，如自行車、電梯、剪刀等，研究其工作原理、機(jī)械效率以及如何優(yōu)化設(shè)計(jì)。

-實(shí)踐活動(dòng)：鼓勵(lì)學(xué)生在家中或?qū)W校實(shí)驗(yàn)室嘗試制作一個(gè)簡(jiǎn)單的機(jī)械模型，通過(guò)實(shí)際操作感受機(jī)械的優(yōu)越性和局限性。

-數(shù)據(jù)分析：提供一些關(guān)于機(jī)械效率的數(shù)據(jù)，讓學(xué)生利用統(tǒng)計(jì)學(xué)方法分析數(shù)據(jù)，探討機(jī)械效率與不同因素之間的關(guān)系。

-探索性問(wèn)題：提出一些具有挑戰(zhàn)性的問(wèn)題，如“為什么有些機(jī)械組合在一起可以更省力？”、“如何設(shè)計(jì)一個(gè)既省力又高效的機(jī)械？”等，激發(fā)學(xué)生的思考和探究興趣。

知識(shí)點(diǎn)拓展：

-簡(jiǎn)單機(jī)械的原理：深入了解杠桿原理、滑輪原理、輪軸原理等，掌握各種簡(jiǎn)單機(jī)械的優(yōu)勢(shì)和應(yīng)用場(chǎng)景。

-機(jī)械效率：學(xué)習(xí)機(jī)械效率的定義，掌握計(jì)算機(jī)械效率的公式，了解提高機(jī)械效率的方法和途徑。

-能量守恒定律：探討機(jī)械工作時(shí)能量守恒定律的應(yīng)用，理解有用功、額外功和總功之間的關(guān)系。

-現(xiàn)代機(jī)械技術(shù)：了解現(xiàn)代機(jī)械技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)，如自動(dòng)化、智能化、節(jié)能環(huán)保等，激發(fā)學(xué)生對(duì)未來(lái)機(jī)械發(fā)展的興趣。作業(yè)布置與反饋?zhàn)鳂I(yè)布置：

1.基礎(chǔ)知識(shí)鞏固：

-完成教材第9章第5節(jié)后的練習(xí)題1-5題，重點(diǎn)復(fù)習(xí)機(jī)械功的計(jì)算方法。

-根據(jù)課堂學(xué)習(xí)，總結(jié)簡(jiǎn)單機(jī)械的原理和特點(diǎn)，列出至少三種常見(jiàn)的簡(jiǎn)單機(jī)械及其應(yīng)用。

2.實(shí)踐操作與應(yīng)用：

-設(shè)計(jì)一個(gè)小實(shí)驗(yàn)，運(yùn)用本節(jié)課所學(xué)的機(jī)械原理，解決一個(gè)實(shí)際問(wèn)題。要求記錄實(shí)驗(yàn)過(guò)程、數(shù)據(jù)及結(jié)論，并以報(bào)告形式提交。

-觀察生活中使用機(jī)械的實(shí)例，分析其是否省功，并撰寫分析報(bào)告。

3.深度思考與探究：

-閱讀拓展閱讀材料，結(jié)合教材內(nèi)容，探討提高機(jī)械效率的方法。

-針對(duì)課堂討論中提出的問(wèn)題，進(jìn)行深入研究，形成一篇小論文，闡述自己的觀點(diǎn)和論證過(guò)程。

作業(yè)反饋：

1.對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)鞏固作業(yè)的批改和反饋：

-及時(shí)批改學(xué)生的練習(xí)題，對(duì)錯(cuò)誤較多的題目進(jìn)行集中講解，幫助學(xué)生鞏固知識(shí)點(diǎn)。

-針對(duì)學(xué)生的總結(jié)報(bào)告，指出邏輯不清、概念混淆的地方，給出改進(jìn)建議。

2.對(duì)實(shí)踐操作與應(yīng)用作業(yè)的批改和反饋：

-檢查學(xué)生的實(shí)驗(yàn)報(bào)告，關(guān)注實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的合理性、數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性以及結(jié)論的正確性。

-對(duì)觀察報(bào)告中的分析部分，指導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用物理知識(shí)進(jìn)行深入剖析，提高其分析問(wèn)題的能力。

3.對(duì)深度思考與探究作業(yè)的批改和反饋：

-針對(duì)小論文，評(píng)價(jià)學(xué)生的觀點(diǎn)是否獨(dú)到、論證是否充分，提出建設(shè)性的修改意見(jiàn)。

-鼓勵(lì)學(xué)生在探究過(guò)程中積極思考，培養(yǎng)其批判性思維和創(chuàng)新能力。板書設(shè)計(jì)1.課程標(biāo)題：

-探究—使用機(jī)械是否省功

2.重點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)：

-機(jī)械功的計(jì)算公式

-簡(jiǎn)單機(jī)械的原理與優(yōu)勢(shì)

-機(jī)械效率的概念

-影響機(jī)械效率的因素

3.實(shí)驗(yàn)探究步驟：

-實(shí)驗(yàn)?zāi)康呐c器材

-實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄

-實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析與結(jié)論

4.結(jié)構(gòu)化圖示：

-機(jī)械功的轉(zhuǎn)化過(guò)程圖

-不同機(jī)械的效率對(duì)比圖

5.關(guān)鍵概念解釋：

-有用功：機(jī)械工作過(guò)程中實(shí)現(xiàn)目的的功

-額外功：機(jī)械工作過(guò)程中因摩擦、重力等因素?fù)p失的功

-總功：有用功與額外功之和

6.課堂小結(jié)：

-使用機(jī)械的省功原理

-提高機(jī)械效率的方法

7.作業(yè)布置：

-基礎(chǔ)練習(xí)題

-實(shí)驗(yàn)報(bào)告

-觀察與分析報(bào)告

-探究小論文

板書設(shè)計(jì)要求：

-目的明確：板書內(nèi)容緊密圍繞教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)內(nèi)容，幫助學(xué)生理解和記憶重點(diǎn)知識(shí)。

-結(jié)構(gòu)清晰：板書條理分明，邏輯清晰，便于學(xué)生跟隨教學(xué)思路。

-簡(jiǎn)潔明了：板書簡(jiǎn)潔精煉，避免冗余信息，突出教學(xué)重點(diǎn)。

-準(zhǔn)確精煉：語(yǔ)言準(zhǔn)確，圖表清晰，確保知識(shí)的正確傳達(dá)。

-概括性強(qiáng)：通過(guò)結(jié)構(gòu)化圖示和關(guān)鍵概念解釋，增強(qiáng)板書的概括性。

-藝術(shù)性與趣味性：使用不同顏色的粉筆，合理布局，增加趣味性和視覺(jué)吸引力，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。反思改進(jìn)措施-采用探究式教學(xué)方法，引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)和小組討論，主動(dòng)探索機(jī)械是否省功的原理，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力和團(tuán)隊(duì)合作精神。

-運(yùn)用多媒體資源，如動(dòng)畫、視頻等，直觀展示機(jī)械的工作原理，增強(qiáng)學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)和理解。

2.存在主要問(wèn)題：

-教學(xué)組織方面：部分學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)和討論的積極性不高，需要進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和主動(dòng)性。

-教學(xué)方法方面：實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，部分學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)步驟和數(shù)據(jù)處理存在困難，需要加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)前的指導(dǎo)和實(shí)驗(yàn)后的反饋。

3.改進(jìn)措施：

-針對(duì)教學(xué)組織方面的問(wèn)題，增加課堂互動(dòng)環(huán)節(jié)，如小組競(jìng)賽、角色扮演等，以增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)力和參與感。

-針對(duì)教學(xué)方法方面的問(wèn)題，加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)前的講解和示范，確保學(xué)生明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮筒襟E。實(shí)驗(yàn)后，及時(shí)批改實(shí)驗(yàn)報(bào)告，提供詳細(xì)的反饋，幫助學(xué)生改進(jìn)實(shí)驗(yàn)技能和數(shù)據(jù)解讀能力。重點(diǎn)題型整理1.**計(jì)算機(jī)械功的題型**

-題目：一個(gè)重為100N的物體在水平地面上移動(dòng)了10m，所需的拉力為50N，求拉力做的機(jī)械功。

-解答：機(jī)械功的計(jì)算公式為$W=F\cdots\cdot\cos(\theta)$，其中$F$是力的大小，$s$是移動(dòng)距離，$\theta$是力的方向與移動(dòng)方向之間的夾角。在這個(gè)問(wèn)題中，拉力的方向與物體移動(dòng)的方向相同，因此$\theta=0$，所以機(jī)械功$W=50N\cdot10m=500J$。

2.**分析機(jī)械效率的題型**

-題目：一個(gè)滑輪組的機(jī)械效率為60%，若輸入功率為100W，求輸出功率。

-解答：機(jī)械效率的計(jì)算公式為$\eta=\frac{輸出功率}{輸入功率}$，所以輸出功率$P_{out}=\eta\cdotP_{in}=0.6\cdot100W=60W$。

3.**應(yīng)用機(jī)械原理的題型**

-題目：一個(gè)杠桿的長(zhǎng)度比為2:1，若作用在較長(zhǎng)臂上的力為10N，求較短臂上的力。

-解答：根據(jù)杠桿原理，力與力臂的乘積相等，即$F_1\cdotL_1=F_2\cdotL_2$。在這個(gè)問(wèn)題中，$L_1=2L_2$，所以$10N\cdot2L_2=F_2\cdotL_2$，解得$F_2=20N$。

4.**計(jì)算有用功和額外功的題型**

-題目：一個(gè)機(jī)器工作過(guò)程中，有用功為200J，額外功為50J，求總功。

-解答：總功是有用功和額外功的和，即$W_{總}(cāng)=W_{有用}+W_{額外}=200J+50J=250J$。

5.**提高機(jī)械效率的題型**

-題目：一個(gè)滑輪組的機(jī)械效率為60%，若要