八年级物理机械与人.docx

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八年级物理机械与人

沪科版物理八年级《第九章　机械与人》教学设计

全章概述

1．本章基本要求：

   本章涉及到的物理概念有简单机械中的杠杆与滑轮（定滑轮、动滑轮、滑轮组），功、功率、机械效率、机械能、动能与势能；涉及到的物理规律有杠杆的平衡条件，以及机械能的转化与能量守恒定律；涉及到的技能有：

杠杆与滑轮的合理使用。

   通过本章学习让学生能正确、合理使用杠杆、滑轮，以达到改变力的大小与方向的目的；其实质是能从生活和生产劳动的实际需要出发，去选择不同类型的杠杆，不同种类的滑轮，以及它们的组合方式，以达到省力、或者方便生活和生产劳动的目的。

这里既涉及到了知识也包含了技能，或者是用这方面的知识去解释生活与生产劳动中发生的有关简单机械运动的现象、同时还要能初步了解机械使用的历史发展过程，以及机械使用对社会发展的作用。

   要求通过本章学习，知道机械功和功率概念的由来。

并能从生活、生产中的实例说明机械功和功率的含义，还要能从实例中把做功的过程与能量转化的过程结合起来思考，尤其是机械能的转化与守恒的思想观念的确立，要求能测定某种简单机械的机械效率。

总之，无论是概念。

还是规律均要与生活、生产劳动实际结合起来去认识、理解、应用、发现、提问、乃至创新。

这些都是课程标准所提倡的内容。

   本章涉及到具体的学习过程主要有：

①杠杆、滑轮、功、功率、机械效率、机械能、动能、势能等概念的建立过程；②杠杆的平衡条件，动能与势能与哪些因素有关，以及机械能转化的探究和某一种机械的效率是否恒定不变的探究过程；③上述概念、规律的实际应用过程。

在上述的三个基本的学习过程中，涉及到的方法主要有：

科学抽象建立概念的方法如“杠杆”、“能”、“机械能”、“动能”、“势能”；乘积的方法建立概念如“功”；比较的方法建立概念如“功率”和“机械效率”等。

实验探究的方法认识杠杆的平衡条件；认识定滑轮、动滑轮以滑轮组使用的功能；认识某种机械的效率不是恒定的，且不可能大于或等于1；认识动能和势能的大小与哪些因素有关；认识做功的过程就是能量的转化的过程；初步确立动能与势能相互转化与守恒的思想。

   本章内容还要通过了解机械使用的历史发展过程，确立劳动人民创造历史的情感，使他们知道物理科学不完全是少数科学家的贡献，其中有许多东西都属于广大劳动人民在生产劳动实践中的发现与总结。

例如功的概念，杠杆与滑轮的使用，均出于广大劳动人民在生产实践中经验的积累。

此外，在帮助学生初步确立机械能转化与守恒的思想与观点的同时，要引导他们尝试去用这种思想与观点去分析物理现象。

2．本章编写思路

   本章的编写特点是，较突出地体现了教与学在方式方法上多样化这一基本教育理念。

例如，课本在体现“课程目标”和“内容标准”的形式上就是多样化的，归纳起来有以下3种。

（1）列举日常生活、生产劳动中的一些事例，结合图示的方式呈现课程标准与内容标准例如，杠杆及有关杠杆的几个概念，通过课本图9—1和图9—2示出一些学生熟悉的器具，让学生通过视图想想这些器具的使用，从中发现它们的共同特征，进而建立杠杆的概念，认识力臂的意义，明确这些器具在使用过程中支点、动力臂、阻力臂的位置，最终达到能根据实际需要正确选择和使用杠杆的目的。

又例如，通过课本图9—23和图9—24示出两位同学均从一楼搬运物体到三楼上的两种情景，要求学生讨论用什么方法来判定，谁做的功最快，从而自然地引出功率的概念。

还例如，做功与哪些因素有关，通过课本图9—20示出做功与不做功的情景，要求学生从中归纳出物体做功的两个必要因素。

（2）列举事例并图示，结合实验探究的方式呈现课程内容

   例如，对于定滑轮，一方面通过课本图9-11示出定滑轮的应用，另一方面则要求学生参照课本图9—12所示的方式进行实验探究，目的是让他们自己去发现定滑轮的特点和功能。

   （3）用完成科学探究的全过程的方式呈现课程标准与内容标准

   例如，探究杠杆的平衡条件。

课本通过“提出问题、猜想与假设、制定计划、收集证据、分析判断、讨论与交流”等科学探究的几个主要环节引导学生操作，并得出结论。

   总之，本章较充分地体现了课程标准中提出的从生活走向物理，从物理走向社会，注重科学探究，提倡教学方式多样化等基本理念。

希望教师能认真吸纳这些理念，并将这些理念转化为教学行为。

   本章内容是从探究简单机械的作用出发，引出机械效率等概念，最后用合理利用机械能来结束本章的内容。

3、本章教材内容：

（1）杠杆、杠杆的平衡条件、杠杆的分类及应用。

（2）定滑轮和动滑轮的作用，滑轮组的应用。

（3）功的概念，功的单位、公式及功的计算。

（4）比较做功快慢的方法，功率的概念，功率的单位、公式及功率的计算。

（5）机械效率的概念，机械效率的公式，测量滑轮组的机械效率，提高机械效率的方法。

（6）动能、势能的概念，机械能，动能和势能的转化。

4、本章课程标准：

（1）通过实验探究，学会使用简单机械改变力的大小和方向。

（2）了解机械使用的历史发展过程。

认识机械的使用对社会发展的作用。

（3）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。

（4）理解机械效率。

（5）能用实例说明物体的动能和势能以及它们的转化。

能用实例说明机械能和其他形式的能的转化。

6、本章学目标：

认知目标：

（1）知道杠杆，支点、动力、阻力、动力臂和阻力臂。

（2）知道杠杆可以改变力的方向和大小，知道省力、费力及等臂杠杆，了解这三种类型的杠杆的应用。

了解杠杆的平衡条件。

（3）知道定滑轮、动滑轮，知道这二种滑轮的作用，了解它们的应用。

知道定滑轮相当于等臂杠杆，定滑轮相当于省力杠杆。

知道滑轮组的作用及分析方法。

（4）知道机械功的概念，了解做功的必要条件，了解做功和做工的区别。

知道功的公式和单位。

（5）知道功率的概念，知道功率的单位和公式。

（6）理解机械效率，知道机械效率的公式。

（7）知道能。

知道动能，知道质量、速度是影响动能的因素，知道动能与质量、速度的关系（定性）。

知道势能，知道质量、高度的影响重力势能的因素，知道重力势能与质量、高度的关系（定性）。

知道弹性形变的程度是影响弹力势能的因素，知道弹性势能与物体弹性形变程度的关系（定性）。

（8）知道动能和势能的相互转化，了解水能、风能的利用。

能力目标：

（1）会在图中标出杠杆的支点、动力、阻力、动力臂和阻力臂的内容。

会应用平衡条件计算简单问题。

会通过实验探究得出杠杆的平衡条件。

（2）会组装简单的滑轮组。

（3）会应用功的公式计算机械功。

（4）会比较做功的快慢，会比较生活中各种变化现象的快慢。

会用功率的公式计算简单问题。

（5）会计算简单问题，会测量简单机械的效率。

（6）会比较物体机械能的大小，会分析简单的机械能转化问题。

情感目标：

（1）通过学习杠杆、滑轮的应用，培养积极应用物理知识解决生活问题的态度。

（2）通过学习合理利用机械能，培养节约能源、开发新能源的意识。

培养保护环境，人与自然和谐相处的意识。

（3）通过学习机械利用历史，学习机械能利用的历史，了解人类祖先积极探究的精神。

了解中华民族对人类发展的巨大贡献，培养学生的民族自豪感，激发为民族复兴事业努力学习、工作的热情。

7、本章教学重点：

（1）使用简单机械改变力的大小和方向。

（2）功、功率的概念，公式与简单计算。

（3）机械效率的概念，公式与简单计算。

测量简单机械的机械效率。

（4）动能、势能以及它们的相互转化。

8、本章教学难点：

（1）杠杆的支点、力臂。

（2）功的概念。

（3）机械效率的意义，测量简单机械的机械效率。

9、对科学探究能力的基本要求

   1．有评估探究过程和探究结果的意识。

   2．能注意假设与探究结果间的差异。

   3.能注意探究活动中未解决的矛盾，发现新的问题。

   4．尝试改进探究方案。

   5.有从评估中吸取经验教训的意识。

   6.认识评估对科学探究的意义。

   10、科学内容

   ◇通过实验探究，学会使用简单机械改变力的大小和方向。

   ◇结合实例认识功的概念。

知道做功的过程就是能量转化或转移的过程。

   ◇知道机械功的概念和功率的概念。

能用生活和生产中的实例解释机械功的含义。

   ◇理解机械效率。

   ◇了解机械使用的历史发展过程。

认识机械的使用对社会发展的作用。

能用实例说明物体的动能和势能及它们的转化。

第九章　机械与人

第一节科学探究：

杠杆的平衡条件

（1）

（一）教学设计：

1．教法设计：

（1）用图片、实物展示引入杠杆。

（2）通过探究实验得出平衡条件。

（3）用图片、实物展示种类杠杆，图片展示说明古代人类利用机械的历史。

2．学法指导：

（1）杠杆支点的辨识：

杠杆转动时（瞬间）唯一不动的点；

（2）力臂的确定：

延长力的作用线，过支点作力的作用线的垂线，量取支点到垂足的距离即为力臂。

（3）动力和阻力没有绝对的分别，具体分析时可以认为以使杠杆朝某个方向转动的力动力，反之则为阻力。

（4）杠杆的平衡条件：

实验前先调整杠杆平衡，注意记录数据，应用表格（P154）分析数据归纳关系得出结论。

（二）教学用具：

1．《教材》、《综合学习与评价》

2．扳手、钳子、剪刀、天平

3．杠杆平衡条件实验套件（分组）

（三）教学内容

1．认识杠杆。

2．认识杠杆的几个概念：

（1）支点：

杠杆转动时所绕的点（轴）。

（2）动力：

使杠杆转动的力。

（3）阻力：

阻碍杠杆转动的力。

（4）动力臂：

支点到动力作用线的距离。

（5）阻力臂：

支点到阻力作用线的距离。

3．实验探究：

杠杆的平衡

（1）调整杠杆

（2）猜想与假设：

（3）进行实验并记录数据

序号

动力

动力臂

动力×动力臂

阻力

阻力臂

阻力×阻力臂

1

2

3

（4）分析数据

（5）结论：

4．杠杆的分类及应用：

（1）省力杠杆：

动力臂>阻力臂，省力

（2）费力杠杆：

动力臂<阻力臂，省距离

（3）等臂杠杆：

动力臂＝阻力臂，天平

5．我国古代的杠杆

（四）布置作业

1．课本：

p1561～6

2．《综合学习与评价》P871、2、3、6、7P902、3、4、11P976、7、21

第一节科学探究：

杠杆的平衡条件

（2）

·教学目标：

1、知识与技能：

理解杠杆的平衡条件。

2、过程与方法：

经历“探究杠杆平衡条件”的过程，学习科学探究方法。

3、情感态度与价值观：

体验科学探究的乐趣，培养学生的科学态度和创新精神，发展学生思维。

通过介绍杠杆在现实生活中的应用，激发学生学习的兴趣。

·教学重点：

探究杠杆平衡条件。

·教学难点：

设计探究杠杆平衡的方案。

·教学方法：

利用多媒体课件创设课堂情景，让学生通过实验探究、讨论、归纳出杠杆平衡条件。

·课型：

新授课

·课时：

1节课。

·教学器材：

①多媒体教学系统、课件

②教师准备：

剪刀、镊子、羊角锤、天平、杆秤、直尺等。

杠杆平衡的仪器一套（共20组）、弹簧秤、钩砝若干。

③学生准备：

橡皮、小刀、直尺、硬币、文具盒、杆秤等。

·教学过程设计意图：

通过学生探究杠杆的平衡条件的活动，培养学生的科学探究能力，实践能力，创新意识，是这节课成功与否的关键。

为此，我做了如下设想：

一、用生活中的事例创设问题情境，体现从生活走向物理新课程的理念，使物理贴近学生生活。

如实际操作生活中的杠秤，使学生真正体会到只有平衡才能称量，由此得出平衡概念，进而分析影响平衡的因素。

二、让学生主动参与探究活动的全过程，使学生的各种能力得到培养。

三、利用物理知识解决生活中的问题，使学生认识到生活中处处有物理，使课堂与社会融为一体。

如：

反问学生各种剪刀有何区别？

“小小秤砣能压千斤”的道理等。

·学情分析：

大部分学生对生活中杠杆比较熟悉，也很感兴趣。

但如何根据杠杆平衡条件，根据实际需要，正确地选择和使用杠杆还不清楚。

故让学生亲自经历科学探究的全过程，让他们的各种能力得到培养。

但须说明的是，我校处在城乡结合部，学生的知识和动手能力还有待于提高，为了减少探究活动的盲目性和无序性，教师应适时地给一些方向性的提示和指引。

对通过实验得不出结论的学生，不要轻易否定他们的认知结果，要引导他们分析实验过程，找出错误所在或误差过大的原因。

培养他们敢于认错、改错的品质。

·教学过程

一、复习提问，引入新课。

1、什么是杠杆？

2、力臂是一定在杠杆上吗？

（不是！

）

3、杠杆是否都是直的？

（可直，也可弯）

4、若一力作用在杠杆上，作用点不变，但作用方向改变，力臂是否改变？

（一般要改变）

上节课我们学习了杠杆的一些知识，那么杠杆在什么条件下平衡呢？

这就是我们本节课要探究的课题。

二、新课教学

一）杠杆的平衡

1、提问：

什么是杠杆的平衡呢？

实验探究：

①用你手中的杆秤怎样称质量不等的物体呢？

②用橡皮、小刀、直尺、硬币等物怎样组成杠杆，并使其平衡呢？

归纳结论：

当杠杆在动力和阻力的作用下静止或作缓慢的匀速转动时，我们说杠杆平衡了。

2、实验探究：

①提出问题：

杠杆平衡时，动力、动力臂和阻力、阻力臂之间存在着怎样的关系？

②猜想与假设：

几位同学作出了几种假设，你还有其他的假设吗？

让学生自己回答。

有！

如：

③制定计划与设计实验：

思考与讨论：

A、杠杆两端装置两只可调节的螺母，能起什么作用？

B、为什么要求杠杆静止在水平位置呢？

师生共同讨论，得出结论：

A、作用是调节杠杆自身的平衡。

B、因为这样力臂的数值在杠杆上，就能直接读出或量出。

总之，选课本P136中图8-3所示的实验装置，探究F1、F2、L1、L2之间的关系。

④进行实验与收集证据。

指导：

改变钩码数目（F1、F2），移动其悬挂的位置，使杠杆平衡，将数据填入下表。

（见学案）

提问：

你对你的数据进行分析处理，与假想对照你的结论是什么？

⑤交流与合作：

经过交流，若发现你们的结论一致，你们的结论是什么？

总之，杠杆的平衡条件是：

动力×动力臂=阻力×阻力臂（板书）

⑥评估：

如果你的结论与假设有差异，请你进一步改进探究方案，课后继续探究。

三、思考、讨论：

1、你能说出“小小秤砣压千斤”的道理吗？

2、你知道拧松生锈的螺帽要用一段水管套在板手柄上的道理吗？

3、理发剪刀和铁匠用的剪刀有何区别？

四、巩固练习：

见《新标准物理》上P417、8、9

五、小结：

略

六、作业：

①P1392、3、4

②预习下节课的内容——杠杆的分类

小制作：

自制小杆秤

七、请你提问：

与本节课所学知识有关的问题。

八、教学后记：

1、执行情况；2、学生反映；

3、经验及教训；4、本节课的改进方案

第二节滑轮的应用

（一）教学设计：

1．教法设计：

（1）使用图片、演示引入滑轮

（2）通过演示实验，探究定滑轮的作用

（3）通过演示实验，探究动滑轮的作用

（4）利用课件演示：

定滑轮和动滑轮是变形的杠杆

（5）通过演示实验，探究滑轮组的作用、学习组装滑轮组

2．学法指导：

（1）定滑轮和动滑轮的区别：

滑轮转动时滑轮的轴是否移动。

（2）注意纠正学生关于动滑轮省力的错误表述：

诸如“省一倍的力”的说法。

（3）滑轮组的作用：

注意计算承担动滑轮的绳子的根数。

（4）动滑轮、定滑轮及滑轮组的画法。

（二）教学用具：

1．《教材》、《综合学习与评价》

2．FLASH、PowerPoint课件

3．滑轮、钩码、细绳、铁架台

（三）教学内容

1．定滑轮

2．定滑轮的作用：

不能省力，但能改变力的方向。

3．动滑轮

4．动滑轮的作用：

能省一半的力，但不能改变力的方向。

5．滑轮组

6．滑轮组的作用：

省力和改变力的方向。

承担动滑轮的绳子的几根，动力就是阻力的几分之一。

7．滑轮、滑轮组的应用。

8.现代复杂机械的许多部件老师由杠杆、滑轮等简单机械组成的，小的如手表，大到机械人、大型挖机等。

（四）布置作业

1．《课本》P1611、2

2．《综合学习与评价》P1001、3、4

P1049、10P10517、22

第三节做功了吗

（一）教学设计：

1．教法设计：

（1）学生阅读P162，讨论。

引入新课。

（2）分析实例，说明做功的必要条件。

2．学法指导：

（1）注意“功”与“工作”的不同

（2）指导学生充分认识“力的作用”与“物体在力的作用下沿力方向移动了距离”是做功的必要条件，特别要注意这个“距离”与“力”之间是有因果关系的。

可以通过实例分析让学生真正掌握。

（二）教学用具：

1．《教材》、《综合学习与评价》

2．FLASH、PowerPoint课件

（三）教学内容

1．机械功：

物理学中把力和物体在力的方向上移动的距离的乘积叫做机械功。

2．做功的必要条件：

（1）作用在物体上的力；

（2）物体在力的作用下沿力的方向移动了距离

3．的计算公式：

功＝力×距离W=Fs

W表示功，F表示作用在物体上的力，s表示物体沿力方向移动的距离

4．功的单位：

牛顿·米，专用名称：

焦耳，简称“焦”，用J表示。

1J的大小：

将两个鸡蛋举高1m，做的功约为1J；将一瓶500ml的矿泉水从地上拿起飞，做功约10J；……

（四）布置作业

1．《课本》P1641～4

2．《综合学习与评价》P1061、2、3

P1082、5、6、7、9

第四节做功的快慢

（一）教学设计：

1．教法设计：

（1）通过《课本》P165“怎样比较做功的快慢”引入新课：

做功除了有大小之外，还有快慢之分。

（2）通过用速度类比的方法引导学生得出定量表示“快慢”的方法，并应用这个方法来表示做功的快慢。

最终引出“功率”。

2．学法指导：

（1）用速度做类比，引导学生思考如何描述各种变化的快慢，如何定量表示快慢

（2）用实例比较功与功率之间的关系，区别这二个概念。

（二）教学用具：

1．《教材》、《综合学习与评价》。

2．FLASH、PowerPoint课件。

（三）教学内容

1．做功有快慢。

2．如何描述变化现象的快慢？

3．功率：

单位时间做功的多少

4．公式：

P表示功率，W表示功，t表示做功的时间

5．单位：

基本单位：

焦耳／秒。

专用名称：

“瓦特”，简称“瓦”。

用W表示。

辅助单位：

千瓦（kW）、兆瓦（MW）

换算关系：

1MW=1000kW,1kW=1000W

6．功率的意义：

表示做功的快慢。

功率越大，做功越快；功率越小，做功越慢。

7．常见物体功率的大小：

（课本P135）

8.机器上都有一个小牌子，叫做铭牌。

上面标明这台机器的工作性能和结构特征的一些数据，功率也是其中一项。

（四）布置作业

1．《课本》P1671、2

2．《综合学习与评价》P1111～6

P1132、4、7、9

第五节提高机械的效率

（一）教学设计：

1．教法设计：

（1）通过演示实验，发现在条件相同的情况下，使用机械做的功比不用机械直接做的功要多，从而引入有用功与无用功——额外功的概念。

（2）分析有用功、额外功之后引入机械效率的概念。

2．学法指导：

（1）引导学生培养对现有结论质疑的态度——善于从中发现问题。

“使用机械带来的只有好处吗？

”，引导学生通过观察实验分析发现问题。

（2）额外功虽然无用，但又不得不做。

可以举例说明，如用动滑轮时除了提起重物，也必须提起滑轮。

（3）注意效率与功率是二个毫不相干的概念。

（这是学生常错的地方，可以列举这二个概念的种种特点，比较它们的不同）

（4）从效率公式入手，设计测量简单机械效率的实验方法。

（5）从效率公式入手，学会分析影响效率的因素，总结提高简单机械效率的方法。

（二）教学用具：

1．《教材》、《综合学习与评价》

2．FLASH课件

3．弹簧测力计、钩码、滑轮组、铁架台、细绳、刻度尺。

（三）教学内容

1．总功：

使用机械做功时，动力的功

2．额外功：

使用机械做功时，对我们无用但又不得不做的功。

3．有用功：

使用机械做功时，总功与额外用之差。

4．机械效率：

有用功与总功之比

5．公式：

或

η表示机械效率，W有表示有用功，W总表示总功

6．意义：

机械效率表示机械利用功的效果，效率越大，利用的效果越好，有用功在总功中所占比例越大；……。

任何机械的机械效率总是小于1（小于100％）

7．例题：

（P1169）

（1）总功：

求出动力所做的功W总=Fs

（2）有用功：

等于不用机械直接做的功。

对于举高物体来说，就等于重力G与物体被举高的高度h的乘积（注意单位）。

W有=Gh

（3）应用效率公式计算机械效率（注意，机械效率没有单位）

8．探究实验：

测量滑轮组的机械效率

拉力

细绳拉起的长度

总功

钩码重

钩码上升高度

有用功

机械效率

（1）组装滑轮组

（2）测量钩码的物重G

（3）测量匀速拉动细绳用滑轮组升高钩码时的拉力F

（4）同时测量钩码升高的高度h与细绳拉动的距离s

（5）计算有用功W有、总功W总，应用效率公式求机械效率。

9．讨论：

影响滑轮组机械效率的因素

10.一般车床的机械效率为82％～89，皮带传动为94％～98％……

（四）布置作业

1．《课本》P1701～3

2．《综合学习与评价》P1151～5

P1171P1185、9

第六节合理利用机械能

（一）教学设计：

1．教法设计：

（1）从汽油、液化石油气涨价的新闻话题引入“能源”、“能源危机”。

从而引入“能”这个概念。

（2）从打桩等事例引入机械能并进一步引入“动能”和“势能”

（3）通过实验探究：

从不同高度滚下的钢球，进入水平木槽板时有不同的速度，可以推动木块前进的距离不同；质量不同的钢球，从相同高度滚下，可以推动木块前进的距离不同。

了解动能的大小与物体速度、质量的的关系。

（4）通过实验探究：

从不同高度落下的钢球，砸入沙子的深度不同；从相同高度落下的不同质量的钢球砸入沙子的深度不同；了解重力势能与物体高度、质量的关系。

（5）通过实验探究：

钢片弯折的程度不同，使木块弹出的距离不同。

了解弹性势能与物体弹性形变程度的关系。

（6）通过实验探究：

演示滚摆、单摆，了解势能和动能可以互相转化。

（7）展示课件，介绍风能、水能的利用，介绍人造地球卫星等。

2．学法指导：

（1）指导学生关心生活、关心时事。

（2）控制变量法：

物理现象可能与多个因素有关，使其中一个变化，其余不变，物理现象的变化变量这个因素所引起。

分析观察结果就可以得到物理现象与这个因素的关系。

用同样方法将每个可能的因素逐一进行分析，最终归纳总结出结论。

（二）教学用具：

1．《课本》、《综合学习与评价》

2．木槽板、钢球、小木块、米尺。

3．钢球、沙子、刻度尺。

4．钢球、钢片、木槽板、米尺。

5．铁架台、滚摆、单摆。

6．FLASH课件、视频课件（蹦床、秋千、风力发电、水电站、人造地球卫星）

（三）教学内容

1．能源危机与能源

2．能量