八年级物理下册第十二章教案人教版.docx
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八年级物理下册第十二章教案人教版
第十二章 功与机械
一、功
授课地点：
教室
授课时间：
１课时
【仪器材料】 小铁球、长木板、砝码、线等
【教学目标】
1．知识与技能：
（１）明确做功的两个必要因素，能根据做功的两个必要因素初步判断物体是否做功；
（２）初步理解功的计算公式，知道功的单位是焦耳，并会进行有关计算；
（３）知道作用在物体上的力与物体通过的距离垂直时，该力不做功；
（４）知道功率的概念，会进行简单计算。
2．过程与方法：
经过举例，理解功及功的必要因素，培养从生活现象中分析物理本质的方法。
3．情感、态度与价值观：
通过用力未做功的实例，引起学生适当焦虑，激起其学习功的知识内容的好奇心，使之积极参与判断是否做功的讨论。
【教学过程】
教师活动设计
学生活动设计
一、复习提问
提问：
力的三要素是指哪些？
提问：
重力的方向是怎样的?
提问：
力作用在物体上会怎样（产生什么效果）？
回答问题。
回答问题。
回答问题。
会改变物体的状态。
二、新课引入
由力的不同作用效果引出功。
举例：
推桌子：
小明和小聪分别用力推动桌子，小明虽费了力气，但桌子没有移动，小聪用力将桌子推走了。
还可举些其他例子。
例如：
擦黑板。
用力压黑板擦，在黑板上挪动黑板擦。
推箱子，搬椅子……
由这些例子给出功的定义。
区分不同情况理解。
三、新课展开
1．力学中功的含义
我们常说的功是有“成效”的意思，但在物理学中它还有特殊的含义。
当一个力作用在物体上，物体在这个力的作用下通过了一段距离，我们就说这个力的作用有了成效，力学里就说这个力做了功。
显然力做功有两个条件。
一是作用在物体上的力。
（F）
二是物体沿力的方向通过的距离。
（S）
举例：
⑴举重运动员向上举杠铃，作用在杠铃上的力是向上的，并且杠铃向上运动了一段距离，我们说运动员对杠铃做了功。
⑵直升机向上拉动铁塔，对铁塔有一个向上的拉力，铁塔在这个拉力的作用下，沿拉力方向向上移动了一段距离，我们就说飞机对铁塔做了功。
2．判断物体是否做功
举多个例子，要求学生判断是否做功。
例如：
⑴火箭升空，燃烧的气体对火箭有没有做功？
学生答：
做了，因为燃烧的气体对火箭有一个向上的推力，火箭在这个推力作用下向上通过了一段距离。
⑵同学们将自行车推进校门，对车有没有做功?
学生答：
做了，因为人对车有一个向前的推力，车在这个推力作用下前进了一段距离。
⑶一人用很大的力推一辆汽车，汽车没移动，推力对物体有没有做功？
⑷推讲台没推动。
⑸手提一桶水在水平地面上行走，提桶的力有没有对桶做功？
⑹在光滑的水平冰面上，一物体由于惯性做匀速直线运动，没受力。
学生答：
不做功。
要求学生举例，可将学生举的例子写在黑板上。
学生举例。
进行分析。
教师注意三种不做功的情况：
（1）物体受到力，但没有移动距离，即通过的路程为零。
（2）物体受到力的作用，也移动了距离，但移动的距离与力的方向垂直。
教师根据学生的回答再次强调做功的两个因素。
（3）物体没有受到力的作用，但因为惯性通过一段路程，也就是没有力做功。
教师要注意同学们的回答中所出现的问题，并弥补关于惯性的知识。
教师小结：
从以上例子，我们进一步认识了力学中功的含义，即一个力作用在物体上，物体在这个力的作用下通过了一段距离，我们就说这个力做了功。
3．功的计算
我们知道了力做功的两个条件，那怎样来计算功呢？
功的计算公式：
功＝力×距离
即：
功等于力与物体在力的方向上通过的距离的乘积。
用W表示功，用F表示力，ｓ表示物体在力的方向上通过的距离，则功的公式可写成：
W＝Fｓ。
在国际单位制中，力的单位是牛顿（N），距离的单位是米（m），功的单位是牛顿·米，它有一个专用名称叫焦耳，简称焦（J）。
1焦＝１牛·米。
几点说明：
①使用W＝Fｓ，要注意单位的统一。
②做功的多少只由W＝Fｓ决定，跟物体是做匀速直线运动还是做变速运动无关。
③知道1焦的物理意义，知道1焦的大小。
例题：
（书上例题）用20N的水平推力，使重为100N的物体在水平桌面上移动0.5m，试求推力和重力对物体做了多少功？
由一名学生板演，其他学生自己演算。
要求解题规范化。
一名学生板演，其他学生自己演算。
追问：
此题中物体受到几个力的作用？
哪个力做了功？
对什么物体做功？
重力做了功没有？
为什么？
学生回答，教师小结。
学生回答。
4．功率
物体在力F作用下经过时间t运动了距离ｓ，求①力对物体做的功
②物体运动的快慢。
（类比）
我们在运动学中学过物体运动的快慢是物体单位时间里运动的距离。
v＝s/t
那么力做功的快慢呢？
就是力在单位时间里做的功。
我们把它叫做功率。
定义：
功率P＝W/t
单位：
W
1W＝1J/s
可提供例题要求学生计算。
学生理解。
三、课堂小结
本节课我们学习了力学中“功”的概念，知道了做功的两个必要因素，给出了功的计算公式
W=F·ｓ，知道了功的单位是焦耳。
大家完成课后练习，帮助自己更好地理解功的意义，学会功的计算。
【实践活动】
课外小实验：
测出自己上楼时所做的功及所用的时间。
要求：
1．测出：
（1）体重G；
（2）楼层高h；
（3）上楼所用的时间，按正常速度走上去所需时间t1，快速跑上去所需时间t2。
2．计算：
（1）上楼所做的功；
（2）两次登楼过程的功率。
【板书】
第一节功
1．功的定义：
如果物体受力且沿受力方向移动了一定的距离，就说力对物体做了功。
2．功的计算：
功＝力×距离
公式：
W＝Fｓ
单位：
焦耳符号：
J
3．功率：
单位时间里完成的功，用P表示。
公式：
P＝W/t
单位：
W
1W＝1J/s
二、杠杆
授课地点：
物理实验室
授课时间：
１课时
【仪器材料】 羊角锤等
【教学目标】
1．知识与技能：
（1）知道什么是杠杆；
（2）理解支点、阻力、阻力臂、动力、动力臂。
2．过程与方法：
通过举例认识杠杆，会分析杠杆的几个概念。
3．情感、态度与价值观：
体验科学探究的乐趣，了解杠杆在生活中的应用。
【教学重点】
认识杠杆。
【教学过程】
教师活动设计
学生活动设计
一、引入新课
通过浮力的学习，同学们已经知道了阿基米德是古希腊伟大的科学家，他在物理学方面的主要贡献有两项：
浮力问题与杠杆平衡问题。
阿基米德有句名言：
“给我一个支点，我可以撬动地球。
”
置疑：
阿基米德说这句话的根据是什么?
你认为这可能吗？
阿基米德用来撬动地球的工具就是杠杆，也就是这节课要研究的问题。
二、杠杆
1.认识杠杆
要求学生观察书上图12－2－3：
生活中的常见的杠杆。
要求学生举出其他生活中的杠杆。
进行讨论，找出图中杠杆的共同特征——都绕一固定点转动。
教师出示羊角锤，分析使用时有一固定点。
要求学生分析其余杠杆的固定点。
得到杠杆概念：
在力的作用下，能绕某一固定点转动的硬杆，叫杠杆。
“硬杆”指在力作用下不易发生形变的受力的杆状物体，可以是直的也可是弯的，形状也可以是各种各样，可是方的、圆的等。
要求学生再举其他例子。
例如：
用来拧螺母的扳手可以使我们轻易地将螺母拧紧或拧松。
订书机可以很方便地把纸装订在一起。
举出生活中其他杠杆。
学生观察图，讨论说出它们的共同特征。
找到图中所示工具的固定点。
举例。
2．与杠杆有关的概念
首先认识杠杆的几个概念
支点（O）：
杠杆绕着转动的固定点。
动力（F1）：
使杠杆转动的力。
阻力（F2）：
阻碍杠杆转动的力。
动力臂（Ｌ1）：
支点到动力作用线的距离。
阻力臂（Ｌ2）：
支点到阻力作用线的距离
力臂是支点到力的作用线的距离，作力臂的步骤：
（1）找准支点；
（2）沿力的方向作出力的作用线；（3）从支点向力的作用线画垂线；（4）标出力臂。
教师举杠杆撬球的例子分析五个概念。
画出杠杆撬球中的各种物理量。
支点是杠杆绕着转动的固定点，在分析支点时，我们可以假想杠杆发生转动，杠杆围绕哪一点转动，哪一点就是支点。
如图所示，我们假设杠杆在动力作用下做逆时针转动，其中O点是不动的，所以O点就是支点。
力的作用线就是从力在杠杆上的作用点起，沿力的方向所画的直线，如图所示，动力的作用线是从A点起沿F1方向的直线。
从支点O向动力F1的作用线所画的垂线就是动力臂Ｌ1，从支点O向阻力F2的作用线所画的垂线就是阻力臂Ｌ2了。
画力臂实际上就是作一个点到一条线的垂线，只要把平面几何中作“点到直线的距离”的方法迁移过来，就不难解决力臂作法这一难点。
必须明确：
力臂是支点到力的作用线的垂直距离，而不是支点到力的作用点的距离，如图所示中，不能把OA和OB作为动力臂和阻力臂。
例题：
在黑板上画出各杠杆的示意图，画出它们的支点、动力和阻力。
如：
铡刀、瓶盖起子、独轮车、铁锹等。
由4名学生分别画出它们的动力臂和阻力臂，巡回指导，最后进行讲评。
可选择分析一些实际杠杆，如：
抽水机、汽车刹车踏板、胳膊、缝纫机踏板等。
学生理解。
4名学生画到黑板上，其余自己画。
有能力的学生选作。
三、课堂小结
认识杠杆，并介绍了杠杆的几个重要概念，学会分析生活中的杠杆。
【实践活动】
注意观察生活中有哪些杠杆，试着分析它们的支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂。
【板书】
第二节杠杆
杠杆：
1、杠杆：
在力的作用下，能绕某一固定点转动的硬杆，叫杠杆。
2、杠杆的几个概念：
支点（O）：
杠杆绕着转动的固定点。
动力（F1）：
使杠杆转动的力。
阻力（F2）：
阻碍杠杆转动的力。
动力臂（Ｌ1）：
支点到动力作用线的距离。
阻力臂（Ｌ2）：
支点到阻力作用线的距离。
二、杠杆
（二）
授课地点:
物理实验室
授课教师:
授课时间:
1课时
【仪器材料】 杆秤
分组实验器材:
铁架台、杠杆、钩码等
【教学目标】
1．知识与技能：
（１）知道杠杆平衡的条件；
（２）能根据实际需要正确选择和使用杠杆。
2．过程与方法：
经历“探究杠杆平衡条件”的过程。
3．情感、态度与价值观：
体验科学探究的乐趣，了解杠杆在生活中的应用。
【教学重难点】
探究杠杆平衡条件。
【教学方法】
实验探究法。
【教学过程】
教师活动设计
学生活动设计
一、杠杆的原理
出示杆秤，对杆秤进行分析，画出支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂。
使用杆秤称水果，要求称不等量的水果，请一位学生上来演示。
学生称不等量的水果。
置疑：
你为什么要这样称?
因为要使杠杆达到平衡，如果杆秤不平衡了，就无法称出水果的多少，且要根据水果的多少来移动秤砣或更换秤钮。
对，我们要使杠杆达到平衡。
杠杆的平衡与哪些因素有关，有什么样的关系?
与动力、阻力、动力臂、阻力臂有关。
与水果及秤砣重量，还有他们与杠杆提手之间的距离有关。
二、实验探究
通过实验探究，得到确定的关系。
探究杠杆的平衡条件。
每2人一组实验，要求讨论如何设计这个实验。
讨论实验步骤。
步骤如下：
（1）将杠杆挂在铁架台上，观察是否在水平位置平衡（静止）；若不是，可调节平衡螺母，使之水平平衡。
此处可提问：
为什么要使杠杆在水平位置平衡？
若学生回答不出，可要求课后思考。
（2）在杠杆支点的左边挂一定量的钩码，在支点右边也挂上钩码，直至杠杆平衡为止。
（3）重复多做几次平衡实验，得到不同数据。
（4）将数据记录下来，分析得出结论。
记录的是杠杆上的格数，如果不在水平位置平衡，那么臂长就不等于格数×格长了。
开始实验，完成探究任务。
老师在学生探究过程中进行巡视，发现问题及时提出，让学生自己去分析、解决问题。
完成实验后，任意选择五组，请组中作记录的学生将结果投影到屏幕上。
将五组中的实验数据任意各取一组填入表格中，讨论可得到什么结论（杠杆平衡的条件）。
教师可提出各种猜想，加减乘除关系都可。
可能有学生得到其他关系式，但不适合所有数据，因此它不是杠杆平衡条件。
学生分组认真探究，将结果填入自己设计好的表格中，同时对得到的结论进行分析、讨论。
对公式进行变形可以得到比例式
，它的含义是：
如果动力臂是阻力臂的几倍，那么动力就是阻力的几分之一。
学生：
动力×动力臂=阻力×阻力臂。
【课堂练习】
1．画出下图中F＇和F＂的力臂，并比较杠杆平衡时F'
与F＂的大小．
2．下图所示杠杆，OA长20cm，AB长60cm，现在A处挂一重200N的物体，若使B处的弹簧秤示数最小，弹簧秤的方向怎样？
弹簧秤的示数是多少？
练习，理解。
三、杠杆的分类
由杠杆的平衡关系，可以得到当力不等时，对应的力臂也不等。
可将杠杆分为三类：
杠杆类型
省力杠杆
费力杠杆
等臂杠杆
力臂的大小关系
L１>L２
L１L１=L２
力的大小关系
F1F1>F２
F1=F２
力的作用点移动距离的大小关系
s1>s２
费距离
s1省距离
ｓ1=ｓ２
跟随教师分析出三种类型的杠杆。
分析中提出相关问题：
省力、费力是谁相对谁而言？
省距离、费距离的含义是什么？
举例分析：
从撬棒撬石头分析费距离的含义。
所谓省距离或费距离指的是动力作用点移动距离ｓ１，相对于阻力作用点移动距离ｓ2而言的。
杠杆平衡条件说明，当动力臂大于阻力臂时，动力小于阻力是省力杠杆。
如图所示，当动力作用点移动ｓ1距离时，阻力作用点移动ｓ2距离，且ｓ1>ｓ2，因此使用撬棒撬石头省力而费距离。
思考，回答。
要求学生举例，并进行分类。
举例，分类。
四、课堂小结
杠杆的平衡条件F1Ｌ1＝F2Ｌ2；
杠杆的分类：
省力杠杆、费力杠杆、等臂杠杆。
【实践活动】
1.通过探究，你能理解阿基米德的名言吗?
请就此写一篇短文。
2.用杠杆知识分析、理解天平的原理和调整过程。
【板书】
杠杆平衡的条件：
动力×动力臂=阻力×阻力臂
F1Ｌ1＝F2Ｌ2
三、滑轮
授课地点：
物理实验室
授课时间：
1课时
【仪器材料】 定滑轮、绳子、钩码、弹簧测力计
分组实验器具：
动滑轮、绳子、钩码、弹簧测力计、铁架台、刻度板
【教学目标】
1．知识与技能：
使学生借助已有知识：
理解滑轮的原理,知道滑轮的作用。
2．过程与方法：
由问题的提出、猜测、经过实验探究,使学生亲身经历物理问题的研究过程。
3．情感、态度与价值观：
体验科学探究的乐趣,学习科学的探究方法,从而领悟科学的思想和精神,培养抽象思维和论证问题的能力。
通过对实验数据的收集,培养严肃认真的操作态度及科学分析实验数据的能力。
【教学重点】
定滑轮、动滑轮的作用。
【教学方法】
采用实验探究、讨论归纳的方法。
【教学过程】
教师活动设计
学生活动设计
一、复习提问
1．杠杆有哪三种？
各有什么特点？
举例说明。
2．剪铁用的剪刀和镊子是省力杠杆还是费力杠杆？
学生回答。
教师出示实物并进行演示，并画出这两个杠杆的示意图。
要求学生正确画出它们的力臂，讲清道理，说明结论。
剪铁用剪刀和镊子两杠杆示意图如图所示。
画出力臂。
二、新课引入
教师先举一个滑轮的实例，再要求学生举滑轮的例子，根据使用时滑轮的不同情况进行分类（即按定滑轮和动滑轮分类）。
学生举例。
提问它们的特点是什么，由此给出定义：
滑轮是一个周边有槽、并可以绕轴转动的轮子。
教师给出滑轮的分类。
滑轮有两种：
定滑轮和动滑轮。
使用时滑轮的位置固定不变的叫做定滑轮，使用时滑轮的位置跟被拉动的物体一起运动的叫做动滑轮。
讨论特点。
再举些滑轮实例，可连接录像。
学生观看录像。
1．定滑轮
观察定滑轮。
定滑轮工作时，它的轴固定不动。
举例：
如旗杆顶部的装置为定滑轮。
（2）提问：
使用定滑轮有什么特点？
观察定滑轮工作的状态，轴是固定不动的。
演示实验：
①称量钩码的重力；
②演示如图所示的实验，匀速拉动弹簧测力计，物体上升，拉力的方向改变，但弹簧测力计的示数不变，特点是G＝F。
使用定滑轮吊起物体时，可以改变力的作用方向，达到操作方便的目的。
观察实验：
学生通过教师的演示得出使用定滑轮可以改变力的作用方向，定滑轮不能省力。
提问：
使用定滑轮不能省力，那么能否省距离？
能否省功？
学生思考
按照下图进行演示。
使学生清楚地看到：
“动力作用点移动的距离s与物体上升高度h相等，使用定滑轮不能省力，也不能省距离。
”由此得出使用定滑轮不能省功。
观察实验，得出结论：
①动力作用点移动的距离s与物体上升高度h相等，使用定滑轮不能省力，也不能省距离。
②由W＝Fｓ得出W与提升物体所需的功Ｇh相等，使用定滑轮不能省功。
2．动滑轮
（1）教师边讲边演示动滑轮提升重物。
要求学生讨论分析，此时提起重物使用的滑轮与刚才演示实验使用的定滑轮有何不同点？
教师在学生讨论后小结：
动滑轮工作时，轴和重物一起移动。
另外用力方向也不同，用定滑轮时拉力方向是向下的，使用动滑轮提升重物时拉力的方向是向上的。
（2）提问：
使用动滑轮有什么好处？
动滑轮中绳的拉力和做功情况怎样？
学生讨论。
（3）组织学生实验，按课本实验探究，参照下图进行实验。
由于研究定滑轮时教师已演示过实验，学生可以自己设计出实验步骤。
说明：
重物用2个钩码表示，有利于分析数据。
用弹簧秤测出钩码重。
读取弹簧秤的示数时，跨过动滑轮的两条绳要竖直、平行。
学生实验，教师巡回指导。
实验：
两人一组，自行设计实验步骤及表格记录数据。
按左图所示进行实验。
观测弹簧测力计的示数F１和F２及钩码升高的高度H和手拉弹簧测力计拉起的高度ｓ。
学生实验完毕后，教师请几组学生分别将自己的一组数据填到教材中的表格中，分析学生数据。
（4）总结：
使用动滑轮提升钩码，弹簧秤的示数约是钩码重的二分之一。
两根绳子吊着重物和滑轮，这两根绳子的力之和约等于钩码的重力，符合平衡力的原理。
动力作用点移动的距离ｓ是物体上升高度H的2倍。
使用动滑轮不能省功。
说明：
在提升钩码的过程中也把动滑轮提升起来了，当钩码重远大于动滑轮重时，动滑轮才可忽略不计，从而得出使用动滑轮可以省一半力的结论。
通过数据分析得出：
⑴使用动滑轮提升钩码，弹簧秤的示数约是钩码重的二分之一。
⑵动力作用点移动的距离ｓ是物体上升高度H的2倍。
而使用动滑轮虽不能改变力的方向，但可以省一半力。
使用动滑轮不能省功。
三、课堂小结
认识定滑轮、动滑轮。
【实践活动】
建议：
“发展空间”中的“我的设计”。
【板书】
第三节滑轮
一、定滑轮
1．滑轮的位置固定不变。
2．不省力,可以改变力的方向。
3．使用定滑轮不省功。
二、动滑轮
1．滑轮的位置跟被拉动的物体一起运动。
2．可以省一半力,但不能改变用力方向。
3．使用动滑轮工作，不省功。
四、功的原理及应用
教学要求
（l）常识性了解功的原理。
知道使用任何机械都不省功。
（2）会应用功的原理进行简单的计算。
（3）会计算机械做的功和不使用做的功。
教学重点、难点1.理解功的原理。
通过实验，设置物理情景，培养学生分析归纳的能力。
2.利用机械做的功，不使用机械做的功。
教学过程
一、复习提问
1．做功的两个必要因素是什么？
举例说明。
计算功的公式和单位是什么？
二、进行新课
1．引入、提问：
使用杠杆、滑轮这些简单机械能够省力，是不是也能省功呢？
2．组织学生完成课本本节实验l、2。
学生自己实验。
教师巡回指导。
（1）明确实验目的是研究使用杠杆（或滑轮）提升重物时能不能省功？
即手对杠杆（或滑轮）做的功与杠杆（或滑轮）对重物做的功是否相等。
（2）明确实验中动力就是手的拉力，阻力的大小等于钩码重。
图14—4，实验是利用杠杆的平衡条件算出手对杠杆的拉力。
图14—5实验中手对动滑轮的拉力由动滑轮的特点得出。
钩码重G＝mg。
（3）测量砝码提升的高度和手移动的距离时，把两个刻度尺分别竖直放在砝码及手旁，记下砝码和手的起始位置。
当用杠杆（或动滑轮）提升砝码到一定高度时，再记下砝码和手的终了位置，求出砝码
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