第11章 功和机械能 教学设计 2023-2024学年人教版八年级物理下册

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第11章 功和机械能 教学设计 2023-2024学年人教版八年级物理下册

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主备教师 协备教师
教学内容 第一节 功 课型
教学目标 知识技能目标 (1)结合实例知道机械功的概念。 (2)能用生活、生产中的实例解释机械功的含义。 (3)理解功的概念,知道使用任何机械功都不省功。
过程与方法目标 通过观察和实验了解功的物理意义
情感态度价值观目标 具有对科学的求知欲,乐于探索自然现象和日常生活中的物理学道理,有将科学技术应用于日常生活、社会实践的意识。
教学重点 功的概念和做功的两个必要因素,功的计算公式
难点 功的概念
教法、学法 讲授法,讨论法、演示法
教学准备 多媒体课件、、
教学时数 1课时
渗透德育
教学过程(一次备课) 一、引人新课: 提问:平时,我们常用力去移动物体,使其位置改变。下面请同学们一起做三个小实验。 1.学生实验:用手匀速将放在桌旁地面上的书包和4本书分别提到桌面上。 问:两次移动的距离怎样?哪次“累”一些呢?为什么? 答:两次移动的距离相同,提书包“累”一些,因为提书包需较大的拉力。[移动相同的距离,需要的力越大越“累”] 2.学生实验:用手将放在桌旁地面上的书包分别匀速提到凳子上和桌面上。 问:哪次“累”一些呢?为什么? 答:提到桌面上“累”一些,因为移动的距离较大。 [用同样的力移动物体,移动的距离越大越“累”。] 个性思考部分(二次备课) 人提物体“累”的程度,不能仅仅单独由力的大小或单独由移动的距离大小来比较或表示,所以我们引人一个新的物理量——机械功
二、讲授新课: 功这个物理量和什么因素有关呢? 请同学们看图课本104页图15.1-1: 这两幅图中有什么共同的地方或者共同的要素。 答:都有力,物体都移动了一段距离。 问:移动的距离和力之间有何关系? 答:是在力的作用下,沿力的方向上移动的距离。 讲述:在物理学中就说图中的力对物体做了功。 请同学们看图:甲:用力而未移动距离;乙:水平方向移动的距离但水平方向上却没有力。 分析得出: l.做功的两个必要因素:(1)作用在物体上的力;(2)物体在力的方向上通过的距离。 讲述:必要的意思就是一个都不能少,请同学们用做功的两个必要因素判断下面几种情况下,力对物体是否做功? [演示1]手提着钩码在空中静止不动,问拉力是否对钧码做功?为什么? [演示2]手提着钩码匀速水平移动一段距离,问拉力是否对物体做功?为什么? [演示3]手提着钧码匀速上升,问拉力是否对物体做功?为什么? 讲述:通过以上分析,我们看出,物理学中的做功与日常生活中工作的意思不同。日常生活中所说的工作包括一切消耗体力和脑力的劳动,但物理学中功的涵义要狭窄且严格得多,即做功必须同时满足两个必要因素。想一想上课起始同学们一起做的提书包和提书的实验中,我们所说的“累”的程度大小,这个“累”字体现的含义是什么?[功] 功的大小与力和距离这两个因素有何关系呢? 力越大,使物体移动的距离越大,这个力的成效越显著,说明力所做的功越多。 2.物理学中,力与物体在力的方向上通过的距离的乘积叫做功。 即   功=力×距离用 功的公式:W=FS。  W-功-焦耳(J),F-力-牛顿(N),s-距离-米(m)。 3.功的单位:焦耳(J) l焦耳=l牛顿·米 1J=1N·m 〔例题l〕一台拖拉机耕地时,牵引力是28500牛,前进了l00米,此拖拉机的牵引力做了多少功? [例题2] 马拉着重为19600牛的车在水平路面上前进了400米,做了 3× 105焦耳的功。车受的重力有没有做功?马的水平拉力是多少牛? 分析:因为马在水平路面上前进,竖直方向上没有通过的距离,所以车受的重力不做功。求马的水平拉力,可从已知拉力做功和车前进的距离,由W=F·S公式求得。 答:车受的重力没有做功,马的水平拉力是750牛。 [例题4]小刚把重为1000牛的箱子沿着水平地板推动1米,小刚对箱产做的功() A.1000焦 B.l焦 C.0焦 D.无法确定 引导学生分析物体受到几个力,画出力的示意图。 三、巩固检测:[例题 3]回忆上课起始做的三个实验,若匀速提书包和 4本书所需的力分别为30牛和5牛,课桌高80厘米,计算下面情况下拉力做功的大小:(1)把书包和4本书从地面提到桌面上,拉力分别做功多少?(2)把书包提高5厘米,把4本书从地面提到桌面上,拉力做功分别为多少? 小结:功的大小是由力和在力的方向上移动的距离大小共同决定的,作用力大的做的功不一定多,距离长的过程做的功也不一定多。解题时要注意单位统一。 强调做功的两个必要因素,功的计算公式W=F·S及单位1焦耳=l牛·米。
板书设计 一、功的两个必要因素: 1.定义:物体受到力的作用且物体沿力的方向移动一段距离 2.做功的两个必要因素: ①作用在物体上的力; ②物体沿力的方向移动一段距离 二、功的计算: 1.公式:W=FS 2.单位:J
作业布置 P64,第2,3题
教学反思
组长意见
主备教师 协备教师
教学内容 第二节 功率 课型
教学目标 知识技能目标 知道功率的概念。 (2)结合实例理解功率的概念。了解功率在实际中的应用。
过程与方法目标 通过观察和联系生活实际了解功率的物理意义。
情感态度价值观目标 具有对科学的求知欲,乐于探索自然现象和日常生活中的物理学道理,有将科学技术应用于日常生活、社会实践的意识。
教学重点 理解做功率的物理意义;能用公式P=W/t解答相关的问题。
难点 理解功率实际上是表示能量转化快慢的物理量。
教法、学法 讲授法,讨论法、演示法
教学准备 多媒体课件
教学时数 1课时
渗透德育
教学过程(一次备课) 引入:我们怎样比较做功的快慢,做功不但有一个多少的问题,还有一个做功快慢的问题。如体重相同的甲、乙两同学,甲慢慢从一楼走到五楼,乙快速从一楼跑到五楼,尽管两人做的功一样多,但甲需较长时间,做功慢;乙需时间较短,做功快。比较做功快慢就像比较物体运动的快慢一样,可以采用: a.做同样的功,比较做功时间的长短;b.在相同的时间内比较做功的多少。 物理学上常采用b情况,一般都取“单位时间”。就是指单位时间里完成的功叫功率。很显然功率是表示物体做功快慢的物理量。 个性思考部分(二次备课) 1、力学里的功包括两个必要的因素是什么?2、计算功的公式和国际单位制中功的单位是什么
新课教学: 阅读课本,钩出重点知识,在不懂之处打上问号。 功率:单位时间内做做的功叫做功率,它是用来表示物体做功快慢的物理量。 功率公式: P-功率-瓦特(W);W-功-焦耳(J);t-时间-秒(s)。1W=1J/s,1KW=103W。 三、例题讲解 例1.建筑工地上,水泥板质量是1t,起重机在20s内匀速把它提升到5m的高度,起重机提升重物的功率是多少W 合多少KW (g=10N/kg) 例2.起重机以0.1m/s的速度将重400N的重物匀速提高5m,起重机做功多少J?,它的功率是多少W?合________KW.  五、课堂练习(测) (每题10分,共100分) 1.下列说法中正确的是( ) A、 机械做的功越多,它的功率一定大 B、 机械做功时间短,它的功率一定大 C、 机械做功越快,它的功率就越大 D、 做相同的功,机械用的时间长,它的功率大 2.下列都是功率的单位的是( ) A、 W、J/s B、 KW、Pa C、 W、N/m D 、N/m2、N·m 3.某机械在2min内把600N的物体匀速提升4m,这个机械的功率为( ) A、2400W B、 1200W C、 20W D、 50W 4.10kw的机器正常工作时,每分钟做的功是( ) A 、10J B、 2.4×107J C、 6×105J D、 104J 5.一台机器的功率是750W,它表示的意思是( ) A、 这台机器1min做功是750W B、 这台机器1min做的功是750J C 、这台机器1s做的功是750J D 、这台机器1s做的功是750W 6.甲乙两台机器,功率之比为2:3,工作时间之比为1:3,则它们所做的功之比为( ) A、 2:9 B、 2:1 C、 3:2 D 、3:1 举例说明瓦特的物理意义。 机械效率和功率的区别:功率和机械效率是两个不同的概念。功率表示做功的快慢,即单位时间内完成的功;机械效率表示机械做功的效率,即所做的总功中有多大比例的有用功。 . 让学生在规定时间内单独完成达标测试题,对学生错误的题目进行讲解
板书设计 一、功率: 1.物理意义:表示做功快慢的物理量。 2.定义:物理单位时间里完成的功。 二、功率的计算: 1.公式:P=W/t P=Fv 2.单位:W
作业布置 P66 第2,4题
教学反思
组长意见
主备教师 协备教师
教学内容 第三节 动能和势能 课型
教学目标 知识技能目标 知道动能势能的概念。在探究实验中理解影响动能势能的因素。用能量的初步知识理解分析简单的实际问题。
过程与方法目标 通过观察认识动能势能的存在。通过归纳概括得到动能势能的概念。在讨论探究实验中总结影响动能势能的因素。
情感态度价值观目标 通过探究实验和合作学习,培养学生严谨的科学态度、敢于探索创新的科学精神及交流合作的团队意识。
教学重点 通过实例说明物体的动能和势能。
难点 引导学生探究影响动能和势能大小的因素
教法、学法 讲授法,讨论法、演示法
教学准备 斜槽,钢球,木块,橡皮筋,压缩弹簧等。
教学时数 1课时
渗透德育
教学过程(一次备课) 个性思考部分(二次备课)
出示斜槽,并演示钢球从斜槽上滚下,在水平桌面上撞击木块,使木块移动了一段距离。让学生分析碰撞过程中,做没做功? 利用学生分析的结果“钢球对木块做了功”引入能量的概念:一个物体能够做功,我们就说它具有能量。可见物理学中,能量和功有着密切的联系,能量反映了物体做功的本领。 不同的物体做功的本领也不同。一个物体能够做的功越多,表示这个物体的能量越大。
二、新课学习 物体具有能量的形式是多种多样的,以后我们将逐步认识各种形式的能量。刚才的实验中钢球撞击木块能够做功,但若将钢球停靠在木块一侧(边讲边演示),这时的钢球并不能推动木块做功。只有运动的钢球才能推动木块做功。 1.动能:物体由于运动而具有的能量叫做动能。 引导学生广泛地列举事例,说明运动的空气、水和各种物体都能够做功,而具有动能。 演示课本实验,实验可分三步: ①将同一个钢球,从斜面不同高度滚下,让学生观察钢球将木块推动的距离。木块被推动的距离不同,说明钢球对木块做的功不同。木块被推动得越远,表明钢球的动能越大。实验说明:从不同高度滚下的网球,具有不同的动能。 ②上面的实验表明钢球从较高处滚下时具有的动能大。那么钢球从不同的高度滚下时有什么不同呢 我们可通过观察实验来得到结论。将质量相同的两个钢球,同时从斜槽的最高点和接近斜槽底部的位置释放。从最高点滚下的钢球能在水平槽上追上从接近底部滚下的钢球。实验表明从高处滚下的钢球速度大。从而得到结论:物体的动能与速度有关,速度越大,物体的动能越大。 ③换用不同质量的钢球,从同一高度让其滚下,让学生观察钢球推动木块的距离。从而得出结论:运动物体的质量越大,动能就越大。 2.势能:物体由于运动的原因而具有动能,物体还可能由于其他的原因而具有能量。例如,同学们都玩过用橡皮筋弹射纸弹的游戏,拉长的橡皮筋能给纸弹一个力,并推动纸弹移一段距离,从而对纸弹做了功。同样拉弯的弓、压缩的弹簧也能够做功,它们都具有能量,这种能量叫做弹性势能,物体由于弹性形变而具有的能量叫做弹性势能。 如:拉长的弹簧,压扁的皮球,弯曲的钢锯条,上紧的钟表发条,撇开的弓等。 将两个性质相同弹簧,压缩到不同的长度。先后将拉紧弹簧的绳烧断,两次砝码被弹起的高度不同。弹簧压得越紧,放松时它做的功越多,表示它的弹性势能越大。 被举高的重物,也能够做功。例如:举高的铅球,落地时能将地面砸个坑;举高的夯落下时能把木桩打入地里。物体由于被举高而具有的能量叫重力势能。 3.能量的单位:从前面的讨论,我们可以认识到能量是跟做功有密切联系的概念,能量反映了物体具有做功的本领,能量的大小可以用能够做功的多少来衡量。因此,动能、势能以及其他能量的单位跟功的单位相同,也是焦耳。 三、小结 通过以下问题的讨论,进一步帮助学生理解能量、动能、势能等概念及其单位。 (1)高山上有一块大石头,稳稳地待在那里,它有没有能量 有什么能量 (2)列举几个物体具有动能、重力势能、弹性势能的事例。 (3) 在同一高度铅球和棒球具有的重力势能不相等,若使它们的重力势能相等,可采取哪些方法 (4)从斜槽上端滚下的小球,它有没有重力势能 在它下滚的过程中重力势能的大小有没有变化 为什么 在滚下的过程中有没有动能 它的动能有没有变化 为什么 概括出“一切运动的物体都具有动能。” 列举事例说明:运动的物体具有的动能多少不尽相同。如狂风能吹倒大树,而微风只能使树枝摇动。进而通过演示实验,概括出决定物体动能大小的因素。 演示实验之后,总结实验结果:运动物体的速度越大,质量越大,动能就越大。 列举事例说明:物体的质量越大,举得越高,它具有的重力势能越大。如:举起同样高度的铅球和乒乓球,铅球落下时做的功多,具有的重力势能大。铅球举得越高,具有的重力势能就越大。 引导学生讨论树上结的苹果是否有重力势能 通过讨论使学生理解“一个物体能够做功”的含义。能够做功只是说物体具有了做功的"本领",但不一定做了功。树上结的苹果虽然没有做功,但只要它从树上掉下来就能做功,所以我们说它具有重力势能。
板书设计 动能和势能 动能:物体由于运动而具有的能量叫做动能。 物体由于被举高而具有的能量叫重力势能。 运动物体的速度越大,质量越大,动能就越大。 物体的质量越大,举得越高,它具有的重力势能越大 5.能量的单位:从前面的讨论,我们可以认识到能量是跟做功有密切联系的概念,能量反映了物体具有做功的本领,能量的大小可以用能够做功的多少来衡量。因此,动能、势能以及其他能量的单位跟功的单位相同,也是焦耳。
作业布置 四、作业:P70 第4、5题
教学反思
组长意见
主备教师 协备教师
教学内容 第四节 机械能及其转化 课型
教学目标 知识技能目标 1)知道机械能包括动能和势能。能用实例理解动能和势能的相互转化。 (2)能解释一些有关动能、重力势能、弹性势能之间相互转化的简单现象。 (3)初步了解机械能守恒的含义。
过程与方法目标 通过观察和实验,认识动能和势能的转化过程。
情感态度价值观目标 (1)关心机械能与人们生活的联系,有将机械能应用于生活的意识。 (2)培养学生具有爱国意识。
教学重点 机械能及其转化
难点 机械能及其转化
教法、学法 讲授法,讨论法、演示法
教学准备 滚摆、铁锁、细绳、溜溜球、 铁架台、 钢球、 细线、带弹簧的斜面
教学时数 1课时
渗透德育
教学过程(一次备课) 个性思考部分(二次备课)
一、新课引入 手持粉笔头高高举起。以此事例提问:被举高的粉笔具不具有能量?为什么? 学生回答提问后,再引导学生分析粉笔头下落的过程。首先提出,当粉笔头下落路过某一点时,粉笔头具有什么能量? (此时既有重力势能,又有动能)继而让学生比较在该位置和起始位置,粉笔头的重力势能和动能各有什么变化?(重力势能减少,动能增加)
二、新课讲解 在粉笔头下落的过程,重力势能和动能都有变化,自然界中动能和势能变化的事例很多,下面我们共同观察滚摆的运动,并思考动能和势能的变化。 实验1:滚摆实验。 出示滚摆,并简单介绍滚摆的构造及实验的做法。事先应在摆轮的侧面某处涂上鲜明的颜色标志,告诉学生观察颜色标志,可以判断摆轮转动的快慢。 仿照摆轮下降过程的分析,得出摆轮上升过程中,摆轮的动能逐渐转化为重力势能。 实验2:单摆实验。 此实验摆绳宜长些,摆球宜重些。最好能挂在天花板上,使单摆在黑板前,平行于黑板振动,以便在黑板上记录摆球运动路线中左、右最高点和最低点的位置。分析单摆实验时,摆球高度的变化比较直观,而判断摆球速度大小的变化比较困难,可以从摆球在最高点前后运动方向不同,分析摆球运动到最高点时的速度为零,作为这一难点的突破口。顺便指出像单摆这种往复的运动,在物理学中叫做振动。 综述实验1、2,说明动能和重力势能是可以相互转化的。 实验3:弹性势能和动能的相互转化。 演示动能和弹性势能的转化实验。实验可分两步做。首先手持着木球将弹簧片推弯,而后突然释放木球,木球在弹簧片的作用下在水平槽内运动。让学生分析在此过程中,弹性势能转化为动能。第二步实验,让木球从斜槽上端滚下,让学生观察木球碰击弹簧片的过程。然后,分析动能转化为弹性势能和弹性势能转化为动能的过程。得出:动能和弹性势能也是可以相互转化的。 人造地球卫星在运行过程中,也发生动能和重力势能的相互转化。人造地球卫星大家并不陌生,然而围绕人造卫星,同学们还有许多的谜没有揭开。例如:人造卫星为什么能绕地球运转而不落下来?在人造卫星内失重是怎么回事?等等,这些问题还有待于同学们进一步学习,今天我们只讨论卫星运行过程中,动能和重力势能的相互转化。 人造卫星绕地球沿椭圆轨道运行,它的位置离地球有时近、有时远。(出示我国发射的第一颗人造卫星轨道图)现以我国发射的第一颗人造卫星为例,它离地球最近时(此处叫近地点)离地面439公里,离地球最远时(此处叫远地点)离地面高度是2384公里,它绕地球一周的时间是114分钟。它在近地点时,速度最大,动能最大;此时离地面最近,重力势能最小。卫星由近地点向远地点运行时动能减小,重力势能增大,动能向重力势能转化。直到远地点时,动能最小,重力势能最大。卫星由远地点向近地点运行时,重力势能向动能转化。在卫星运行过程中,不断地有动能和势能的相互转化。 引导学生复述并分析实验中观察到的现象。开始释放摆轮时,摆轮在最高点静止,此时摆轮只有重力势能,没有动能。摆轮下降时其高度降低,重力势能减少;摆轮旋转着下降;而且越转越快,其动能越来越大。摆轮到最低点时,转动最快,动能最大;其高度最低,重力势能最小。在摆轮下降的过程中,其重力势能逐渐转化为动能。 自然界中动能和势能相互转化的事例很多。其中有一些比较直观,例如:物体从高处落下、瀑布流水等这些事例也可以让学生列举,说明动能和势能的相互转化。有些事例比较复杂,例如:踢出去的足球在空中沿一条曲线(抛物线)运动过程中,动能和势能是如何相互转化的呢?(板画足球轨迹,依图分析)首先我们来分析足球离地面的高度的变化,这是判断足球重力势能变化的依据。很明显,在上升过程中足球的重力势能增加;在下降过程中重力势能减少。接着再分析足球的速度。足球在最高点时不再上升,说明它向上不能再运动。所以,足球在上升过程中,速度逐渐变小;在下降过程中速度又逐渐变大。通过以上分析,可以看到足球在上升阶段动能转化为重力势能;在下降阶段重力势能转化为动能。
板书设计 四、板书设计 机械能及其转化 (一)机械能:动能和势能之和 (二)机械能的转化 动能——势能 势能——动能
作业布置 八、布置作业: P74 第3、4
教学反思
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