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1、第十二章 功与机械 教科版八年级下12.1 功教学案例 授课地点：教室 授课时间：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：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；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；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；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
2、 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)？答复下列问题。答复下列问题。答复下列问题。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，
3、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：举重运发动向上举杠铃，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，我们说运发动对杠铃做了功。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：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。同学们将自行车推进校门，对车有没有做
4、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。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？推讲台没推动。手提一桶水在水平地面上行走，提桶的力有没有对桶做功？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。教师根据学生的答复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
5、师要注意同学们的答复中所出现的问题，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，表示物体在力的方向上通过的距离，则功的公式可写成：W F。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 焦牛米。几点说明：使用 W F，要注意单位的统一。做功的多少只由 W F
6、 决定，跟物体是做匀速直线运动还是做变速运动无关。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。要求解题标准化。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？学生答复，教师小结。学生答复。4功率 物体在力 F 作用下经过时间 t 运动了距离 ，求 力对物体做的功 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
7、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，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 t 1，快速跑上去所需时间 t 2。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
8、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 F 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 第十二章 功与机械 教科版八年级下12.2杠杆教学案例(第 1 课时)授课地点：物理实验室 授课时间：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、
9、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奉献有两项：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 1223：生活中的常见的杠杆。举出生活中其 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”
10、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。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(1)：支点到动力作用线的距离。阻力臂(2)：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
11、 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。如下图，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，如下图，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1，从支点O 向阻力F2 的作用线所画的垂线就是阻力臂2 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
12、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，如下图中，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
13、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(1)：支点到动力作用线的距离。阻力臂(2)：支点到阻力作用线的距离。第十二章 功与机械 教科版八年级下12.2杠杆教学案例(第 2 课时)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：知道杠杆平衡的条件；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
14、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 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。理 置疑：你为什么要这样称?因为要使杠杆到达平衡，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，我们要使杠杆到达平衡。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
15、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)；假设不是，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？假设学生答复不出，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
16、，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画出下列图中 F和 F的力臂，并比较杠杆平衡时 F 与 F的大小 2下列图所示杠杆
17、，OA 长 20cm，AB 长 60cm，现在 A 处挂一重 200N的物体，假设使 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 L L L L L=L 力的大小关系 F1 F F1=F 力的作用点移动距离的大小关系 s1 s 费距离 s1 2，因此使用撬棒撬石头省力而费距离。思考，答复。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 F11 F22；杠杆的分类：省力杠杆、费力杠杆、等臂杠杆。【实践活
18、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 F11 F22 第十二章 功与机械 教科版八年级下12.3滑轮教学案例 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
19、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？学生答复。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下图。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
20、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：称量钩码的重力；演示如下图的实验，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，
21、可以改变力的作用方向，到达操作方便的目的。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 按照下列图进行演示。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：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 W F得出 W 与提升物体所需的功h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
22、与刚刚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，参照下列图进行实验。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
23、示数F 和 F 及钩码升高的高度 H 和手拉弹簧测力计拉起的高度。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：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。动力作用点移动的距离是物体上升高
24、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。第十二章 功与机械 教科版八年级下12.4功的原理及应用教学案例 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会电脑械做的功和不使用做的功。教学重点、难点
25、 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 144，实验是利用杠杆的平衡条件算出手对杠杆的拉力。图 145 实验中手对动滑轮的拉力由动滑
26、轮的特点得出。钩码重 Gmg。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，求出砝码升高的高度 h米和手移动的距离 s米。4 实验中，杠杆和动滑轮的重及杠杆和滑轮在运动中的摩擦力忽略不计，因为实验研究的是理想机械。5按课文实验 1、2，并参照图 134、图 135 组装实验器材，将实验结果填入课文表格中，写出实验结论。3总结实验结论 学生报告实验记录数值和实验结论。教师将几组数值记于黑板一或事先画好表格的小黑板上。实验说明：利用杠杆提升砝码，使用杠杆所做的功 Fs焦和直接用手所做
27、的功 Gh焦相等，即使用杠杆不能省功。利用动滑轮提起砝码，使用滑轮做的功 F s 和直接用手所做的功 G h 相等，即使用动滑轮也不能省功。总结出功的原理并板书：“二、功的原理 1使用机械不能省功。这个结论叫做功的原理。2功的原理对任何机械都适用。”3提问：使用任何机械都不省功，为什么人们还要使用机械呢？课文后“想想议议”要求答出：可以省力，或省距离，或改变动力的方向，使用方便等好处。4例题：课本章后习题 5。教师板演讲解。首先弄清已知条件、物理过程。三、布置作业 1填写课文章后“学到了什么”2课本习题 6。3自学课本“斜面”。第十二章 功与机械 教科版八年级下12.5机械效率教学案例 授课地
28、点：教室 授课时间：课时【教学目标】1知识与技能：理解有用功、额外功和总功的含义；理解机械效率的定义及物理意义，会进行相关的计算；知道提高机械效率的意义和主要方法。2过程与方法：经过举例理解有用功、额外功、总功及机械效率；通过讨论，了解如何提高机械效率。3情感、态度与价值观：关注生产、生活中各种机械的机械效率，具有用机械效率来评价机械的意识。【教学过程】教师活动设计 学生活动设计 一、有用功、额外功和总功的概念 观察教材图 12-5-1或举一个具体的例子。机械做功，如起重机将砖块提升到楼顶，除了克服砖块重力做功外，也一定同时需要克服装砖的筐子、滑轮和钩子等辅助措施的重力做功；此外，由于物体之间
29、总存在摩擦，所以起重机对砖块做功的同时，或多或少要克服摩擦做功。起重机提升砖块做的功是有用功，提升筐子、滑轮、钩子以及克服摩擦做的功是额外功。有用功和额外功之和叫总功。用 表示总功，表示有用功，答复：提升水做的功是有用功；提升水桶、竹竿做的功是额外功；二者之和为总功。表示额外功，它们的关系是 举例提问加深理解有用功、额外功、总功的概念 提问，人用水桶从井中提水，有用功、额外功、总功各是什么？视学生理解程度可再举几个例子。二、机械效率举例 学校二楼的墙坏了一个洞，修补的话需要40Kg 的水泥。如果你是建筑工人，你需要将 40Kg 的水泥从一楼搬到二楼。现在你手上有重 5Kg 的铁桶，重 2Kg
30、的塑料桶，都能装下 40Kg 水泥，你可以叫楼上的同事用铁桶或者塑料桶把水泥提上去，当然也可以自己提上去。提问：你愿意采取哪种方法？提问：为什么？答复：叫楼上的同事用塑料桶把水泥提上去。答复：省力或做的功少。提问：“做的功少”指的是什么功少？有用功、额外功、还是总功？答复：总功。提问：三个方法做的总功不同，有用功相同吗？答复：相同。引出机械效率 逐步引导。任何机械所做的有用功只是总功的一部分。有用功所占的比例越大，说明机械的效率越高。物理学中把有用功跟总功的比值叫做机械效率。机械效率的符号是，读作：yita，常用百分数表示。说明：为一比值，没有单位。提问：总功又等于有用功和额外功之和，则又可以
31、表示为什么？说明：在实际机械中，由于机械重力、摩擦力等等因素的存在，额外功 是一定存在的，即 0，可见 100%；只有在理想机械中，机械重力、摩擦力等等因素可以忽略，这时=0，=100%。答复：三、例题 例题：如图利用一个动滑轮把重为 400N的货物匀速提高 2m，所用的拉力 F 是 250N，求总功、有用功、额外功和动滑轮的机械效率。学生思考解答。教师板演。解：人做的总功 等于人拉绳子的力 F 乘以在拉力作用下绳子的自由端被拉上去的距离s。人拉绳子的力F=250N，s=2h=22m=4m，h 为货物提升的高度。=Fs=250N 4m=1000J 有用功只是克服货物重力做的功。货物所受重力 G
32、=400N，提升高度 h=2m。则 =Gh=400N 2m=800J =-=1000J-800J=200J =/100%=800J/1000J 100%=80%总结：由例题得知，只要我们知道了总功、有用功和额外功三者中的任意两个，就可以算出用机械做功过程中的机械效率。四、提出提高机械效率的意义 机械效率表示有用功在总功中所占的比值，机械效率越大，做相同的有用功，需要的总功越少，机械能够更好地发挥效用。的高低是机械性能优劣、质量好差的重要标志之一。提问：如何提高机械效率呢？答复：由=/100%=/(+)100%可以看出:在 一定时，减少额外功；在 一定时，增加，可以提高。答复：可以采取减轻动滑轮
33、重量以及减少滑轮与绳子之间摩擦的方法。提问：例题中可以采取什么方法减少？当机械一定时，在可能情况下，增加，也可以提高。提问：例题中怎样增加？答复：增加被提起货物的质量。五、与功的原理比照 说明：一般来说，用机械对物体做功，有用功 是固定的，这时候，机械效率越高，机械需要做的总功就越少，可见，机械效率越高的机械越省功。提问：这和功的原理中说的“任何机械都不省功”矛盾吗？答复：不矛盾，功的原理说的是使用机械时，人们做的总功，不会少于有用功。六、课堂小结 今天我们学习了用机械做功过程中总功、有用功和额外功的概念，学习了判断机械性能优劣、质量好差的重要标志之一：机械效率。通过的计算公式：=/100%=
34、/(+)100%讨论了如何提高机械效率的方法。七、课后作业 学生活动手册相关内容。【板书】机械效率 一、有用功:额外功:总功:有用功和额外功之和 二、机械效率：有用功跟总功的比值 =/100%=/(+)100%无单位 实际机械 100%；理想机械=100%三、如何提高机械效率 在 一定时，减少额外功；在 一定时，增加。第十二章 功与机械 教科版八年级下12.6机械能教学案例 授课地点：多媒体教室 授课时间：课时【仪器材料】铅球，乒乓球,橡皮筋,纸弹,弹簧,小钢球【教学目标】1 知识与技能：理解动能、重力势能的初步概念，知道什么是弹性势能；知道动能的大小与质量和速度有关，重力势能大小与质量和高度
35、有关；知道弹性势能的大小与弹性形变有关；知道机械能的概念。2 过程与方法：结合定义，寻找日常生活的各种形式能量的例子，初步具备从能量角度分析物理问题的方法。3 情感、态度与价值观：在现实生活中树立起科学的能量的观念。【教学过程】教师活动设计 学生活动设计 一、新课引入 引入能量 我们在日常生活中经常提到能量，也简称为能，诸如热能、电能、能源开发等等。“能量”是物理学中的一个重要概念，能量的概念跟功的概念有密切联系。我们说一个物体能够做功，这个物体就具有能量。并且，物体能够做的功越大，这个物体具有的能量就越大。能量的单位和功是一样的，也是焦耳。自然界中，能量的形式很多，今天我们学习最常见的能量的
36、形式 动能和势能。二、动能 列举日常生活中常见的具有动能的物体。有条件时可以幻灯片演示:失控的汽车常常容易撞倒路旁的柱子、广告牌；呼啸的海浪有时会冲坏海堤，推倒房子；弹出去的玻璃球能把静止的球弹得远远的,跑动的人能撞倒别人 这些现象说明了失控的汽车、呼啸的海浪、弹出去的玻璃球、跑动的人能够对其他的物体做功，可见它们都有能量。提问:是什么原因使它们都能够做功的？它们有什么共同特点？它们的能量是因为它们运动才具有的。我们把物体由于运动而具有的能量叫做动能。答复:它们都在运动。提问:举例哪些物体具有动能。提问：物体能够做的功越多，表示这个物体具有的能量越大。那么物体的动能的大小决定于哪些因素呢？汽车
37、速度越快出事故就越严重，对别的物体做的功越多，这说明物体动能的大小和它的速度有关。相同质量的物体，速度越大动能越大。一辆汽车以同一速度运动，重载时比空载时出事故会更严重，这说明物体的动能还和质量有关。具有相同速度的物体，质量越大动能越大。总之，物体的质量越大，速度越大，动能就越大。学生举例。三、重力势能 重力势能概念 物体由于运动而具有动能，物体还可能由于其他的原因而具有能量。提问:举高的物体具有能量吗？也就是说具有做功的能力吗？例如：举高的铅球，能够在落地时将地面砸个坑；举高的铁锤，能够在落下时把木桩打入地里。高处的流水能够冲击水轮碾米，磨面。它们都具有做功的能力，也就是说它们都有能量。分析
38、一下它们的共同特点，它们的位置，都是相对于另一物体位置较高的方向。我们把 物体由于位置较高而具有的能量叫重力势能。学生答复。重力势 让学生列举具有重力势能物体的例子。举例。能的大小和质量及高度有关 试问树上的苹果有重力势能吗？反问：苹果没有做功啊，为什么有能量呢？说明:注意“能够”二字，我们说一个物体 能够 做功，这个物体就具有能量，不是说物体做了功才有能量。即物体具有做功的本领就有能量，不一定显露出来。树上的苹果虽然没有做功,但“能够”落到地面把地上砸一个坑，就是具有重力势能。答复：有，因为位置较高。疑惑。重力势能的大小和什么因素有关？举例：举起同样高度的铅球和乒乓球，铅球能够在落下时做的功
39、多可看地上砸的坑，具有的重力势能大。可见:物体的质量越大,具有的重力势能就越大。同一个铅球举的高度越高，能够做的功也越大，具有的重力势能就越大。可见:物体的位置越高,具有的重力势能就越大。总之：物体的质量越大，位置越高，它具有的重力势能就越大。答复。四、弹性势能 得出弹性势能的概念 弹性势能的大小与弹性形变有关 演示并说明:橡皮筋弹射纸弹,拉长的橡皮筋能给纸弹一个力，并推动纸弹移动一段距离，从而对纸弹做了功。压缩的弹簧使小钢球在桌面上滚动,也能够做功。拉长的橡皮筋和压缩的弹簧都具有能量。它们有什么共同特点?答复：都是有弹性的物体，并且都在外力的作用下发生了形状的变化。有弹性的物体,在被外力改变
40、形状时会产生一个弹力来对抗这种形变。这种形状的改变叫做弹性形变。发生弹性形变后的物体产生弹力可以做功，因此物体具有能量。我们把物体由于发生弹性形变而具有的能量叫弹性势能。提问:请列举具有弹性势能的物体。举例：拉长的弹簧，压扁的皮球，弯曲的钢锯条，拉弯的弓等。很明显，同一物体的弹性形变越大，它具有的弹性势能就越大。如弹簧被压缩不同长度使放在上面的小球弹起的高度不同。提问:如果外力撤消，物体恢复原状，这时物体有没有弹性势能了?答复:没有弹性形变,就没有了弹性势能 五、势能 通常，把重力势能和弹性势能统称为势能。六、机械能 动能和势能统称为机械能。一个物体既有动能，又有势能，那么动能和势能的和就是它
41、的总机械能。机械能的单位和功的单位一样，是焦耳。提问:推出去的铅球，动能是 300 焦耳，重力势能是 200焦耳，弹性势能为 0，那么铅球的机械能是多少?答复:500 J 七、课堂小结 今天我们学习了自然界中最常见的能量的形式 机械能。它包括动能，重力势能和弹性势能。并且明白动能、重力势能和弹性势能各与什么因素有关。八、作业 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？【实践活动】观察现实生活中哪些物体具有机械能。【板书】什么是机械能 一 能量:我们说一个物体 能够 做功，这个物体就具有能量。二
42、 机械能 动能:我们把物体由于运动而具有的能量叫做动能。物体的质量越大，速度越大，动能就越大。重力势能:物体由于位置较高而具有的能量叫重力势能。物体的质量越大，位置越高，具有的重力势能就越大。弹性势能:物体由于发生弹性形变而具有的能量叫弹性势能.同一物体的弹性形变越大，它具有的弹性势能就越大。势能:重力势能和弹性势能统称为势能。机械能 动能和势能统称为机械能。第十二章 功与机械 教科版八年级下12.7改变世界的机械教学案例 授课地点：多媒体教室 授课时间：课时【仪器材料】斜槽、小钢球、弹簧 【教学目标】1知识与技能：1 理解动能和势能的相互转化，能举例说明动能和势能的转化；2 能分析、解释简单
43、的物理过程中能量转换情况，培养学生理论联系实际的能力。2情感、态度与价值观：通过列举一些学生感兴趣的机械,培养学生学习物理的兴趣，使学生意识到机械的发展在人类文明中的重要地位，树立科学的发展观。【教学过程】教师活动设计 学生活动设计 一、新课引入 由上节课的作业引入新课 提问: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？答复:从斜槽上端滚下的小球，有重力势能。在它下滚的过程中，由于高度在变小，重力势能也减小。在滚下的过程中有动能，它的动能越来越大，因为速度越来越大。二、动能和重力势能的相互转化
44、边演示边说明 (让小球从斜槽最上端滚下)说明:小球在斜槽最上端时，重力势能最大，动能为零；在从斜槽上端滚下的过程中，重力势能不断减小，动能不断增加，到斜槽最下端时，速度最大，高度最小，也就是说重力势能最小，动能最大。所以说在从斜槽上端滚下的过程中，小球重力势能逐渐转化为动能。演示:小球从斜槽最下端向上滚。注意不让小球滚出斜槽。提问:小球的动能和重力势能又怎样变化。说明:在从斜槽最下端向上滚的过程中，小球的动能逐渐转化为重力势能。答复：小球的动能减小，重力势能增加。总结:在一定条件下,物体的动能和重力势能可以相互转化。提问:举出在现实生活中重力势能和动能相互转化的例子。举例:秋千，钟摆在摆动的过
45、程中都有动能和重力势能的转化。举高的铅球在下落的过程中，重力势能也在不断转化为动能，等等。三、动能和弹性势能的相互转化 演示:弹簧水平放置,将一个小球放在弹簧上，用手指压小球，使弹簧被压缩，突然松开手指，小球在水平桌面上滚动。说明:在一定条件下,弹性势能和动能可以相互转化。提问:举出在现实生活中弹性势能和动能相互转化的例子。举例:拉开的弓的弹性势能转化为箭的动能,等等。四、弹性势能、动能和重力势能的转化 演示:将一个小球放在弹簧上，用手指压小球，使弹簧被压缩，突然松开手指，小球弹起，上升到最高处后，又落到地面。可借助多媒体演示慢镜头 提问:这个过程中弹性势能、动能和重力势能是怎么转化的?答复:
46、用手指压住小球后，弹簧被压缩，也就是产生了弹性形变，具有了弹性势能，此时小球的动能为零；松开手后，弹簧慢慢回复到原来的形状，同时对小球做功，将小球弹起，弹簧弹性势能转化为小球的动能。小球向上飞起后，高度越来越高，速度越来越小，动能转化为重力势能，到达最高处时动能为零，重力势能最大；之后又在重力的作用下往下落，重力势能转化为动能。总结:在一定的条件下,物体的弹性势能、动能和重力势能可以相互转化。提问:举出在现实生活中弹性势能、动能和重力势能相互转化的例子。举例。五、机械能同其它能之间的转化 说明:物体的动能、重力势能、弹性势能都是机械能的一种。能量除了可以在机械能内部的动能、重力势能、弹性势能之
47、间转化外，还可以在机械能和其他形式的能量间转化。列举教材上几个图中的例子。总结:在一定条件下，机械能还可以与热能、电能、光能、化学能、核能等等能量进行转化。提问:分析一下教科书图 12-6-4 中拉弓射箭过程中的能量。分析其中能量的转化。答复:人的化学能先转化为弓的弹性势能，弓的弹性势能再转化为箭的动能。六、改变世界的机械 引入新课 教学过程 说明:凡能使我们省力或得到方便的工具，都可以称为机械。人类文明的发展史就是一部机械的发展史，机械改变了我们的世界。我们来看看人类已经发展了多少先进的机械。具体详细列举几种学生感兴趣的现代化机械。如:神舟 5 号,机器人,等等。可采取多媒体辅助。七、课堂小
48、结 我们知道了:在一定的条件下,物体的弹性势能、动能和重力势能 可以相互转化。在一定条件下，机械能还可以与热能、电能、光能、化学能、核能等等能量进行转化。现代化机械正实现着各种各样的能量转化，改变着我们的世界。八、作业 学生活动手册相关内容。【实践活动】制作麦克斯韦摆,并通过它研究动能和重力势能的转化；在因特网上查找有关神舟五号、机器人等有关资料。【板书】机械能的转化 一、在一定条件下,物体的动能和重力势能可以相互转化。在一定条件下,弹性势能和动能可以相互转化。在一定的条件下,物体的弹性势能、动能和重力势能可以相互转化。二、在一定条件下，机械能还可以与热能、电能、光能、化学能、核能等等能量进行转化。改变世界的机械 凡能使我们省力或得到方便的工具，都可以称为机械。机械时刻改变着人类社会。