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2013年八年级物理下册全册教案(人教版)

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第三节

【教学目标】
知识能力
1、理解物体浮沉条件
2、知道密度计、气球、飞艇、潜水艇的浮沉原理
3、培养学生应用物理知识解决简单问题的能力
过程与方法
本节教学内容安排以科学探究的方式,让学生亲历典型的科学研究过程之中的各个环节:问题——猜测——验证——结论{检验、应用、推理、解释}——创造——发现,使学生在科学学习的过程中体验物体沉浮现象的乐趣,获取物体沉浮的经验认识,增长探究物体沉浮的本质的能力,培养观察实验,思考等科学能力,为后续乃至终生学习能力及达到高级的思维水平准备认识基础。让学生初步了解浮沉条件在生活中的实际应用,参与制作密度计的实践活动和成果的展示活动,感受到科学——技术——社会的发展关系。
情感、态度与价值感
1、培养学生对科学探究的浓厚兴趣,对实验现象认真观察和对实验操作的科学态度,形成尊重事实、善于质疑的科学态度。
2、通过浮力知识应用实例培养学生理论联系实际的良好学风,激发学生学习情趣
3、通过学生自己的探究实验,激发学习欲望。发展积极探索的精神,获得谋求内部协调统一的成功体验。
【教学重点及施教策略】
重点:物体的浮沉条件及其应用
施教策略:
1、创设新的教学情境,以打捞沿船引入新课,并利用FLASH模拟潜水艇下潜、上浮;巨轮在海上航行;飞艇在空中飞翔等现象引入到浮沉条件的应用,激发学生的学习兴趣。
2、通过边学边实验,在实验、讨论的基础上引导学生总结出物体的浮沉条件,并用FLASH制作动态的受力分析,帮助学生理解物体的浮沉条件。
3、用多媒体制作潜水艇、孔明灯等浮沉原理并结合演示实验,让学生掌握物体浮沉条件的应用。
【教学难点及其克服策略】
难点:影响物体浮沉条件的因素
克服策略:通过学生自己实验探究,讨论、交流、总结得出,加深认识
【教学策略】
课堂组织策略:采用主体参与教学策略。具体应用:1、营造民主、宽松、和谐的氛围,形成相互尊重、信任、理解、合作的人际关系;2、创设问题的情境;3、要从多方面培养学生参与的意识和不断提高他们主动参与的能力。4、要善于发现每位学生发言中的积极因素(哪怕只是萌芽),并及时给以肯定和鼓励;
学生控制策略:创设与当前学习主题相关的、尽可能与实际相关的学习情景,引导学生带着与自身相关的任务进入学习,使学生学习直观性和形象化。要在学习过程中充分发挥学生的主动性,体现出学生的首创精神;让学生有多种机会在不同的情境下去应用他们所学的知识(将知识“外化”);能根据自身行动的反馈信息来形成对客观事物的认识和解决实际问题的方案(实现自我反馈)。
教学设计策略:本课的设计采用以“学”为中心教学设计模式,通过各种学习媒体激发学生自主学习的积极性。在这种教学模式中,学生处于教与学活动的中心地位,从收集信息、处理信息、获得信息到使用信息,将学到的知识运用到实践中去,发挥学生的主观能动作用。教师对学生的学习过程进行指导,并提供必要的学习环境(如学生实验,课件展示等),学生通过自己制作密度计等实验不仅仅提高了综合素质,而且让学生有一种成就感,这种成就感可能会使学生终身受益。
【教学方法】
1、运用多媒体课件,创设教学情境。
2、运用演示实验和学生分组实验,使学生在实验中学会观察、在实验中学会研究,初步学习探究式学习方法。
【课前准备】
1、准备学生分组实验(2人一组):400ml烧杯,200 ml烧杯,50 ml烧杯,盐,水,酒精,鸡蛋,量筒,铅笔,铅丝
2、密度计,潜水艇模型,自制热气球(教师演示用)
3、制作POWERPOINT,利用shockwave flash object插件插入flash.exe。
【教学过程】
引入:你知道俄罗斯和“泰坦尼克号”沉船事件吗?假如把打捞沉船的任务交给你,你将采取什么措施?(打开POWERPOINTRT,学生浏览有关“库尔斯克号”核潜艇的有关图片,学生交流、讨论)
(设计理念:开头创设了一个问题情景:这个情景围绕学科教学内容展开,是教学内容的拓展与深化,且与学生的生活实际有一定的关联,而且稍高于学生现有的基础,能够引起学生的好奇心,激发学生的兴趣爱好,同时没有一个明显的正确答案或固定的答案,学生也许不可能一开始便获得对提出问题的全面认识,学生根据自身的经验提出自己的看法,这些想法也许很幼稚,作为教师,要肯定学生想法中合理的一面,进而进一步提出问题)
新授
一、研究影响物体的浮沉条件的因素
打捞沉船与物体的沉浮有关,今天我们就亲自来来探究影响物体浮沉的条件。
探究过程一:将实验桌上的石蜡块、小瓶、牙膏皮分别投入水中,观察它们在水中的浮沉情况。
提问:你观察到什么现象?
探究过程二:请同学们想办法改变它们的沉浮,并尝试思考你是通过什么方法来改变它们原来的浮沉情况的?(学生实验,展开进一步的探究、发现过程)
结论:控制物体浮沉的途径:
1、保持物体重力不变,增大浮力使物体上浮,减少浮力使物体下沉
           改变液体密度           
           改变物体排开液体体积        
保持物体所受浮力大小不变,减小物体自身重力使物体上浮,增大物体自身重力使物体下沉。
   (设计理念:影响物体的浮沉的因素不可能只通过教师对学生的讲授,教师的演示就能完全建立的,在本探究活动中学生不是面对教师和课本事先设计好的问题,而是需要自己去发现问题和解决问题。在本设计中,教者想尽量用学生身边的器材如石蜡块、小药瓶、铅制牙膏皮铅笔等设计实验让学生先动手实验,再由学生自己通过观察和分析得出实验结论。这样的教学方式,一方面能充分调动学生各种感官的作用,使学生全身心地投入学习,从而激发自主探索的学习热情,另一方面也能让学生感受到物理就在身边,从而使“从生活走向物理,从物理走向生活”的新课程理念落到实处。)
探究过程三:探究物体在什么情况下会下沉、上浮或悬浮,即探究物体的沉浮条件
研究物体的悬浮条件。
将鸡蛋放入浓盐水中,逐渐加入清水,使鸡蛋悬浮在盐水中。
改变鸡蛋放入浓盐水中的位置,观察鸡蛋悬浮时的状态。
分析鸡蛋悬浮在盐水中的受力情况
结论:物体悬浮在液体中时,满足:F浮     G物
研究物体的下沉、上浮条件
在盐水中加入      ,可使鸡蛋上浮。
分析鸡蛋在盐水中上浮时受力情况
结论:物体在液体中上浮时,满足:F浮     G物
在盐水中加入      ,可使鸡蛋下沉。
分析鸡蛋在盐水中下沉时受力情况
结论:物体在液体中下沉时,满足:F浮     G物
分析讨论得出物体漂浮时的条件:
分析鸡蛋漂浮在盐水中的受力情况
结论:物体漂浮在液体中时,满足:F浮     G物

状态 漂浮 悬浮 沉底 上浮 下沉
力的关系 F浮=G物 F浮=G物 F浮<G物 F浮>G物 F浮<G物
(设计理念:这部分内容是本节课的重点内容,设计的目的是要让学生经历新知识的探究过程和物理规律的发现过程,并对教师所提出的问题做进一步的探究实践,通过学生自己的实验体验,逐渐认识发现问题和提出问题对科学探探究的意义,引导学生在探索中主动学习,在获取知识的过程中提高素质,发展能力,在这里,教师需精心创设一系列的教学情景,教师的功夫,主要花在设疑,导疑上,最后的释疑留给学生自己解决)
多媒体演示:解释下沉、上浮和悬浮所表示的运动过程.(由学生填入物体所受浮力,加强了师生之间的互动)
提出问题:产生漂浮和悬浮的条件都是F浮=G,它们有区别吗?
启发思考:两种情况下v排与v物关系不同
(教学设计理念:在使用教学媒体时,考虑结合初中学生特点及教学的要求,选用能激发学生学习兴趣、调动学生主动参与的教学媒体,让学生通过自己对现象的感性认识、到对问题的理性分析,从而形成自己的对概念、规律的正确的认知结构,使学生对物体在液体中的五种情况(“三状态”:漂浮、悬浮、沉底。“二过程”:上浮、下沉)有比较深的认识。)
二、研究物体浮沉条件的应用
人类利用浮力从远古时代就开始了,最初可能从抓住漂浮的树木免于灭顶之灾得到启示,而抱住或骑在 一段树干上顺水漂流。这是人类最早的航行,利用了密度小于水的木材受到的浮力。
你能举出生活中有哪些利用物体浮沉的例子吗?
(由学生举例,教师利用演示文稿插入一个FLASH:大屏幕上展示万吨巨轮在大海上航行;潜水艇在水中潜行;飞艇在空中遨游等动画,色彩鲜艳,声象并茂,同时刺激了学生多种感觉器官,使学生对浮沉条件的应用产生极大的兴趣。在此时提出问题:它们是如何利用物体的浮沉条件来工作的?)
应用一:密度计
探究密度计的原理的它的刻度特点
密度计(利用铅笔和一小段铁丝),要求:使自制密度计能竖直地漂浮在液体中
自制的密度计放入清水中,盐水中、酒精中,观察自制密度计浸入液体中的深度,你有什么发现?
结论:密度计是用来测量液体密度的仪器,它是利用漂浮条件工作的。
(教学设计理念:课堂是学生学习知识,增强能力,完成个体社会化过程的主要场所,教师要开掘学生的创造潜能,最关键的问题是要敢于“放”。学生习惯了老师在台上讲,在台上演示,学生在下面被动听课,被动看实验的惯常模式,教师在课堂教学模式上也应有所创新,把自己的三尺讲台向学生开放,使学生不仅能掌握知识,更重要的是感受与探索未知,学生自已制作一个密度计来探究密度计的刻度特点及原理的效果,事实证明不知比教师在讲台上再次强调效果好上多少倍)
应用二、潜水艇
介绍潜水艇:潜水艇能潜入水下航行,进行侦察和袭击,是一种很重要的军用舰艇。
问:采用什么方法可以使潜水艇下潜、悬浮在水中或浮出水面?
2、 演示:潜水艇小实验,简介装置,进行演示,使模型上浮和下沉。
多媒体演示,重点观察潜水艇的水舱及水舱中水的多少对潜水艇浮沉的影响。
学生回答、教师小结:
结论:潜水艇——潜水艇的下潜和上浮是靠改变自身重来实现的。
(教学设计理念:在这部分教学内容中,教师调用多种教学方法,全面调动和激发学生的思维活动,引导学生五官并用地进行学习,同时借助多媒体辅助教学的设计,提高课堂教学效率)
应用三:气球和气艇:
阅读课文思考。
问:其体内充的是什么气体?这种气体的密度比空气的密度大还是小?它为什么能够升空?
问:节日气球、热气球、飞艇能不能无限制升空?
问:若要它下降,可采取什么方法?
(这部分教学设计中,笔者把教材中原来由教师讲授的部分内容必为在教师指导下由学生自学、讨论的学习方式,学生根据问题或纲要阅读课文,找出重点、钻研难点,针对学生遇到的问题,教师可设计实验加以解决,笔者在上这节课时,用家用垃圾袋、酒精棉球做了模拟热气球升空实验,教学效果很好,学生兴趣高涨)
应用四:打捞沉船
在沉船下部用结实的钢带将其托住,在钢带的两端固定浮筒,现在浮筒中注满水,使筒沉到船附近与钢带结合,然后排出筒中水,水的浮力就把筒和船一起推向水面。
布置作业
(1)课外小实验:浮沉子的制作
(2)课外小调查:就我国在长江中打捞中山舰的故事写出一个综合报告,并就俄罗斯“库尔斯克号”核潜艇和“泰坦尼克号”沉船打捞问题写出建议,要求从报刊、杂志、网络、电视台的科学频道和时事频收集信息,从科学书刊、科学杂志了解浮力的知识,沉船打捞技术,过去的打捞案例等。
(设计理念:课外的学习活动是课堂学习的延伸,它们可以提高学生学习物理的主动性和积极性,培养学生运用物理知识解决实际问题的能力,增强创造意识和创造能力,而且有利于培养理论联系实际的学风)
第十一章 功与机械能
通过这一章的学习,使学生进一步了解能量可以从一个物体转移到另一个物体,不同形式的能量可以互相转化,知道做功的过程就是能量转化或转移的过程。
本章教材围绕“机械能”的概念展开,重视学生生活经验的作用,而把“功”的概念放在相对次要的位置。因此,要认真分析其特点,注意培养学生的概括归纳能力和分析解决实际问题的能力。
第一节   功
(一)学习目标
1、知识与技能目标
(1)知道做功的两个必要因素。
(2)理解功的定义、计算公式和单位,并会用功的公式进行简单计算。
(3)知道功的原理。
2、过程与方法目标
(1)通过思考和讨论,判断在什么情况下力对物体做了功,在什么情况下没有做功?
(2)通过观察和实验,了解功的含义,学会用科学探究的方法研究物理问题。
(3)学会从物理现象中归纳简单的物理规律。
3、情感、态度价值观目标
(1)乐于探索自然现象和物理规律,乐于参与观察、实验、探索活动。
(2)有将科学技术应用于日常生活、社会实践的意识。
(3)培养学生的综合学习能力,激发学生的求知欲。
(二)教学重难点
1、重点:理解功的概念。
  2、难点:判断力对物体是否做功,以及做功的计算。
 (三)教学准备
木块、木板、细绳、弹簧测力计、小车,杠杆和支架、钩码、滑轮、细线、刻度尺(两个)。
提问学生回答日常生活中“功”的含义。思考力学里所说的“功”含义。
演示实验:在水平长木板用相同大小的力分别拉一木块和小车。
在实验基础上引入本课内容。
(四)教学过程
一、进行新课
1.由课前的演示实验引导学生总结出力学中关于“功”的确切含义:
如果一个力作用在物体上,并且使物体在力的方向上通过一段距离,这个力的作用就有了成效,力学里面就说这个力做了功。
  2.请学生观察教材图15.1-1中力做功和15.1-2中力不做功的实例,分析、总结一下力学中的做功有哪些共同特点?分组讨论总结。
 板书:力学中做功的两个必要因素:
 一是作用在物体上的力
 二是物体在这个力的方向上移动的距离
 3.实例分析(突破难点)
  举例说明在你的周围你发现有哪些做功的例子?比一比,看谁对生活观察得最仔细?学生可能举很多的例子?如起重机吊起重物、火箭升空、马拉车前进等等。教师对正确的例子予以肯定,对错误的例子引导改正。
  接下来看老师这里的几个例子是否有做功的情况存在?
(1)举重运动员在把杠铃举高过程中是否对杠铃功。举在高处停留5秒过程中是否做功?
(2)小球在光滑水平地面做匀速直线运动,小球在竖直方向上受什么力的作用?是否做功?在水平方向上是否受力?是否做功?
(3)起重机使货物在水平方向上匀速移动一段距离,拉力对货物做功了吗?
引导学生根据以上事例分析、总结在什么情况下不做功?
通过以上的学习,知道了做功不能离开两个必要因素,缺一不可,又知道有三种情况下不做功,那么我们猜想一下,力学中的功的大小可能与哪些因素有关呢?指导学生带着问题去阅读教材。
  二、功的计算
 力学里规定,功等于力和物体沿力的方向上通过的距离的乘积。
 板书:功的计算公式:
 功=力×距离W=Fs
 单位:焦耳,简称焦符号J
 1焦=1牛•米(1J=1N•m)
 出示例题,启发学生分析计算。
 三、功的原理
1.启发学生提出探究的话题:使用机械是否省功。
2.指导学生探究实验。
3.分析实验数据,启发学生讨论归纳出功的原理
使用任何机械都不省功
注:这里强调使用机械所做的功都不小于直接用手所做的功。与后面的机械效率对应,指的是使用机械会做额外功。
   请学生谈自己知道本节哪些知识,还想知道哪些内容及对本课的感受,教师进行情感激励。
(五)小结
(六)作业
动手动脑学物理
附:课后总结


第二节 功率
(一)教学目标
1、知识与技能
    (1)理解功率的公式。
    (2)知道功率的单位。
  2、过程与方法
通过对实例的分析,讨论、归纳,提高学生的分析、概括能力。
3、情感与价值观
  通过对实例的分析,培养学生一切从实际出发的辩证唯物主义观点。
(二)教学重难点
1、 重点:(1)功率的概念,物理意义。
            (2)能用公式P=Wt 解答相关的问题。
2、 难点:理解功率实际上是表示能量转化快慢的物理量。
(三)教学过程
一、复习引入
1、 做功的两个必要因素是什么?
2、 说出功的公式和单位。
     3、什么叫电功率?它的公式、单位是什么?
二、新课教学
  问题:在施工现场,有一堆砖,需要搬到正在修建的楼房上去,我们可以采用几种方法搬上去呢?
  多种方法:人分批搬上去;用滑轮组分批搬上去;用起重机一次吊上去。
 这几种方法,做功哪个多?
 有什么区别?
  这几种方法所做的功是一样多的,可花的时间不同。我们说他们做功的快慢是不同的。就是说,物体做功时有快有慢。为了描述物体做功的快慢,我们引入了一个新的物理量,叫功率。
1、 在物理学中用功率表示做功的快慢。单位时间内所做的功叫做功率。用P表示功率。
 分析,用比值定义法。
 P=Wt
 P——功率     W——功       t——时间
2、 功率的单位:J/s,即瓦特,简称瓦,用符号W表示。
 其它功率单位:1kW=103W
 注:分清表示物理量中W与表示单位中W的含义。
三、练习

(四)小结
(五)作业
动手动脑学物理


第三节    动能与势能
(一) 教学目标
  1、知识与技能
(1) 让学生初步了解能量的概念。
(2) 理解动能的初步概念及影响动能大小的因素。
(3) 知道势能的初步概念及影响势能大小的因素。
  2、过程与方法
(1) 通过探究活动,培养学生的观察、实验能力和分析概括能力。
(2)  通过“想想议议”培养学生用所学知识解决实际问题的能力。
  3、情感与价值观
培养学生良好的科学态度和实事求是的科学精神。
(二) 教学重难点
  1、重点:通过实例理解动能、势能的初步概念,探究影响动能的因素。
  2、难点:组织、指导学生在探究过程中,仔细观察、认真分析,得出影响动能和重力势能大小的因素。
(三) 教学准备
  斜槽,钢球、木球,火柴盒,弹簧。
(四) 教学过程
  1.复习
鉴于能量和功的概念有密切的联系,所以通过"怎样才算做了功"的提问,引导学生进一步理解力的作用成效、功的两要素。
当一个力作用在物体上,物体在这个力的作用下,沿力的方向上通过了一段距离,这个力的作用有了成效,就说这个力做了功。
2.引入新课
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。
3.进行新课
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:物体由于运动而能够做功,它们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。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,猜想决定物体动能大小的因素。
探究,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。
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。
(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,它是由于物体发生弹性变形变而具有的能量。
阐明物体的弹性形变越大,它具有的弹性势能就越大。
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。举高的物体具有的能量叫重力势能。
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。
(3)机械能:让学生分析静止在桌面上的钢球是否具有能量?(具有重力势能)继而让学生分析在桌面上滚动的钢球具有什么能?通过分析得知滚动的钢球既有动能,又有势能。
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的总机械能。
(4)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、势能和机械能的单位跟功的单位相同,也是焦耳。
(五) 小结
(六) 作业
动手动脑学物理

 

第四节  机械能及其转化
(一)教学目标
  1、知识与技能
(1) 通过对滚摆实验的分析,理解动能和重力势能的相互转化。
(2) 通过引导学生举例并解释一些有关动能和重力势能、弹性势能相互转化的简单物理现象,理解动能和势能可以相互转化。
  2、过程与方法
(1) 培养学生运用能的转化知识分析有关物理现象的转化。
(2) 培养学生从能量观点分析问题的意识。
  3、情感与价值观
通过阅读“科学世界”人造地球卫星,结合我国航天事业的发展,对学生进行爱国主义教育。
(二)教学重难点
   1、重点:正确引导学生进行实验,得出动能和势能可以相互转化的结论。
   2、难点:组织、指导学生认真观察滚摆实验并进行分析、归纳,领会机械能守恒的条件。
(三)教学准备
   滚摆,棉线,铁锁,人造卫星挂图。
(四)教学过程
  1.复习
  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?
  2.引入新课
  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)
  3.进行新课
  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。
  图14.5-1,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。
  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。
  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。
  “想想做做”用铁锁做单摆。
  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。
  综述实验,说明动能和重力势能是可以相互转化的。
  实验2:弹性势能和动能的相互转化。
  演示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。
  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。
4.科学世界
1.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。
2.关于人造卫星的知识,学生是非常感兴趣的,鉴于学生的知识基础,难以使学生揭开谜底,往往由此而损伤学生的求知欲。本节课如有可能,也可通俗地介绍卫星为什么能绕地球运行。讲法上可用想象推理的方法。
  参看图1,水平地抛出一个物体,由于地球的吸引,它会落回地面,但是抛出的物体速度越快,它飞行的距离越远。人抛物体,抛出的距离不过几十米,但汽枪子弹能飞行几百米,步枪子弹能飞行几千米,而炮弹能飞行几十公里。我们可以设想,物体的速度足够大时,它就能永远不落回地面,围绕地球旋转。这个速度大约是8公里/秒。如果速度再大些,物体绕地球运行的轨道就由圆形变为椭圆形。人造卫星就是根据这个道理发射的。
 
(五)小结
(六)作业
   动手动脑学物理


第十二章 简单机械
第一节    杠杆(第一课时)
(一)学习目标
1、知识与技能
(1)认识杠杆,能从常见的工具和简单机械中识别杠杆。
(2)知道杠杆的平衡。
2、过程和方法
(1)通过观察和实验,了解杠杆的结构;
(2)通过探究,了解杠杆的平衡条件。
3、情感、态度与价值观
通过了解杠杆,进一步认识物理是来自于生活的,认识到物理是有用的。
(二)教学重难点
(1) 重点:理解杠杆的平衡条件
(2) 难点:从常见的工具和简单机械中识别杠杆,理解力臂的概念。
(三)教学准备
杠杆支架、钩码、刻度尺、线
(四)教学过程
    一、引入新课
请学生阅读教材引言部分,使学生了解简单机械在生产、生活中有广泛的应用,认识到学好这部分知识具有实际的意义,自然引入杠杆一节的学习内容。
二、什么是杠杆?
出示一些实物,象瓶起子,剪刀等并演示如何使用。
请学生归纳其相同点。
1、定义:一根硬棒,在力的作用下,如果能绕着固定点转动,这根硬棒就叫杠杆。
请学生介绍生活中还有哪些物体可以看作杠杆?
要点:(1)硬棒
      (2)绕着固定点转动
三、几个名词
1、 动力:使杠杆转动的力F1
2、 阻力:阻碍杠杆转动的力F2
3、 支点:绕着转动的那个点O
4、 动力臂:从支点到动力作用线的距离l1
5、 阻力臂:从支点到阻力作用线的距离l2
PS:力的作用线指的是经过力的作用点沿力的方向所在的直线。
  力臂不是支点到力的作用点的距离!
学生练习:作图P68动手动脑学物理第3小题。
四、探究杠杆的平衡条件
1、 什么叫杠杆的平衡
杠杆静止或匀速转动状态称为杠杆的平衡。
2、 小实验:请一个大同学和一个小同学做推门比赛。(大同学推靠近门轴方向,小同学推远离门轴方向)
通过亲自动手,感受平衡时应与力的大小和作用点等因素有关。为下面探究中的猜想做铺垫。
3、 探究过程
(1) 提出问题:杠杆的平衡条件是什么?
(2) 猜想与假设:从刚才的实验出发,引导学生猜想。
(3) 设计实验,制订计划
(4) 进行实验,收集证据
 如课本第65页。
(5) 分析与归纳:
杠杆的平衡条件为:动力×动力臂=阻力×阻力臂
写成:F1l1= F2l2 或F1F2 =l2l1
即:力与力臂成反比
(6) 评估:
a、 为什么在实验前,要调节杠杆两端的平衡螺母,使杠杆在水平位置平衡?
b、 如果不用钩码而用弹簧测力计进行实验,应注意什么问题?
4、 学生练习
动手动脑学物理
(五)小结
(六)作业
练习册
附:课后总结

第一节    杠杆(第二课时)
(一)学习目标
1、知识与技能目标:
(1)知道杠杆的分类,能从常见的工具和简单机械中识别杠杆的种类。
(2)知道杠杆的一些应用。
2、过程和方法目标:
(1)通过杠杆的平衡条件,了解杠杆的分类方法;
(2)通过分类,了解生活中杠杆的应用原理。
3、情感、态度与价值观目标:
通过了解杠杆的应用,进一步认识物理是有用的,提高学习物理的兴趣。
(二)教学重难点
(1) 重点:杠杆的分类
(2) 难点:从常见的工具和简单机械中识别杠杆的种类,理解省力、费力和等臂杠杆的具体应用。
(三)教学过程
   一、复习
   复习杠杆的平衡条件:动力×动力臂=阻力×阻力臂(F1l1= F2l2)
  二、杠杆的种类
   从杠杆的平衡条件可知,当杠杆平衡时,力与力臂成反比,所以可以得出以下几个结论:
1、 当l1>l2,F1<F2,说明使用这种杠杆时省力。我们把这种杠杆叫做省力杠杆,如:撬棒,瓶盖起子,园艺剪刀等。
2、 当l1<l2,F1>F2,说明使用这种杠杆时费力。我们把这种杠杆叫做费力杠杆,如:钓鱼杆,缝纫机踏板,理发剪刀等。
3、 当l1=l2,F1=F2,说明使用这种杠杆时即不省力也不费力。我们把这种杠杆叫做等臂杠杆,如:天平等。
分类是物理学中一个比较重要的方法,学生可以列举以前所学过的分类方法,如固体可以分为晶体和非晶体等。在学习了杠杆的分类后,请学生尽量列举每种杠杆的实物。
三、杠杆的应用
分析生活中的实物,大家共同讨论这属于什么杠杆,它们有什么好处?又有什么缺点?为什么做成这个样子。然后归纳:
1、 省力杠杆,可以省力,但比较费距离。
2、 费力杠杆,虽然费力,但可以省距离。
本环节应当以开放性教学为主,请学生列举生活中的杠杆,大家共同讨论其结构,用途,以及是不是可以进行改进?
四、练习
1、如图,是用一根木棒在撬石头,这根木棒的特点有:①木棒不易       ;②能在力F的作用下围绕着      旋转。我们就可以把这根木棒叫           。
2、在上题中,我们从O点作一条MN的垂线,这条垂线的长度就是力F的       。
MN这条直线就是力F的              。
3、下列物体中不能看成杠杆的是(     )
A、筷子    B、火钳     C、剪刀     D、橡皮筋
4、杠杆的平衡条件是          ;如果分别用不同方向的三个力作用于杠杆的
A点,都能使图所示的杠杆平衡,那么最小的力是         。
5、生活中的杠杆可以分成三类,一是省力杠杆,例如       ;二是           ,例如         ;三是等臂杠杆,例如         。(把“钓鱼杆,跷跷板,瓶起子”填在“如”字后的横线上)
6、如图,图中轻质木棒AB可以看成一个杠杆,C点吊一重物,B点用绳子拉着,杠杆的支点是      点。请在图中标出动力F1,阻力F2,并画出它们的力臂L1、L2。如果木棒静止,,则等式:F1L1=      成立。
7、用一根细棉线把一段直铁丝吊起来,让铁丝能在水平位置平衡,再将棉线右边的铁丝对折一下,铁丝还能在水平位置平衡吗?实际做做,然后回答:
   ①你看到的现象是:                                                 ;
②猜想可能的原因是:                                                ;
③猜想的依据是:                                                    。
8、用剪纸的剪刀剪一叠较厚的纸,是用剪刀的尖端容易剪断还是用剪刀的中部容易剪断,试试看,并和同学交流一下,讨论是什么原因?利用的物理知识是什么?
9、在探究杠杆平衡条件的活动中,你一定注意了首先调节杠杆在水平位置平衡吧!这样做对你填写书中表格中的哪几项数据有利,为什么?
10、在探究杠杆平衡条件的活动中,我们使用的杠杆两端有两个螺母,它们的作用是         。如果不要这两个螺母,请你设计一种装置,使它具有与螺母相同的作用,画出设计草图,加上必要的文字叙述。
11、在探究杠杆平衡条件的活动中,小红发现用2 个钩码可以平衡3个钩码。如图,小红想,杠杆平衡,肯定不能光看动力和阻力,可能还与力的作用点到支点的距离有关。于是她反复做了几次实验,分析得出杠杆的平衡条件为:
动力X支点到动力作用点的距离=阻力X支点到阻力作用点的距离
老师看后,指出她的不足之处,可小红据理力争,“通过实验得出的结论怎么可能有问题呢?”老师为了让小红相信,拿来一个弹簧测力计,把测力计的挂钩挂在A点上,则…….小红明白了。
①你能说说教老师是怎么做的吗?
②小红在老师的指导下,把自己得出的“平衡条件”等式两边各改了一字,就变成了正确的结论,想一想她是怎么改的?
12、能否用量程为5N的弹簧测力计测一名同学的重?
需要的辅助器材:
应用的物理知识:
启发你这样创意的来源:
(四)作业
  课堂上没完成的练习
附:课后总结

第二节  滑轮(第一课时)
(一)学习目标
1、知识与技能目标
(1)认识定滑轮和动滑轮
(2)知道简单机械的一些应用
2、过程和方法目标
(1)通过观察和实验,了解定滑轮和动滑轮的结构
(2)通过探究,了解定滑轮和动滑轮的特点。
3、情感、态度与价值观目标
通过了解简单机械的应用,初步认识科学技术对人类社会发展的作用。
(二)教学重难点
1、 重点:认识定滑轮和动滑轮的结构、特点及作用
2、 难点:正确引导学生进行探究实验
(三)教学准备
定滑轮、动滑轮、钩码、细绳、测力计、铁架台、刻度尺。
(四)教学过程
一、总述
学好本节应注重实验。通过自己的探究活动,体会各种简单机械的特点。在探究活动之前,最好先画出简单机械的草图,用自己的知识和经验去分析会有什么结果,然后再用实验验证。如果有出入要去认真分析原因,必要时请老师参与。例如,探究定滑轮的特点时,先画草图、再分析:一根绳子,通过定滑轮转了一弯,估计不能省力,但明显能改变力的方向,然后实际做做看。做后我们发现实际情况与分析有出入,想想是什么原因?(是实验误差还是分析有问题)找出原因就是提高了自己。
  二、引入
   让同学们观看书上的漫画。问:为什么瘦子却拉不住这个物体?
 三、定滑轮和动滑轮
  1、介绍滑轮
   周边有槽,能绕轴转动的轮子。
  2、请学生用滑轮把钩码提升到一定的高度。(学生自由组装)
   这个时候学生应该会出现不同的方法。在学生实验完成后,选取不同的类型放在讲台上进行讲解。
(1) 定滑轮:提升物体时滑轮不随物体一起移动。
(2) 动滑轮:提升物体时滑轮随物体一起移动。
  3、探究:定滑轮与动滑轮的特点
  学生自己动手探究,明确探究目的,
设计数据表格,通过分析得出结论。
  如右图,在学生自己探究时,引导是非常
重要的,强调学生在提升物体时一定要匀速
移动。

分析:定滑轮不能省力,但能改变力的方向;
动滑轮不能改变力的方向,但能省一半力。
动滑轮在省力的同时,却费了一倍的距离。
此时,教师可以根据情况,用杠杆的知识分析一下,定滑轮、动滑轮的特点。
另外:在探究过程中,由于滑轮本身有重力,和绳子有摩擦,结果可能不太一样,教师应交待清楚。并提出在动滑轮中:F=G物+G动2
四、滑轮组
   动滑轮可以省力,却不能改变力的方向;定滑轮能改变力的方向,却不能省力。有什么办法既能省力又能改变力的方向吗?引入滑轮组。
1、 将动滑轮和定滑轮组合在一起就形成了滑轮组。
让学生自己组装,教师巡视指导。(要求既能省力又能改变力的方向)
  再让学生用测力计测量一下,归纳其特点:
2、 使用滑轮组时,滑轮组用几段绳子吊着物体,提起物体所用的力就是物重的几分之一。

(五)小结
(六)作业
  动手动脑学物理
附:课后总结

 

 第二节  滑轮(第二课时)
(一)学习目标
1、知识与技能目标
(1) 知道轮轴和斜面也能省力
(2) 巩固简单机械有关的知识
2、过程和方法目标
通过观察和实验,了解轮轴与斜面的结构
3、情感、态度与价值观目标
通过了解简单机械的应用,初步认识科学技术对人类社会发展的作用。
(二)教学重难点
1、重点:认识定轮轴和斜面结构、特点及作用
2、难点:正确引导学生进行分析
(三)教学准备
带钩的木块、细绳、测力计、木板。
(四)教学过程
一、 斜面
  阅读《科学世界》自己进行探究:斜面是不是真的省力?
 通过实验后,教师分析:FL=Gh。
即在高度一定时,斜面越长越省力。请学生举例说明:盘山公路,我们骑自行车时上坡比较困难时就骑S形等。
二、  轮轴
  介绍书上的一些例子,说明人作用在轮上省力。(F1R=F2r)
 
三、 练习
1、升旗的时候,我们看到旗手用力向下拉绳子,旗子就升上去了,这是因为旗杆顶端有一个     。这个事例告诉我们,这种简单机械能够改变           。
2、如图所示,当弹簧测力计A的读数是5N时,弹簧测力计B的读数是      ,这个事例告诉我们,这种简单机械能够          。
3、我们生活中经常使用的工具和见到的情景,分别属于哪种简单机械?
a、用扳手拧上螺钉:         ;          b、用改锥拧下螺钉:           ;
c、汽车走的盘山公路:           ;      d、挑东西的扁担:             。
4、下面能够省距离的简单机械是(      )
A、定滑轮      B、动滑轮      C、轮轴     D、斜面
5、在生活和生产中经常使用简单机械,其目的在于(       )
A、省力        B、省距离      C、改变力的方向       D、工作的方便
6、如图是没有组装的滑轮组,如果用它来提升重物,请你用笔画线代表绳子画出两种组装方法,并说出它们的不同的特点。
7、如图是工人师傅运重物时经常采用的方法,其中利用的物理知识有               ,其目的在于             。
8、如图中的滑轮是     滑轮,如果重物重为100N(滑轮重不计),则拉力F=      N,分析一下,这样使用滑轮的好处在哪里?
 
9 、在3000多年前,我们的祖先就设计了结构合理的辘轳,直到现在,也还有些地方在使用它,去查找资料,看它是什么样的结构,有什么用?是属于哪一种简单机械?
10、如书上的图,观察这幅漫画,并回答:
①这幅科学漫画有什么科学道理?
②如果你是图中的瘦子,为了防止图中出现的尴尬场面,你会如何改进装置?(画图说明)
11、小红学习了简单机械后发现,所有的简单机械“省力、必然费距离”,没有既省力,又省距离的。如果想省一半的力,是否就要费一倍距离呢?为了弄清这个问题,她设计了实验装置如图进行探究。
请你回答:①实验中不用刻度尺能行吗?
②应该记录的数据除砝码和滑轮的总重外,还应有哪些?(画一个记录数据的表格)
③探究结论,有可能用一个等式来表示吗?
12、在研究斜面特点的探究活动中,小红找来一块木板做了一个斜面,测得斜面高为10cm,长为30cm.此后用弹簧测力计测得一木块重2N,小红想,要把木块直接提到10cm高的斜面上,需要用力为2N,如果沿斜面拉上去,根据前面议论过的“力”与“距离”的关系,这个拉力大约是直接提上去所用力的1/3。通过实验:小红发现这两个力相差不大,根本不是1/3的关系。
   ①帮小红画出这个实验的草图。
②帮小红评估一下,实验结果与分析不一致,是实验误差还是分析错误,还是别的什么原因?最好能提出改进实验的合理化建议。

第三节   机械效率
(一)学习目标
1、知识与技能目标
(1)知道有用功、额外功、总功
(2)  理解机械效率,会计算机械效率
2、过程与方法目标
(1)根据生活事例认识物理知识,并运用物理知识解决实际问题
(2)探究:斜面的机械效率
(3)学习根据实验数据分析、归纳简单的科学规律
3、情感、态度价值观目标
使学生勇于探究日常用品或器件的物理原理,具有将科学技术应用于日常生活、社会初中的意识。
 (二)教学重难点
1、 重点:(1) 理解机构效率
           (2) 探究斜面的机械效率
  2、难点:理解机械效率
 (三)教学准备
长木板、木块、弹簧秤、刻度尺、细线
(四)教学过程
一、引入新课
  小明家最近买了一处新楼房,三楼。想把洗手间、厨房装修一下,需把沙子运到三楼。请同学们根据需要,选择器械帮助小明家解决这个问题,看看哪个小组选的办法最好?
 二、进行新课
  假如用动滑轮提升沙子,请同学们观着提沙子的过程。
  对谁做的功是我们需要的?
 (板书有用功:我们所需要的功。)
  哪部分功是我们不需要,但不得不做的?
  (板书额外功:工作时,对于额外负担所不得不做的功。)
  一共做的功等于什么?
  (板书总功:有用功与额外功之和。)
   假如我们用下面三种方法搬运沙子,你认为哪一种方法最好?为什么?
 
  讨论回答。(第三种方法最好,因为第三种方法做的额外功最少。)
  工作中,我们总是希望额外功越少越好;也就是有用功在总功中所占的比例越大越好。在物理学中,用机械效率表示有用功在总功中所占的比例。(板书机械效率:有用功在总功中所占的比例)表示机械效率;W有表示有用功;W总表示总功。那么,机械效率应该怎样表示?
 
  根据公式计算,上面斜面的机械效率是多少?
 (机械效率没有单位,小于1,常用百分数表示。)
  师:同学们,刚才我们知道上面斜面的机械效率,任何斜面的机械效率都一样吗?请同学们再来观察用斜面推物体的情景。
 
  下面我们探究斜面的机械效率(板书探究:斜面的机械效率。)
  通过观察上面用斜面推物体的情景,对斜面的机械效率你能提出什么问题?
 提出问题。
  (斜面的机械效率与斜面的倾斜程度有什么关系?斜面的机械效率与斜面的粗糙程度有什么关系?……)
 请同学们猜想上面提出的问题。
根据提出的问题和做出的猜想,选择其中的一个问题进行实验,设计出实验的方案。
 小组讨论,设计实验的方案。
 小组实验,同时设计表格记录数据。
 分析实验数据,你能得出什么结论?
(五)小结
  通过本节课的学习,你有哪些收获?
1. 有用功、额外功、总功;
2. 机械效率:定义、公式、计算;
3.探究:斜面的机械效率。)
(六)作业
1、根据生活中你使用的机械,想想:怎样提高机械效率?结合自己的学习实际,如何提高学习效率?
2、动手动脑学物理

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