遵义专版2017春八年级物理全册第10章机械与人第6节合理利用机械能第2课时机械能及其转化教案

第5节机械效率【教学目标】知识与技能：1.了解什么是有用功、额外功和总功。

2.理解什么是机械效率。

过程与方法：通过参与探究斜面机械效率的活动，学习拟定简单的科学探究计划和实验方案。

情感态度与价值观通过学习培养高效做事的思想和勇于探究事实求是的科学态度。

【教学重难点】教学重点：1．理解机械效率；2．探究滑轮组的机械效率。

教学难点：理解机械效率。

【导学过程】【创设情景，引入新课】复习： 1.什么是功？功的两个主要因素是什么？2. 将重20 N的重物匀速举高2ｍ，人需做多少功？探究活动：目的；因装修房子的需要，要把沙子从一楼运往三楼。

方案；1.将沙子装进桶里提上三楼；2.将沙子装进桶里用动滑轮提上三楼；3.将沙子装进袋子里用动滑轮提上三楼；问题；那种方案较好？（已知：沙子重100N，人的体重４00 N，动滑轮重10 N，桶重20 N，口袋重5 N ，每层楼高3ｍ）讨论并计算：1.我们的目的是什么？那部分功对我们是有用的？2.为了达到目的，采用上面的三种方案人实际总共做功各是多少？那些功人不想做，但采取这种方案又无法避免，对达到目的来说是额外的？它们各是多少？3.那种方案较好？怎样比较？教师小结，给出有用功、总功、额外功的定义，并说明可用有用功与总功的比值来反眏完成某任务所采取的方案的划算程度，物理上把它叫做为机械效率。

今天，我们就一起来学习机械效率。

【自主预习案】1．功的分类：（1）有用功__________________________________________________________。

（2）额外功___________________________________________________________。

（3）总功_____________________________________________________________。

（4）三者关系___________________________________。

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第六节合理利用机械能第1课时动能与势能【学习目标】1．通过实验分析，认识到运动的物体能做功，具有动能。

2．通过探究,知道动能的大小与物体的质量和运动速度有关，并能解释简单的现象.【学习重点】动能和势能的概念；动能和势能的大小与哪些因素有关。

【学习难点】探究动能和势能的影响因素。

行为提示：1．认真阅读学习目标，用双色笔将行为动词画上记号。

2．创设情景,导入新课。

方法指导：物体做功的过程就是能量转化的过程，物体做的功越多，说明某种能转化为别的形式的能就越多。

情景导入生成问题自学互研生成能力错误!自主阅读课本第206页的内容,完成下列问题。

1．风可以推动帆船前进而做功，张开的弓可以使箭射出，流动的水可以推动水轮机转动做功.流动着的水、风、张开的弓都可以对别的物体施力，并能够在力的方向上移动一段距离而做功,说明它们都具有能量.像这样，如果一个物体__能够对别的物体做功__，我们就说这个物体具有能量。

2．什么是能量？能量的单位是什么？答:一个物体能够对别的物体做功，我们说这个物体具有能量，国际单位制中，能量的单位是焦(J）。

第2课时机械能及其转化【教学目标】知识与技能能通过实例解释一些有关动能、重力势能、弹性势能之间相互转化的简单现象。

过程与方法通过观察和实验认识动能和势能的转化过程。

情感态度与价值观通过小组合作讨论，认识交流与合作的重要性，学会与他人交流的方法，在解决问题的过程中，体验战胜困难解决物理问题时的喜悦。

【教学重难点】教学重点：准确辨析机械能的转化教学难点：机械能不守恒时，机械能的转化【导学过程】【创设情景，引入新课】游乐场中惊险刺激的过山车，能让你尖叫，但你是否想过在你尖叫的背后，它是怎样运行起来的呢。

【自主预习案】1、、、和统称为机械能。

2、动能和势能是可以相互的。

3、滚摆下降时,高度逐渐_______,速度越来越______,重力势能逐渐_______,动能逐渐______,________能转化为________能.4、单摆在摆动的过程中，小球从A点运动到B点时,______能转化为_______能;从B点运动到C点时,_____能转化为______能;从C点运动到B点时,______能转化为_______能;从B点运动到D点时,_______能转化为________能.5、大量研究结果表明，如果只有和相互转化，尽管动能、势能的大小会变化，但机械能的不变，或者说，机械能是的。

【课堂探究案】实验探究一：滚摆实验。

开始释放摆轮时，摆轮在最高点静止，此时摆轮只有能，没有能。

摆轮下降时其高度降低，重力势能；摆轮旋转着下降；而且越转越快，其动能越来越。

摆轮到最低点时，转动最快，动能最；其高度最低，重力势能最。

在摆轮下降的过程中，其能逐渐转化为能。

仿照摆轮下降过程的分析，得出摆轮上升过程中，摆轮的能逐渐转化为能探究点2：学生自制单摆，完成探究如图所示，绳的一端拴一小球，另一端悬于固定点，用手把小球拉到A点后松开，小球便摆动起来，在摆动过程中。

小球的重力势能在________点最大，在________点最小；小球的动能在________点最大，在________点最小，从A到B是能转化为能，从B 到C 是能转化为能探究点3：机械能守恒动能与势能之和称为_____________。

第10章机械与人第1节科学探究：杠杆的平衡条件知识点1 认识杠杆1.杠杆：在力的作用下，能绕某一固定点转动的硬棒就是杠杆，杠杆可以是直的，也可以是弯曲的，但必须是硬棒，在使用时不能发生变形．2.杠杆的要素(1)支点：杠杆绕着转动的固定点．支点可以在杠杆上，也可以不在杠杆上，但一定和杠杆相连，通常用字母O表示．(2)动力：使杠杆转动的力．通常用字母F1表示．(3)阻力：阻碍杠杆转动的力．通常用字母F2表示．(4)动力臂：从支点到动力作用线的距离．注意，力臂是点到线的距离，不是点到点的距离．(5)阻力臂：从支点到阻力作用线的距离．知识点2 探究杠杆平衡条件1.杠杆平衡：杠杆静止不动或匀速转动．2.探究过程(1)调节杠杆两端的平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡，目的是可以直接从杠杆上读出力臂的数值．(2)在杠杆两端分别挂不同数量的钩码，调整钩码在杠杆上的位置，使杠杆在水平位置恢复平衡，记下钩码数和对应的力臂．多做几次实验，分别记录力和力臂的值．(3)分析数据得出结论．3.杠杆平衡条件：动力×动力臂=阻力×阻力臂，字母表达式是F1×L1 =F2×L2．4．需注意的问题(1)当钩码挂到杠杆上之后，平衡螺母就不能再移动了，否则就破坏了杠杆原来的平衡．(2)探究过程中要避免杠杆两端钩码的个数相同，这样会出现力和力臂的和、差、积、商都相同的结论．知识点3 杠杆的分类与应用1.三种杠杆(1)省力杠杆：动力臂大于阻力臂的杠杆，使用时动力小于阻力，动力作用点移动的距离大于阻力作用点移动的距离．(2)费力杠杆：动力臂小于阻力臂的杠杆，使用时动力大于阻力，动力作用点移动的距离小于阻力作用点移动的距离．(3)等臂杠杆：动力臂等于阻力臂的杠杆．使用时动力等于阻力．2.三种杠杆的应用(1)省力杠杆：可以省力，如羊角锤、剪铁皮的剪子等．(2)费力杠杆：可以省距离，如钓鱼竿等．(3)等臂杠杆：天平就是等臂杠杆．知识点认识滑轮1．定滑轮(1)使用滑轮时，滑轮的轴固定不动的叫做定滑轮．(2)使用定滑轮不能省力，但可以改变动力的方向．(3)定滑轮的实质就是等臂杠杆，或者说是等臂杠杆的变形．2.动滑轮(1)滑轮的轴不再固定不动，而是随物体一起运动，这样的滑轮叫做动滑轮．(2)使用动滑轮能省一半的力，但不能改变动力的方向．(3)动滑轮的实质是动力臂是阻力臂二倍的杠杆．3．滑轮组(1)将定滑轮和动滑轮组合起来使用，这样就组成了滑轮组．(2)使用滑轮组既能省力又能改变力的方向.第3节做功了吗知识点1 做功的条件1.机械功：力和物体在力的方向上移动距离的乘积．2．做功的条件：一是作用在物体上的力，二是物体在力的方向上通过了距离．知识点2 功的计算1．功的计算公式：W=Fs．2.变形公式：F=W/s，s=W/F.第4节做功的快慢知识点1 认识功率(1)做相同的功，比较做功时间长短，做功用的时间越少，做功越快．(2)做功时间相同，比较功的多少，做的功越多，做功越快．2.功率的定义：单位时间内做功的多少.3.功率的意义：表示物体做功快慢的物理量．4.功率的计算：公式P=W/t．5.单位：国际单位为瓦(W).知识点2 功率的计算利用公式P=W／t来计算功率，计算时需要先求出功的大小，然后计算出功率，要注意时间的单位是秒．利用公式P=Fv计算，对于功率一定的机械，F越大，v就越小，如在汽车上坡时，由于功率不变，要用减速的方法来增大牵引力．第5节机械效率知识点1 正确区别各种功1.有用功：使用机械时，对人们有用的功叫做有用功．2.额外功：使用机械做功时，对人们没用，但又不得不做的功叫做额外功．3.总功：有用功和额外功的总和．知识点2 机械效率及探究1.机械效率(1)定义：有用功和总功的比值叫做机械效率．(2)公式：η=W有/W总.(3)使用机械时，额外功总是存在的，因此机械效率总小于1．2.滑轮组机械效率的测量(1)原理：η=W有／W总．(2)应测物理量：钩码重力G、钩码提升的高度h、拉力F、绳的自由端移动的距离s．(3)器材：除钩码、铁架台、滑轮、细线外，还需刻度尺、弹簧测力计．(4)必须匀速拉动弹簧测力计使钩码升高，目的是保证测力计示数大小不变．第6节合理利用机械能知识点1 功和能1.功和能的关系(1)—个物体只要具有做功的本领，不管物体是不是做功，物体都具有能量．(2)物体做功的过程就是能量转化的过程，物体做了多少功，就转化了多少能量．(3)功和能的单位相同，都是焦耳，简称焦，符号J．2.机械能(1)动能：物体由于运动而具有的能，一个物体只要运动，就一定具有动能．(2)重力势能：物体由于高度位置所具有的能，通常是以水平面为标准．(3)弹性势能：物体因弹性形变而具有的能．(4)机械能：动能和势能统称为机械能，一个物体可以同时具有动能、重力势能和弹性势能．知识点2 影响动能和势能大小的因素1.影响动能大小的因素质量越大，速度越大，物体具有的动能就越大．2.影响重力势能大小的因素物体的质量越大，被举得越高，其具有的重力势能就越大．3.影响弹性势能大小的因素物体的弹性形变越大，具有的弹性势能就越大．。

第3节做功了吗【教学目标】知识与技能1.理解机械功的概念。

2.会用实例解释功的含义。

3.知道任何情况下，功是不可能省的。

4.会利用功的公式进行相关的计算过程与方法1.在功的概念的建立过程中，培养学生的抽象思维能力2.通过观察和实验了解功的物理意思情感、态度与价值观：1.关注与关心生活与生产中的功，体会物理与生活生产的密切联系2.知识来源于生活，再应用于生活。

【教学重难点】教学重点：理解功的两要素，会用功的公式进行简单计算。

教学难点：判断力对物体是否做功，探究功的原理。

【导学过程】【创设情景，引入新课】同学们中国汉字是表意的，“尘”这个字的意思就是小土吗？这一节我们学习这个字----“功”。

这个字一个“工”一个“力”，看来古人都明白做工是跟力有关的，不错的，这一节我们就来学习一下现代科学中物理里的“功”是什么【自主预习案】1探究什么是物理学中的功，知道物体做功的两个必要条件：（1）、（2）、2知道功在国际单位制中的单位3能根据物体做功的两个必要条件判断力对物体是否做功三种不做功的情况（例如）（例如）（例如）4会用公式计算功的大小【课堂探究案】（一）功的含义：物理学中规定：如果物体受力且沿受力方向移动一定的距离，就说这个力对物体做了功（二）做功的两个必要因素：（试一试）下列情况中，人有没有对所带的皮箱做功：（1）人用力提放在地上的皮箱，但没有提起（2）人再一次用力把箱子提起（3）人用力提着皮箱在原地不动（4）人把箱子放在电梯上，一起随电梯上升（5）人提着箱子在水平路面上匀速前进了50m（6）人提着箱子上楼每天练一练每天练一练 总结一下：做功的两个必要因素（1）要有 ，（2）物体沿 （练一练）1、判断下列说法是否正确①．举重运动员举起杠铃的过程，举力做了功．（ ）②．汽车的牵引力使汽车水平前进，牵引力对汽车做功 （ ）③．苹果从树上落下，重力对苹果做了功．（ ）④．拉动小车在水平面上移动一段距离，桌子的支持力对小车做了功．（ ） ⑤. 用脚踢出足球，球在地面上滚动，滚动过程中，人对球做功了 （ ）2、下列关于功的概念的理解正确的是( )A.只要有力作用在物体上,力就对物体作了功B.物体只要移动距离,就做了功.C.有力作用在物体上,物体又移动了距离,这个力就一定做了功.D.有力作用在物体上,物体在力的方向上移动了距离,则这个力就对物体做了功.三：功的计算做功必须有力和距离，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。

第1课时动能和势能【教学目标】知识与技能1.了解能量的初步概念；2.知道什么是动能、重力势能、弹性势能；3.初步理解动能大小与哪些因素有关，知道重力势能、弹性势能、弹性势能与哪些因素有关。

过程与方法通过实验了解动能、重力势能的大小与什么因素有关并能解释简单的现象。

情感态度与价值观1.通过科学探究，使学生经历基本的科学探究过程，学习科学探究方法，发展初步的科学探究能力，形成尊重事实、探索真理的科学态度。

2.遵守交通规则，不超速，不超载，关爱生命。

【教学重难点】重点: 理解动能、势能；知道影响动能、势能大小的因素。

难点: 用控制变量法研究影响动能、势能大小的因素【导学过程】【创设情景，引入新课】1962年11月在美国马里兰州上空，一架正在飞行的子爵号飞机与一只天鹅相撞，使飞机坠毁。

机上17人全部死亡。

问小小的飞鸟为什么能对飞机产生这么大的破坏力?【自主预习案】1、一个物体____________，我们就说这个物体具有能。

物体能够做的功越多，说明具有的能量就越______。

能量的单位是_________。

2、运动的钢球，流动的空气，水共同特点：它们都在________，都在对外________，因而都具有________。

这种形式的能叫________。

3、物体的动能大小与________、________有关：关系是_______________________、__________________________________。

4、_____________________叫重力势能，与物体_______、_______有关。

物体由于发生______具有的能叫弹性势能，物体弹性势能的大小与______有关。

【课堂探究案】探究点一：动能的大小与什么因素有关1、如狂风能吹倒大树,而微风只能使树枝摇动。

猜测：动能的大小可能与________有关。

2同样速度行驶的大货车和出租车，假设撞在电线杆上，货车将其撞弯的程度要比出租车严重。

第2课时机械能及其转化【教学目标】知识与技能能通过实例解释一些有关动能、重力势能、弹性势能之间相互转化的简单现象。

过程与方法通过观察和实验认识动能和势能的转化过程。

情感态度与价值观通过小组合作讨论，认识交流与合作的重要性，学会与他人交流的方法，在解决问题的过程中，体验战胜困难解决物理问题时的喜悦。

【教学重难点】教学重点：准确辨析机械能的转化教学难点：机械能不守恒时，机械能的转化【导学过程】【创设情景，引入新课】游乐场中惊险刺激的过山车，能让你尖叫，但你是否想过在你尖叫的背后，它是怎样运行起来的呢。

3、滚摆下降时,高度逐渐_______,速度越来越______,重力势能逐渐_______,动能逐渐______,________能转化为________能.4、单摆在摆动的过程中，小球从A点运动到B点时,______能转化为_______能;从B点运动到C点时,_____能转化为______能;从C点运动到B点时,______能转化为_______能;从B点运动到D点时,_______能转化为________能.实验探究一：滚摆实验。

开始释放摆轮时，摆轮在最高点静止，此时摆轮只有能，没有能。

摆轮下降时其高度降低，重力势能；摆轮旋转着下降；而且越转越快，其动能越来越。

摆轮到最低点时，转动最快，动能最；其高度最低，重力势能最。

在摆轮下降的过程中，其能逐渐转化为能。

仿照摆轮下降过程的分析，得出摆轮上升过程中，摆轮的能逐渐转化为能探究点2：学生自制单摆，完成探究如图所示，绳的一端拴一小球，另一端悬于固定点，用手把小球拉到A点后松开，小球便摆动起来，在摆动过程中。

小球的重力势能在________点最大，在________点最小；小球的动能在________点最大，在________点最小，从A到B是能转化为能，从B 到C 是能转化为能探究点3：机械能守恒动能与势能之和称为_____________。

动能是物体___________时具有的能量，势能是____________着的能量。

第2课时探究和测量机械效率【学习目标】理解什么是机械效率，能够设计实验测量斜面、滑轮组、杠杆等简单机械的机械效率，并利用实验探究的数据计算机械效率，知道机械效率总小于1。

【学习重点】掌握机械效率的计算方法，理解如何提高机械效率。

【学习难点】探究斜面、杠杆、滑轮等简单机械的机械效率，掌握影响机械效率的因素。

行为提示：1．认真阅读学习目标，用双色笔将行为动词画上记号。

2．创设情景，导入新课。

方法指导：测滑轮组机械效率时如果在弹簧测力计静止时读数，所测机械效率偏大，因为此时没有摩擦力做额外功。

情景导入生成问题机械效率是描述机械性能优良的物理量，机械效率高的性能优良。

机械效率的高低与所使用的机械工作时是否省力及省力的多少无关；与机械工作时的快慢程度无关；与机械工作时所完成的功的数量多少也无关。

下面我们看书上第204页实验，学习如何测量滑轮组的机械效率。

自学互研生成能力知识板块一探究滑轮组的机械效率阅读课本第204页的内容，读下面一段文字，完成下列问题。

1．如图所示分别测量每个滑轮组中钩码提升的高度并计算拉力所做的功，利用公式η＝W有用W总×100%＝GhFs ＝GnF计算滑轮组的机械效率，利用控制变量法比较几个滑轮组的机械效率的大小。

由实验可知滑轮组的机械效率与物重和滑轮重有关系：(1)当有用功一定时，滑轮的质量越小，机械效率越__大__；(2)当额外功一定时，物重越大，机械效率越__大__。

2．提高机械效率的方法有哪些？答：提高滑轮组的机械效率的方法主要有：尽可能地增加物重，减小动滑轮重，减小绳重和滑轮转轴处的摩擦。

3．根据上述分析，小组讨论交流为什么使用任何机械都要对外做额外功？答：因为任何机械运转过程中都存在摩擦，任何机械都受重力作用，所以使用任何机械都要克服摩擦和机械自重而做额外功。

方法指导：1．当其他条件相同时，斜面越粗糙，机械效率就越低。

2．当其他条件相同时，斜面的倾角越大，越费力，机械效率越大。