1、目目录录作业设计方案作业设计方案物理八年级物理八年级下册 第十一章 功和机械能人民教育出版社 2012 版 八年级下册功和机械能5 课时过山车中的功和机械能的研究3.1.3 结合实例，认识功的概念。知道做功的过程就是能量转化和转移的过程。3.2.1 知道动能、势能和机械能。通过实验，了解动能和势能的相互转化。举例说明机械能和其他形式能量的相互转化。3.2.2 知道机械功和功率。用生活中的实例说明机械功和功率的含义。一、课标中，对于功、功率和机械能的要求是知道、了解。不难发现，在初中只要求学生 能够对功和能的概念有初步认识即可。认识的方式主要是以生活中的实例为主，所以认知的层 面主要停留在感性的
2、认识上，学生能定性的了解影响能量大小的因素即可。二、课标中，对于能量的概念的引入是在功的概念之后，突出能做功的物体具有能量的思想，虽然不够严谨，但是符合学生的认知水平，使学生从整体上意识到了能量和功的关系。三、之前学习质量的时候学生已经体会到了质量守恒的思想，在这里通过举例让学生了解动能和势能也可以相互转化，进一步体会能量的转化与守恒，继续渗透守恒思想，为建立正确 的能量观念打下基础。能量是 课标 中科学内容的三个主题之一，这充分说明了能量在初中物理课程中的重要 地位。本章通过功、功率的教学，为学生认识能做了铺垫。由于只要求初中学生初步认识能量 的概念，所以教科书并未追求能量概念的严密性，而是
3、在功的知识的基础上，直接从功和能的 关系引入能量的概念物体能够对外做功，我们就说这个物体具有能量。教科书通过列举生产、生活中一些物体具有能量的实例，引出了动能和势能的概念。在此基础上，实验探究物体的动 能跟速度、质量的关系。根据生产和生活中的现象说明势能大小的决定因素。认识机械能是常 见的能量形式之一，了解机械能的转化和守恒，为后续学习内能以及能量转化和守恒定律打基 础。本章共 4 节内容，首先是认识功。功的概念起源于早期工业革命的需要。当时的工程师们 需要一个比较蒸汽机效益的办法。在实践中，大家逐步同意用机器举起的物体所受的重力与高 度的乘积来量度机器的输出，并称之为功。教材重视学生的经验，
4、选取与物理学引入功的概念 类似的实例叉车托举货物，给出物理学中做功的含义。有效地帮助学生完成对做功的感性认 识！结合实例，帮助学生经历描述做功的两个必要因素的过程。然后引出做功的公式，介绍功 的单位。进一步巩固对功的概念的认识。其次是认识功率。与速度、密度和压强的定义法相同，功率也是采用比值定义法定义的物理量。教材通过楼上运砖的实例创设情境，引出做功快慢的问题，从而为引出功率的概念做出 铺垫。然后类比速度是表征物体运动快慢的物理量，引出功率是表示做功快慢的物理量，用功 与做功所用时间的比值引出功率的概念。第三课时，认识动能和势能，以及动能和势能的影响因素。能量一词生活中经常听到，但 概念却很抽
5、象。机械能是最常见的一种能量，学生比较容易理解。教材用具体的实例引入能量 概念。突出能做功的物体具有能量的思想，把能和功联系起来，能量就是物体做功的本领。然 后通过实验明确动能大小的影响因素。利用实例使学生了解重力势能和弹性势能的影响因素，虽然不够严谨，但是比较符合学生的认知水平。第四课时，通过实验，了解动能和势能的相互转化。利用机械能及其转化渗透守恒思想。自然界是千变万化的，而科学就是要在变化的自然界中找到不变性，找出各种守恒定律。通过 各种例子，了解能量转化过程，进一步体会和初步认识机械能的转化和守恒。按照课标要求找出知识点，对知识点分类归纳形成知识线，找出知识蕴含的方法，关联 模块内容主
6、题，形成内容结构(如图 1)。再根据课标内容、学业要求找出素养点，将单元内 容与学科素养进行关联，内容和素养结构图(如图 2)。图 1图 2只有当学习者全身心的投入，学习才能是高效的，潜力才能是无穷的，创造力才能真正迸 发出来。怎样才能让学习者全身心持续性的投入呢？那就必须要在单元整体学习中制定挑战性 任务！没有挑战性任务的驱动，教学又会回到以“知识为本”的老路上，学生又将是被动的“知 识接收器”。在单元大观念的统领下，制定单元大任务，按照新课程标准制定课时任务，把单元大任务分解到每一个课时中去，化成一个个小任务，学生为了解决一个个小任务，就要 主动学习课时知识，从而达成课时目标。当一个个小任
7、务被攻克了，大任务就可以水到渠成的 完成了。在大任务的驱动下，就可以真正的把知识内化，构建一个稳固的结构化的知识体系，从而使核心素养得以发展。单元任务设计的依据是以熟悉的真实情景为载体，此任务能涵盖单元的核心内容，能够实现情境化、结构化，它的实施有利于发展学生的核心素养。基于此我们选择了学生非常熟悉又 非常感兴趣的过山车作为本单元的大情境，制定如下单元大任务(如图 3)：图 3(如表 1)表 13.教学要根据学生的实际情况，制定合适的教学目标，并选择恰当的教学内容和教学方法。本单元教学前，学生有如下的实际情况：(1)知识内容方面：由于生活中没有功这个概念，学生很难认识功，但学生有较丰富的 生活
8、经验，比如学生见过叉车托举货物的过程，这个过程与当年工程师们引入功的概念的过程很像，可以帮助学生有效的完成对功的感性认识。功率的定义法是比值定义法，由于学生已经 接触过速度的定义方法，所以可以进行适当的迁移。能量一词学生在生活中虽然经常听说，但 是能量概念对于学生来说是很抽象的。由于机械能是最常见的一种能量，学生结合具体的例子 还是可以初步认识能量的概念与动能、势能的影响因素。对于能量守恒的思想，学生是陌生的，但是在学习质量的过程中学生对质量守恒的思想有一些了解，可以通过举例让学生感受到守恒 的思想，科学就是在变化莫测的自然界中找出不变性，找出各种各样的守恒律。(2)科学探究方面：通过之前的学
9、习，学生对科学探究的过程已经较为熟悉，但是这种 认识仅仅停留在表面层面上，学生只是被动的听取老师的讲解，被动的去接受，不能主动去设 计。可以适当的引导学生观察生活中的现象，对实验提出猜想，并引导学生利用身边的器材设 计实验，增加他们的实践体验。(3)科学思维方面：能量的概念对于学生来说是很抽象的，但由于初中要求学生仅仅是 初步认识能量概念，所以课本先给出了功的概念，让学生在功的知识的基础上，从功和能的关 系得出能量的概念。这一过程对于学生来说还是比较困难的，可以通过大量例子来增加学生的 认识！理解能量就是物体做功的本领，虽然不够严谨，但比较符合学生的认知。(4)知识应用方面：如何在实际问题中，
10、运用所学知识，是学生在初中物理的学习中的 难点。由于学生存在模型建构、科学推理、论证等方面的能力欠缺，导致与日常生活脱节，本 单元通过研究过山车工作时的能量转化过程，引导学生自己去设计过山车，真正的让物理知识 回归到现实的问题当中，有利于提高学生发现问题、解决问题的能力。(表 2)依据新课程标准结合学科核心素养，制定核心素养引领下的教学目标如下：1、以生活经验为基础，分析生活中的实例，感受到力的成效、做功快慢，建立功和功率的概念。会使用功和功率的公式进行简单的计算和测量。2、通过生活、生产中的实例，说出功和能量的关系，从功的角度描述能 量，初步认识动能和势能概念，能运用其解释相关现象。3、知道
11、机械能的概念，并结合实例或者实验，认识动能和势能的相互转 化，举例说明机械能和其他形式能量的转化。1、经历从生活实例中建构功与实例具体特征的关系，建立功概念的过程；2、采用比值定义法引入功率概念；3、基于生活情境抽象出物理模型，作出合理的假设与猜想、推理与论证，认识到影响动能和势能大小的因素；4、能够基于证据和逻辑对不同观点和结论提出质疑和批判。1、通过实验探究动能大小影响因素，体会实验在发现自然规律和研究物理中的作用，会利用实验现象分析并理解速度和质量对动能的影响；2、在探究动能大小的影响因素的实验中，理解控制变量法和转换法；3、学会独立思考、评估和互助交流。1、通过对功和机械能的学习初步体
12、会能量的转化与守恒，感受科学就是在变化莫测的自然界中找出不变性。2、通过认识机械能，感受能量的利用对人类生活有着巨大影响，能源的 开发和利用是非常重要的社会问题，认识人类对机械能的利用有着悠久的 历史，同时机械能也是现代社会倡导的可再生清洁能源。3、认识物理实验在物理学研究中的作用；4、感受科学.技术.社会之间的联系，促进社会责任感的形成。5、通过设计过山车，了解过山车的构造和原理，树立安全意识。表 2(2)：把素养导向下的单元学习应然目标与单元大任务相结合，制定了如下目标(表 3)：1、观察过山车的运转过程，并分析过山车启动后第一次爬到最高点时力做 功的过程，感受到力的成效，感受到不同类型过
13、山车中力做功快慢的不同，理解功和功率的概念。会使用功和功率的公式进行简单的计算和测量。2、观察过山车的运转过程，说出功和能量的关系，从功的角度描述能量，初步认识动能和势能概念，能运用其解释相关现象。3、知道机械能的概念，并分析过山车运动过程，认识动能和势能的相互转 化，说明机械能和其他形式能量的转化。1、观察过山车的运转过程，关注过山车第一次爬到最高点时推力的方向与力的方向上的移动距离，感受力的成效，理解建构功的概念的过程；2、观察过山车的运转过程，感受到不同类型过山车中力做功快慢的不同，采用比值定义法引入功率概念；3、基于过山车由高处滑下，再次滑到高处过程中高度与速度变化，作出合 理的假设与
14、猜想、推理与论证，认识到影响动能和势能大小的因素；4、能够基于证据和逻辑对不同观点和结论提出质疑和批判。1、通过实验探究动能大小影响因素，体会实验在发现自然规律和研究物理中的作用，会利用实验现象分析并理解速度和质量对动能的影响；2、在探究动能大小的影响因素的实验中，理解控制变量法和转换法；3、学会独立思考、评估和互助交流。1、通过对功和机械能的学习初步体会能量的转化与守恒，感受科学就是在变化莫测的自然界中找出不变性。2、通过认识机械能，感受能量的利用对人类生活有着巨大影响，能源的开 发和利用是非常重要的社会问题，认识人类对机械能的利用有着悠久的历 史，同时机械能也是现代社会倡导的可再生清洁能源
15、。3、认识物理实验在物理学研究中的作用；4、感受科学.技术.社会之间的联系，促进社会责任感的形成。表 3(表 4)1、能知道力学中功的含义；2、能说出做功包含的两个必要因素，能判断力是否做功；3、能列举出关于做功的实例；4、能应用公式 W=Fs 进行简单计算；1、能说出功率的物理意义，能写出功率的定义式；2、能结合生活中的实例说明功率的含义；3、能运用功率的定义式进行简单计算，并设计测量功率的方法；1、能通过实例从做功的角度描述能量，能说出功和能量的关系；2、能利用实例或者实验初步认识动能、势能概念；3、能通过实验探究，了解动能和势能的影响因素；1、能通过实例或者实验认识物体的动能和势能可以相
16、互转化，能解释与机械能转化有关的现象；2、能通过实例认识能量可以从一个物体转移到另一个物体，不同形式 的能量可以相互转化。表(4)在单元教学中教师积极落实持续性评价，为学生的深度学习活动持续地提供清晰反馈，帮助学生改进学习的过程，包括建立标准并提供反馈。持续性评价是检验学生的学习效果是否达到深度学习目标的一种方式，它能帮助学生改进学习过程，包括建立标准并提供反馈。(1)过程性评价：评价贯穿单元学习始终，包括课前、课中和课后。持续性评价的核心是对学生在课堂中的 表现进行评价，由于这部分评价是在课堂教学中落实的，在这就不一一赘述了，在每节课时教 学设计中都有体现。课堂表现评价量表如下(表 5)表
17、5(2)个人发展评价表(表 6)表 6(3)描述性评语(每学期一次，表 7)_年级_班姓名_学号_课堂参与教师选(8%)语言表达教师选(8%)学习任务教师选(8%)()小组自选(8%)()小组自选(8%)平时成绩(10%)实验操作(10%)笔试(40%)表 76.(1)单元长作业自评量表(如表 8，评价分为五个等级，15 等级逐渐递增。)推导过程有必要的文字说明和图示。设计原理无科学性错误。设计方案具有可操作性，容易找到材料并制作出相应的装置。设计方案结构完整，包含结构图、推导过程及测试数据等。方案图中的结构图清晰、规范美观，标出必要的字母与尺寸。小组成员明确了解各自任务，且任务量分配合理。表
18、 8(2)单元长作业互评量表(如表 9，评价分为五个等级，15 等级逐渐递增。)推导过程有必要的文字说明和图示。设计原理无科学性错误设计方案具有可操作性，容易找到材料并制作出相应的装置。设计方案结构完整，包含结构图、推导过程及测试数据等。方案图中的结构图清晰、规范美观，标出必要的字母与尺寸。有与方案相匹配的模型展示。汇报人语言洪亮、连贯，思路清晰，体态大方。有互动交流环节。对其他组同学提出质疑的解答情况。表 9(1)知道力学中功的含义；能说出做功包含的两个必要因素，能判断力对物体是否做功；(2)明确计算功的大小的表达式，以及表达式中每个物理量的物理意义和单位。(3)能应用公式W=Fs进行简单计
19、算；(4)知道功率。能说出功率的物理意义，并能写出功率的定义式P=W/t及其单位。能结合生活中的实例说明功率的含义。(5)能应用功率的定义式进行简单计算(6)能利用功率的概念设计测量生活中功率的大小。(7)能利用实例或者实验初步认识动能、势能的概念，并能运用其解释相关现象(8)能通过实验探究，了解动能、势能大小跟哪些因素有关。(9)知道动能、重力势能和弹性势能统称为机械能。(10)能通过实例或者实验，认识物体的动能和势能可以相互转化。(11)能解释与机械能转化有关的现象；通过实例认识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相互转化。作业目标编码表说明：作业目标编码按照“学科+年级
20、+学期+单元+序号”组合而成。例如WL08011101,其中 WL 表示物理，08 表示八年级，第一组 01 表示第一学期，11 表示第十一章，第二组 01 表示单元的第一个作业目标。WL08011109WL08011101知道力学中功的含义；能说出做功包含的两个必要因素，能判断力对物体是否做功；WL08011102明确计算功的大小的表达式，以及表达式中每个物理量的物理意义和单位。WL08011103能应用公式W=Fs进行简单计算。WL08011104知道功率。能说出功率的物理意义，并能写出功率的定义式P=W/t及其单位。能结合生活中的实例说明功率的含义。WL08011105能应用功率的定义式
21、进行简单计算。WL08011106能利用功率的概念设计测量生活中功率的大小。WL08011107能利用实例或者实验初步认识动能、势能的概念，并能运用其解释相关现象WL08011108能通过实验探究，了解动能、势能大小跟哪些因素有关。WL08011109知道动能、重力势能和弹性势能统称为机械能。WL08011110能通过实例或者实验，认识物体的动能和势能可以相互转化。WL08011111能解释与机械能转化有关的现象。通过实例认识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相互转化。1小强推着重为 60N 的小车，在 10s 内沿水平地面前进了 15m，如果水平推力为 20N，在此过 程
22、中，重力对小车做的功为J；小强对小车做的功为J。2在超市里，顾客推着重为 180N 的购物车，在 10s 内沿水平地面匀速前进了 20m，如果水平 推力为 20N，在此过程中，重力对购物车所做的功为J，顾客对购物车做的功为J，推力的功率为W。3我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭，以“一箭双星”方式成功发射第二十八、二十九颗北斗导航卫星，如图所示的卫星沿椭圆轨道绕地球运行，离地球最近的一点叫近地点，最远的一点叫远地点，它在大气层外运行，不受空气阻力，则卫星从远地点运行到近地点，重力势能，动能，机械能(选填“变大”、“变小”或“不变”)。4甲站在 0.5m/s 匀速上行的自动扶梯上，乙站在
23、 0.7m/s匀速下行的自动扶梯上，甲、乙两人质量相等，甲上行 中动能(选填“增加”、“不变”、“减少”).某时刻他们的位置如图所示，则甲的机械能乙的机械能.(选填“大于”、“等于”、“小于”).5一个 50g 的鸡蛋从 2m 高处自由下落，不计空气阻力，下落过程中鸡蛋的重力势能转化为能，重力对鸡蛋所做的功为J。(g=10N/kg)6利用如图所示实验装置探究小车速度对其动能的影响时，应保持小车不变，使小车多次从(选填“相同”或“不同”)高度下滑撞击木块。7一台机器的功率是 750W，它表示的意义是()A这台机器 1min 做的功是 750WB这台机器 1min 做的功是 750JC这台机器 1
24、s 做的功是 750JD这台机器 1s 做的功是 750W8小明在体育课上掷铅球，掷出去的铅球从 a 处出手后，在空中的运动轨迹如图所示，球最 终停在水平地面 e 点处，不计空气阻力，则铅球()A从 a 处到 b 处动能减小，重力势能增大B从 b 处到 c 处动能增大，机械能增大Ca 处的机械能小于 c 处的机械能D在 d、e 处机械能相等9如图所示，两名运动员，甲比乙高，若他们举起相同质量的杠铃所用的时间相等，则()A乙做功较多，功率较小B 甲做功较多，功率较大C 甲、乙做功相等，乙的功率大D 甲做的功较多，甲、乙功率相等10汽车是我们常用的交通工具之一，以下对行驶过程中的汽车分析正确的是(
25、)A正在下坡的汽车其重力势能逐渐增大B超速行驶会导致汽车的惯性增大C正在上坡的汽车所受重力的方向垂直于坡面D弯道上匀速行驶的汽车其运动状态不断改变11如图所示为小球在地面弹跳的频闪照片，A、B 两点高度相同。根据此图，以下分析正确的 是()A小球在下落时，它的重力势能减小，动能不变B小球在 A 点的重力势能等于 B 点的重力势能C从 A 点落到地面，它的高度下降，机械能不变D小球在 A 点的动能等于 B 点的动能12“探究动能大小与哪些因素有关”的实验装置如图所示。小车从相糙斜面上某高度由静止开始释放，撞击静止于水平面上的木块，将木块推出一段距离。不计空气阻力，下列说法错误的是()A小车动能的
26、大小是通过推动木块移动的距离来反映的B小车释放的高度越高，小车推动木块移动的距离越长C小车在斜面向下运动的过程中，动能增加，势能减小，机械能守恒D若木板的表面光滑且足够长，木块被撞击后最终做匀連直线运动13小雨在超市购物，他用 20N 的力沿水平方向推动质量为 10kg 的购物车匀速前进了 15m 用时 10s，而后登上自动扶梯匀速上升到楼上的服装专柜，则下列说法不正确的是()A购物车在水平方向前进的过程中受到地面对它的摩擦力为 100NB随自动扶梯上升的过程中，小明的机械能增加C在水平方向前进的过程中推力做功的功率是 30WD当购物车中放入重物时，车在水平方向前进的过程中受到地面对它的摩擦力
27、将大于 20N14 如图所示，飞行员驾驶我国自主研制的歼-20 隐形歼击机正在进行日常训练，在飞机飞行 过程中，下列说法正确的是()A歼击机匀速向下飞行时，动能将保持不变B歼击机加速上升时，动能增大，机械能守恒C歼击机匀速向上飞行时，动能转化为重力势能D歼击机升空时，受到的浮力大于自身的重力15一单摆小球，从 A 点放手后，经最低点 B 荡至另一侧的 C 点，若不考虑能量损失，请在图上画出 C 点所在位置。16 如图所示的是运动员在铅球比赛中的场景 画出铅球离手后，在空中 飞行过程中动能 EK随时间 t 变化的曲线17如图所示是探究“物体动能的大小与哪些因素有关”的实验装置，其中甲、乙两次实验
28、将同一个铁球放在同一斜面的不同高度。(1)甲、乙两次实验是探究铁球的动能大小与的关系；(2)甲、乙两次实验可以初步得出结论：质量一定时，速度越大，越大；(3)若想使实验效果更为明显，应使用质量较(选填“大”或“小”)的木块。18 小明在“探究物体的动能大小跟哪些因素有关”的实验中，他用质量不同的两个钢球 m 和 M(M 的质量大于 m)，分别从不同的高度 h 和 H(Hh)由静止开始滚下，观察木块 B 被撞击后 移动的距离，实验过程如图所示。(1)小明通过观察木块 B 移动的距离长短，来判断钢球动能的大小，这种研究方法是(选填“控制变量法”或“转换法”)。若水平面绝对光滑，本实验将(选填“能”
29、或“不能”)达到探究目的；(2)由甲、乙两图可得实验结论：物体的动能大小与有关；(3)小明根据甲、丙两图得出结论：物体的动能大小与质量有关，他的看法是否正确？(选填“正确”或“错误”)，理由是：；(4)钢球沿斜面滚下过程中，动能；(选填“增大”、“减小”或“不变”)(5)另一同学用图丁、戊所示的方法探究动能的大小与速度的关系，他将相同质量的小球 从不同高度(h2h1)由静止开始释放，通过观察木块在铁板和毛巾上滑行的距离来判断小球动 能的大小，这种方法是(选填“正确的”或“错误的”)。19在探究“动能和重力势能相互转化”的实验中，采用如图所示的实验装置。用细线把一个质量为 m 的小球悬挂起来，将
30、小球从位置 B 拉到位置 A，由静止释放小球。观察小球从 ABC 的过程中高度和速度的变化，并测出了小球在 A、B、C 三个位置 时动能和重力势能的值，从而分析这一过程中动能和重力势能之间的转化，数据 如下表所示。运动过程或位置AABBBCC动能 Ek/J0增加4.98减少0重力势能 Ep/J5.00减少0增加4.97(1)小球在图中的 C 位置，受到个力的作用；(2)从实验中可以看出，小球从 AB 的过程中速度不断增加，高度不断降低，这个过程 中是重力势能逐渐转化为，在能量的转化过程中，机械能在逐渐减少，这主要是由 小球受到造成的；(3)在实验中，如果换用质量为 2m 的小球，其他条件不变，
31、那么，小球到达 B 位置时的 机械能(填“大于”“小于”或“等于”)质量为 m 的小球到达 B 位置时的机械能。20“五一”小明驾车出游，如图所示汽车总质量 1.6103kg，车轮与地面接触的总面积 1000cm2，该车在平直公路上 0.8 h 内行驶 48 km，若行驶过程中牵引力是汽车总重的 0.05 倍。求：(1)汽车行驶的平均速度；(2)汽车静止时对地面的压强；(3)汽车在该行驶过程，牵引力做功多少。21 为了改善城市环境，我市经常用雾炮车(又称多功能抑尘车)除去空气中的尘埃，如图所示，某型号雾炮车自身质量为 10t，其水箱最多能装 10t 水，为了方便清洗，水箱底部有一个排水孔，排水
32、孔盖子的面积约为 100cm2(g 取 10N/kg，水=1.0103kg/m3)。(1)当水箱装满水时，雾炮车车轮与地面的总接触面积为 0.8m2，则雾炮车装满水静止时，对水平地面的压强为多大？(2)当水箱中水的深度为 1.2m 时，排水孔盖子受到水的压力为 多大？(3)当装满水的雾炮车在水平路面上以 3m/s 的速度匀速行驶时，雾炮车的功率是多大？(已知雾炮车行驶时所受阻力为车总重的 0.25 倍)1【答案】0；3002【答案】0；400；403【答案】变小；变大；不变4【答案】不变；小于5【答案】动；16【答案】质量；不同7【答案】C8【答案】A9【答案】B10【答案】D11【答案】B1
33、2【答案】C13【答案】A14【答案】A15【答案】解：如图所示：16【答案】解：如图所示：17【答案】(1)速度(2)动能(3)小18【答案】(1)转换法；不能(2)速度(3)错误；没有控制两个钢球的速度一定(4)增大(5)错误的19【答案】(1)2(2)动能；空气阻力(3)大于20【答案】(1)解：由题意可知，汽车行驶的距离为 s=48km，行驶时间为 t=0.8h，故汽车 行驶的平均速度为 v=60km/h答：汽车行驶的平均速度为 60km/h；(2)解：由受力分析可知，汽车静止时对地面的压力 F 等于汽车的重力 G，即 F=G=mg=1.6103kg10N/kg=1.6104N车轮与地
34、面接触的总面积为 S=1000cm2=0.1m2故汽车静止时对地面的压强为 p=1.6105Pa答：汽车静止时对地面的压强为 1.6105Pa；(3)解：由题意可知，该汽车行驶过程中受到的牵引力为 F牵=0.05G=0.051.6104N=800N故行驶过程中，牵引力做的功为 w=F牵S=800N48000m=3.84107J答：汽车在该行驶过程，牵引力做功 3.84107J。21【答案】(1)解：雾炮车满载静止时车对水平地面的压力 F=G总=m总g=(10103kg+10103kg)10N/kg=2105N则雾炮车满载静止时车对水平地面的压强 p=2.5105Pa答：雾炮车装满水静止时，对水
35、平地面的压强为 2.5105Pa；(2)解：排水孔盖子受到水的压强 p=水gh=1103kg/m310N/kg1.2m=1.2104Pa 则排水孔盖子受到水的压力 F=pS=1.2104Pa110 2m2=120N答：当水箱中水的深度为 1.2m 时，排水孔盖子受到水的压力为 120N；(3)解：因为雾炮车在水平路面上匀速行驶，所以牵引力 F牵=f=0.25G总=0.252105N=5 104N雾炮车的功率P=F牵v=5104N3m/s=1.5104W1答：当装满水的雾炮车在水平路面上以 3m/s 的速度匀速行驶时，雾炮车的功率是 1.5104W。23知识备份（根据实际情况删减）STSCS 空
36、间模型中建设与记录机制主要是控制整个模型运转的内在保障，体现在外显的学习过程中是通过记录学习者的学习路径、行为等来科学分析学习结果，从而不断根据新的需求和教学干预来建设支撑环境。由于网络学习空间中多元的模块和基于网络的大量资源工具，不同学习主体产生的学习行为和网络学习路径则需要模型在支撑学习运作过程中自动记录、依靠记忆和分析去建设模型中的各个要素及其排列组合关系。在 STSCS 模型中，建设与记录机制的完成是由活动场中的各个顶点要素去实现，功能层和应用层中的各个顶点要素为空间的建设与记录提供内在支持。学习者在空间中进行的学习活动是需要经过特定的组织环境中实现，环境的建构需要以学习者的需求、学习
37、者的学习表现和对学习环境的反馈记录为基础进行建设。联通主义学习理论认为学习发生的实质在于各个要素之间关联的建立和优化。在 STSCS 模型中要素关联将贯穿于学习活动的组织、开展、分析、总结和反馈等各个环节。模型中三个层之间的关联以及不同要素之间的关联为学习创造了更多的可能机会和发展选择。关联与评价体现在学习者层面上，即学习者可以根据模型中自动建构的关联图谱为自身学习活动的开展提供依据和便利，学习者可以通过关联网络与其他学习者建立链接通路，从而建立知识网络和评价关联。在 STSCS网络学习空间模型中，两个顶点与三个场之间的要素均互相关联，以学习者个体和学习共同体两个顶点为控制点，三个层和要素同时
38、或依次环绕旋转来促进学习活动的动态组织，并运用评价机制来对每种组合运作机制进行科学分析以选择最优化的运行过程和学习途径。初中学生学习规律方面，我们主要根据前文需求分析中的信息素养和网络学习行为习惯的调研结果，我们发现具有好奇心强、常常通过多种途径来获取知识；在基于网络的学习行为中，初中学生往往注重学习体验情况，我们分别对其进行功能提取来构建网络学习空间的功能模块。在对网络学习空间的价值探析中，包括对于构建网络学习空间应有的价值取向，这其中探讨了智慧教育的实施、智慧课堂的构建、高阶思维能力的培养、以及个性化学习的实现，通过前面的分析可知智慧课堂属于智慧教育的子范畴，故在这里我们将这两者融合为一体
39、总称智慧教育；其次对于部分影响因素进行了分析，下面就从这些分析阐述中抽取与功能设计相关的部分。个人空间模块是属于学习者的私有模块，也可称作学习者个人门户，其中包括个人风采展示、学习事务处理、个性化服务推送和个人学习电子档案四个部分。在个人风采展示部分，学习者可以通过多种媒体呈现方式来展示自己的风采，其中包括个人风格特长展示和物理学科作品展示。学习事务处理部分是帮助学习者处理有关于在学习空间的一切学习活动相关事宜，包括课程的安排、学习测验的通知、信息的接收等。个性化服务推送部分则是体现学习者个性化学习和尊重学习者自身成长，学习者可以根据自己的需要订阅有关于物理学科的知识导读，每日物理推送等，提高
40、学习者在自己擅长领域的物理专长。个人学习电子档案则是运用网络学习空间的智能技术为学习者自动记录有关于学习者的整个学习历程，包括学习内容体系、学习成绩记录等。个人学习空间模块是学习者进入网络学习空间开始一切学习活动的枢纽，学习者可以根据这一模块的提醒和安排来进行不同类型的物理学习。物理智慧教室模块是学生进行物理学习的主要活动区域。在智慧教室中，为学生提供了三种不同的学习方式环境，分别是自主学习、协作学习和探究学习。针对这三种学习方式，智慧教室模块会为学习者智能推送学习内容与学习路径供学习者选择。由于物理学科自身独有的特点，在智慧教室中设置了虚拟仿真实验室，方便学习者可以随时进行物理实验，有助于帮
41、助学生进行知识的内化和创造性思维的培养。在物理智慧教室中，第二个层级模块从学习者的物理思维培养开始，包括物理问题探究、物理思维训练、物理文化培养、物理建模比赛和物理日记感悟，这一模块的设计是为了提高学生在某一个领域的物理专长。在智慧教室中，通过不同层级、不同角度的模块设计，可以帮助学生以多种自由组合的学习方式进行物理知识的习得、内化和运用。聚合资源工具库模块是网络学习空间进行教与学所需资源工具的基本来源。为了使资源工具库更系统化，根据物理知识类型，将该模块主要分为力学资源工具库、电学资源工具库、光学资源工具库、声学资源工具库和热学资源工具库，方便学习者查找选择相关资料。资源库中主要包括物理教学
42、案例、多媒体课件、物理学科电子图书、物理试题、物理文献资料、物理学科认知工具等组成。工具库的建设以物理学习应用为导向，包括物理概念专题、物理原理专题、物理实验专题以及物理综合实践类专题，根据每一个单项的知识特点进行学习活动的设计。在物理学科资源和工具中，主要是有关于物理图形、图标的绘制和物理学科符号的表示，将物理原理、物理在生活中的应用等情景集成动画等形式直观、形象的展现给学习者，从而达到知识可视化，其目的是实施满足和实现个性化学习。网络人际交互模块是有效会话进行的基础，其主要由四个部分组成，分别是学习共同体建立、沟通交流答疑、学习社会网络和社会性软件选择。在学习共同体建立部分，网络学习空间会
43、根据学习者的学习风格、学习需求自动为学习者推送和匹配最适合的学习伙伴供学习者选择，在该部分中，模块中会以学习风格、学习需求、学习主题等不同角度形成单一部分，学习者可以随时进入不同部分进行学习共同体的组建，为协作学习、探究学习等奠定基础。沟通交流答疑部分主要指师生、生生之间的沟通、学习者进入这一模块向教师提出疑问、与学习伙伴进行交流，通过提问和交流答疑、不同思维之间的碰撞进行头脑风暴，从而加深对于知识的理解，也提高了学生解决问题的能力。学习社会网络部分是学习者与其他关系主体通过学习过程而构建的关系层，不单单包括学习者、教师和管理者等也包含在内。社会性软件选择是在网络人际交互模块中学习者选择的交流
44、沟通方式，网络学习空间中社会性软件的种类包括邮件、QQ、BBS、Wiki、Blog、微博等方式，学习者可以根据自己的学习偏好进行运用交流。测试与学习分析模块主要是对学习过程进行记录并对学习效果进行诊断，以更好的根据学习质量来分析结果并随时调整学习方式。该模块由学习风格诊断、考试与阅卷、学习质量分析和学习效果总结四部分共同组成。学习风格诊断部分是在技术辅助的基础上记录每一位学生的与学习活动的相关要素，这些要素在对后来的学习质量分析中起到辅助分析作用。考试与阅卷部分则是进行试卷的命题、考试以及组卷、自动判卷等，并对学习结果进行数据统计。学习质量分析是将学习风格诊断和考试与阅卷得出的两个结果综合在一
45、起，通过分析两者之间的关系，来判断哪种学习方式或内容更适合学习者，不同内容的学习质量会受到到哪些因素的影响。学习效果总结是根据学习质量分析部分得出的结论进行有关于学习方法、学习资源工具的优缺点分析，以便及时调整网络学习空间中的相关设置和教师的教学安排，及时作出教学干预。网络学习空间中六个模块的功能实现离不开技术的支持。在初中物理网络学习空间模型功能结构中，技术层面共包括两个层级。第一个层级为底层支撑基础，包括网络基础设施、安全系统、服务器虚拟化和网络学习空间的网络接入，底层支撑基础是网络学习空间基础运行的保障。第二个层级的技术支持是实施智慧教育、培养高阶思维能力、实现个性化学习的关键技术支撑，本文所设计的模型中以物联网技术、教育云平台、泛在网络技术、大数据和学习分析技术来实现网络学习空间中的智能化体现。物联网技术提升学习空间的情景感知性；教育云平台使得优秀资源和工具得到共享，在网络学习空间中实现教学公平；泛在网络技术增强网络与其他输入终端的连接的连贯性等；大数据可以实现对网络学习空间中学习数据的收集、提高了学习质量分析的效率和准确性，为空间的管理、评价和决策的智能性实现成为可能；学习分析技术为学习结果的智能决策提高了效率与准确性。
