1、 第十一章 功和机械能人教版物理八年级人教版物理八年级下册下册主要内容：课标及中考要求 本章的地位及特点 本章知识结构 课时建议 教学建议课标要求：一级主题：能量 二级主题：机械能 3.2.1 知道动能、势能和机械能。知道动能、势能和机械能。通过通过实实验验，了解动功能和势能的相互转化。了解动功能和势能的相互转化。举例举例说明说明机械能和其他形式能量的相互转化。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。用知道机械功和功率。用生活中的实生活中的实例例说明机械功和功率的含义。说明机械功和功率的含义。中考要求：功功和和能能功功1做功的两个必要因素做功的两个必要因素2功的单位功的单
2、位3运用功公式解决有关简单问题运用功公式解决有关简单问题功功 率率1功率功率2功率的单位及换算功率的单位及换算3运用功率公式解决有关问题运用功率公式解决有关问题机械机械能能1动能、重力势能、弹性势能动能、重力势能、弹性势能2机械能机械能3动能、势能的相互转化动能、势能的相互转化本章地位：能量是课标中科学内容的三大主题之一，充分说明了能量在初中物理课程中的重要地位。本章是在讲了物体的运动、速度、路程、运动和力等知识的基础上进行的。学习功和能,不仅进一步提高与加深前面知识的认识，更重要的是,它可以使学生认识到,尽管运动本章地位：有各种形式,但只要是在力的作用下移动了距离,便做了功和发生了能量转化,
3、且都遵守能量守恒定律。本章在功的知识基础上，从功和能的关系引入能量的概念物体能够对外做功，就说物体具有能量，通过列举生产生活中具有能量的实例，引出了动能和势能的概念，并本章地位：通过实验探究动能和势能的决定因素，进一步认识机械能，了解机械能的转化和守恒，为后续学习内能及能量转化和守恒定律打下基础。2 2、探究内容丰富，应让学生多动手自己探究，探究内容丰富，应让学生多动手自己探究，使学生的探究水平得以升华，达到一定的高度。使学生的探究水平得以升华，达到一定的高度。3 3、研究问题的方法多：转换法、对比、控制变、研究问题的方法多：转换法、对比、控制变量法量法1 1、物理量较多，注意物理量间的联系和
4、区别；物理量较多，注意物理量间的联系和区别；本章特点：本章特点：4、本章本章概念概念抽象抽象，容易与受力、运动等发生混，容易与受力、运动等发生混淆，学生只会对公式简单记忆和基本运算，很难淆，学生只会对公式简单记忆和基本运算，很难建立基本概念。所以要强调现象教学，加强演示建立基本概念。所以要强调现象教学，加强演示实验的可操作性及直观性实验的可操作性及直观性,同时加强联系学生生同时加强联系学生生活实际，用熟知的物理情景帮助建立概念。活实际，用熟知的物理情景帮助建立概念。本章特点：本章特点：本章知识结构做功的两个必要因素功（W）单位：焦耳（J）引入功率（P）单位：瓦特（W）功的计算W=Fs功率的计算
5、P=W/t能（动能、势能）单位：焦耳（J）功能关系探究动能的影响因素探究势能（重力势能、弹性势能）的影响因素机械能及其转化课时建议：l第一节 功 1课时l第二节 功率 1课时l习题课 1课时l第三节 动能和势能 2课时l第四节 机械能及其转化 1课时l全章复习 1课时分节教学建议：第一节第一节 功功1.知道力学中做功的含义。能说出做功知道力学中做功的含义。能说出做功包含的两个必要因素，并能判断出力包含的两个必要因素，并能判断出力是否对物体做功。是否对物体做功。教学目的：2.2.明确计算功的大小的表达式，以及表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达式中每个物理量的物理
6、意义和单位3.3.能应用公式能应用公式W W=FsFs进行简单的计算。进行简单的计算。重难点分析：重点：结合实例理解功的概念;知道功的公式W=Fs，能正确用公式计算功的大小。难点：结合实例理解功的概念通过实例，引入功的概念演示实验：用力推小车在水平桌面上通过一段距离 沿斜面用力拉小车在斜面上通过一段距离 起重机（玩具型）将钩码竖直向上提升一段高度 用力推小车，但小车没有动讨论哪个力讨论哪个力“干活了干活了”，对物体，对物体有了有了工作工作“成效成效”？有了有了“贡献贡献”呢？呢？然后提出：功的概念然后提出：功的概念起源于起源于早期工业革早期工业革命的需要，当时的工程师们需要一个比较蒸命的需要，
7、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，大家逐步同意汽机效益的办法。在实践中，大家逐步同意物体在受力的方向上通过一段距离，就认为物体在受力的方向上通过一段距离，就认为这个力有了成效，称之为做了功。这个力有了成效，称之为做了功。通过实例，引入功的概念通过实例，引入功的概念 “功功”的概念比较抽象，较难理解。的概念比较抽象，较难理解。恰当的选取实例机械工作的成效就显现出来了。随后给出力学中做功的含义。1.功的两个必要因素：通过选取不同做功的实例，总结力做功的共同点，以及区分力不做功的原因，使学生明确做功的两个必要因素Fs1.功的两个必要因素：1.功的两个必要因素：1.功的两个必要因素
8、：接着讨论：接着讨论：起重机吊着重物竖直向上拉起，起重机吊着重物竖直向上拉起，拉力对重物是否做了功？拉力对重物是否做了功？起重机吊着重物后，静止在空中，起重机吊着重物后，静止在空中，钢丝绳竖直向上的钢丝绳竖直向上的 拉力对重物是否拉力对重物是否做了功？做了功？起重机吊起重物后，又水平匀速起重机吊起重物后，又水平匀速将重物移动一段距离，水平匀速运将重物移动一段距离，水平匀速运动中，竖直向上的拉力是否做了功？动中，竖直向上的拉力是否做了功？2、不做功的三种情况（1）有力无距离（2）力与运动方向垂直（3）有距离无力功的本质是力在空间的积累做功做功与与物体受力物体受力的区别和关系的区别和关系做功做功与
9、与运动运动的区别和关系的区别和关系思考：比较第（1）、（2）次拉力所做的功比较第（1）、（3）次拉力所做的功总结：W=Fs3、功的计算W=Gh 克服重力做功注意：注意：初中只计算力的方向与物体移动方向相初中只计算力的方向与物体移动方向相同下的功，不计算负功，不涉及力和运动同下的功，不计算负功，不涉及力和运动方向成角度的问题。方向成角度的问题。如果用如果用1 N的力使物体在力的方向上，通过1 m的距离，则所做的功就为1 J。4 4、功的单位：、功的单位：即：1 J1 N m感受1J：习题处理：质量为质量为50kg的雪橇上装载了的雪橇上装载了350kg的原木，一匹马的原木，一匹马拉着雪橇沿着平直的
10、路面匀速前进，将原木运到了拉着雪橇沿着平直的路面匀速前进，将原木运到了3000m外的货场。如果雪橇行进中受到的摩擦力是外的货场。如果雪橇行进中受到的摩擦力是800N，求马的拉力做的功。（，求马的拉力做的功。（g=10N/kg）课本课本P64例题例题（充分用好此题）（充分用好此题）（1）明确研究对象，分析研究对象受到几个力的作用）明确研究对象，分析研究对象受到几个力的作用（2）讨论哪些力做了功？）讨论哪些力做了功？（3）重力、支持力是否做了功？为什么？）重力、支持力是否做了功？为什么？例题的教学需要根据学生的实际情况给予指导，为例题的教学需要根据学生的实际情况给予指导，为降低难度，可以把分析过程
11、分解成多个思维层次。这样降低难度，可以把分析过程分解成多个思维层次。这样可以为学生养成良好的理性思维习惯创造条件。可以为学生养成良好的理性思维习惯创造条件。已知甲物体在光滑的水平面上运动，乙已知甲物体在光滑的水平面上运动，乙物体在粗糙的水平面上运动，现用相同的物体在粗糙的水平面上运动，现用相同的水平推力，分别使甲、乙两物体沿力的方水平推力，分别使甲、乙两物体沿力的方向移动相同的距离，两次推力做的功分别向移动相同的距离，两次推力做的功分别是是W甲甲和和W乙乙，则（，则（）A.W甲甲W乙乙B.W甲甲=W乙乙C.W甲甲W乙乙D.条件不足，不能比较条件不足，不能比较习题处理：补充例题某力对物体做功与某
12、力对物体做功与物体是否受到其它物体是否受到其它力作用以及物体的力作用以及物体的运动情况无关。运动情况无关。在读秒过程中？在读秒过程中？运动过程运动过程中，哪个中，哪个力做功哪力做功哪个力不做个力不做功功估计：估计：距离和距离和质量质量运动员举起杠铃的高度、鸡蛋重、上楼的高度在学运动员举起杠铃的高度、鸡蛋重、上楼的高度在学生生活中都是常见的物理量，时常有意识的引导学生关生生活中都是常见的物理量，时常有意识的引导学生关注生活，估测生活中的物理量，有利于学生体会物理与注生活，估测生活中的物理量，有利于学生体会物理与生活的联系。生活的联系。分节教学建议：第二节第二节 功率功率1.知道功率。能说出功率的
13、物理意义，并能写出知道功率。能说出功率的物理意义，并能写出功率的定义式功率的定义式P=W/t及其单位。及其单位。2.能结合生活中的实例说明功率的含义。能结合生活中的实例说明功率的含义。3.能应用功率的定义式进行简单计算，并能利用能应用功率的定义式进行简单计算，并能利用功率的概念设计测量生活中功率的大小。功率的概念设计测量生活中功率的大小。教学目的：重难点分析：重点：对功率概念的认识;难点：结合实例采用类比方法引入功率的概念，对做功的多少与快慢的区分 学习功的概念之后，从做功快慢的角度认识功率这个物理量，功率在实际生活中具有重要意义，也为后续学习电功率等知识的基础。创设具体的做功情景，从而比较做
14、功的快慢。学生在学习速度概念的基础上容易进行知识的正向迁移，可以采用类比的方法，通过学生的充分讨论，直接采用比值定义的方法引入功率概念。甲乙两同学分别将甲乙两同学分别将120块砖搬到楼上块砖搬到楼上 每块砖的质量为每块砖的质量为m，楼高为，楼高为h，甲、乙两同学需要做多甲、乙两同学需要做多少做功？少做功？120mgh120mgh 甲甲乙乙砖数（块）砖数（块）120120做功做功甲、乙同学谁做功快？为什么？甲、乙同学谁做功快？为什么？甲甲乙乙砖数（块）砖数（块）120120做功（焦）做功（焦）120mgh120mgh时间（分）时间（分）3060（1）甲比乙做功快；）甲比乙做功快；（2）因为做功相
15、同，甲做功时间比乙少）因为做功相同，甲做功时间比乙少做功快慢的比较方法：做功快慢的比较方法：方法一：方法一：时，时间短则做功快时，时间短则做功快乙甲WW 方法二：方法二：时，时，做功多则做功快做功多则做功快乙甲tt判断：做功快的物体一定要做功多判断：做功快的物体一定要做功多在甲、乙搬砖时丙同学也来参加，他搬砖在甲、乙搬砖时丙同学也来参加，他搬砖135块用去块用去45分钟时间分钟时间 甲甲乙乙丙丙 砖数（块）砖数（块）120120135做功（焦）做功（焦）120mgh120mgh135mgh时间（分）时间（分）306045甲、乙、丙做功谁最快？谁最慢？为什么？甲、乙、丙做功谁最快？谁最慢？为什么
16、？甲、乙、丙每分钟做功分别是4mgh、2mgh、3mgh 时间所做的功表示单位时间内做功的多少，反映物体做功的快慢程度表示单位时间内做功的多少，反映物体做功的快慢程度功率的计算公式：比值定义法运动的快慢相同的路程，比较所用时间长短相同时间，比较路程的多少速度定义：路程与所用时间之比 （它在数值上等于单位时间内通过的路程）功率的计算公式：比值定义法做功的快慢做相同的功，比较做功时间长短相同时间，比较做功的多少功率定义：功与做功所用时间之比功与做功所用时间之比 （它在数值上等于单位时间内所做的功单位时间内所做的功）2.定义：功与做功时间之比叫做功率定义：功与做功时间之比叫做功率3.公式：公式：4.
17、功率的单位：瓦特功率的单位：瓦特（W）1W1J/s 1kW103W1.物理意义：表示做功的快慢物理意义：表示做功的快慢一、功率（一、功率（power）功与功率对比功功 率符号公式单位单位符号WW=Fs焦PJ瓦WP=Wt（1J=1Nm）（1W=1J/s）workpowerJouleWatt提醒：功率的单位W与功的符号W的区别下蹲运动下蹲运动消耗的功率大约消耗的功率大约300W慢跑慢跑消耗的功率大约消耗的功率大约130W打篮球时打篮球时消耗的功率大约消耗的功率大约700W几个小数据 新宝马新宝马X5X5最大输出功率达最大输出功率达235kW235kW 韶山型电力机车韶山型电力机车输出功率为输出功率
18、为4200kW4200kW 喷气式飞机喷气式飞机 约约110000kW 110000kW 习题处理：P66例题FvtFstWPFvP 公式推导：公式推导：利用该公式讨论汽车牵引力与速度的关系。思考汽车上坡时，为什么要降低速度？补充例题：补充例题：一辆汽车发动机的功率是一辆汽车发动机的功率是50kw，在水，在水平路面上匀速行驶，若汽车的速度为平路面上匀速行驶，若汽车的速度为36km/h，求：求：（1）汽车的牵引力在）汽车的牵引力在5min内做了多少功内做了多少功?（2）这辆汽车受到的牵引力是多大）这辆汽车受到的牵引力是多大?（3）这辆汽车受到的阻力是多大）这辆汽车受到的阻力是多大?NFfNsmw
19、km/hwvPFJswptW50005000/10500003650000105.1300500007匀速运动解：利用好课后习题：（1 1）应测量的物理量；）应测量的物理量；（2 2）应选择的测量工具；）应选择的测量工具；（3 3）测量功率的依据）测量功率的依据1、选择器材，简述步骤选择器材，简述步骤2 2、数据表格：、数据表格：（1 1）用）用秤秤测出人的质量测出人的质量m m；（2 2）用）用尺尺测出人上楼的高度测出人上楼的高度h h；（3 3）用）用表表测出人上楼所用时间测出人上楼所用时间t t（4 4）根据公式）根据公式 P=W/t=Gh/t=mgh/tP=W/t=Gh/t=mgh/t
20、m/kgh/cmt/sp/w学生活动学生活动：测量人上楼的功率：测量人上楼的功率分节教学建议：第三节第三节 动能和势能动能和势能1.1.能通过实例从做功的角度描述能量。能说出能量能通过实例从做功的角度描述能量。能说出能量与做功的关系。记住能的单位。与做功的关系。记住能的单位。教学目的：2.2.能利用实例或实验初步认识动能、势能的概念，能利用实例或实验初步认识动能、势能的概念，并能运用其解释相关的现象。并能运用其解释相关的现象。3.3.能通过实验探究，了解动能、势能的大小跟哪些能通过实验探究，了解动能、势能的大小跟哪些 因素有关。因素有关。4.具有从能量的角度分析物理问题的意识。重难点分析：重点
21、：影响动能和势能大小的因素;难点：能量概念的建立及功能关系的认识 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引入新课：雪崩能量一词学生在生活中经常会听到，但能量概念却很抽象。用自然界的实例引发学生思考：它们为什么有这么大的杀伤力？从而引入能量的概念 用具体的实例引入能量的概念。它们共同之处在于能够对外做功，突出“能做功的物体具有能量”的思想，这样就把能与前面学过的功联系起来了，能量就是做功的本领。能量的概念这样处理虽然不够严谨，但符合比较学生的认知水平，便于学生从整体上理顺功和能之间的关系。2高挂在枝头的苹果1疾驰的汽车3拉伸变形的皮筋一、能一、能1物体物
22、体能够能够对外做功，就说对外做功，就说物体具有能物体具有能。注意：判断一个物体是否具有能，关键是看这个物体是否能够做功，而不是看它有没有做功 对外做功的过程就是能量释放的过程，能够对外做的功越多，物体具有的能量就越大一、能一、能1物体能够对外做功，就说物体具有能物体能够对外做功，就说物体具有能2物体能够做的功越多物体能够做的功越多，则具有的能量越则具有的能量越大大 3能的单位：焦耳（能的单位：焦耳（J）能量的分类2高挂在枝头的苹果1疾驰的汽车3拉伸变形的皮筋运动动能被举高弹性形变重力势能弹性势能机械能 从生活实例出发，展示运动的物体对外做功的物理过程，引导学生归纳、总结各实例的共同本质特征，从
23、而给出动能的定义。展示被举高的物体释放，重物可以对外做功，所以位于高处的物体具有能量，从而给出重力势能的定义。展示发生形变的网球拍、被压缩的弹簧、卷紧的发条在恢复形变时可以做功，它们都具有能量，从而给出弹性势能的定义。能量的分类探究影响动能大小的因素探究影响动能大小的因素猜想：猜想：动能的大小与什么因素有关？你动能的大小与什么因素有关？你的根据是什么？的根据是什么？可探究问题的转化：动能的大小与质量大小有什么关系？动能的动能的大小与速度大小有什么关系？大小与速度大小有什么关系？实验方法：控制变量法引导学生设计实验方案：可提供器材：利用桌上的斜面、小球、小木块来探究。引导思考的问题：a、自变量？
24、怎么变？b、因变量？实验时如何比较？c、控制变量？如何控制？探究影响动能大小的因素探究影响动能大小的因素探究：动能的大小与什么因素有关探究：动能的大小与什么因素有关速度一定，变质量速度一定，变质量质量一定，变速度质量一定，变速度同一高度同一高度(使小球初速度相同使小球初速度相同)滑下，改变小球质量滑下，改变小球质量同一小球，改变滑下高度（速度）同一小球，改变滑下高度（速度）不同不同钢球从相同高度滚下。分析：质量越大推得越远动能越大重点是设计实验要素，应注意引导学生明确测量量的转换。做功越多转换法相同高度相同速度度物体 速度一定时，质量越大，动能越大实验改进：实验改进：对比实验同时演示，现象明显
25、，直观性强，直接比较得出结论，降低学生学习的难度，减轻了学习负担。电磁铁控制会更好一些同一小球（m不变），从不同高处滚下分析：越高滚下后速度越大推得越远做功越多动能越大转换法物体质量一定时，速度越大，动能越大想想议议想想议议为什么要对机动为什么要对机动车的最高速度进车的最高速度进行限制？为什么行限制？为什么同样道路上，对同样道路上，对不同车型设定不不同车型设定不一样的最高行驶一样的最高行驶速度？速度？重力势能大小与哪些因素有关实验器材：实验器材：铁架台、滑轮、压力小桌、铁架台、滑轮、压力小桌、锯木、细线、三个质量不同锯木、细线、三个质量不同的钩码的钩码弹性势能大小与哪些因素有关弹性势能大小与哪
26、些因素有关分节教学建议：第四节第四节 机械能及其转化机械能及其转化1.知道动能、重力势能和弹性势能统称机械能。教学目的：2.能通过实验或实例，认识物体的动能和势能可 以相互转化。能解释与机械能转化有关的现象。3.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。通过水能和风能的利用知道人类如何利用机械能的转化与守恒解决实际问题。提高运用机械能转化与守恒观点分析力学问题的意识。重难点分析：重点：通过实例理解动能和势能的相互转化;难点：通过大量实例总结归纳动能和势能转化的规律激发兴趣，引发学习新课的欲望引入新课：1动能和重力势能的相互转化注意：实验时要将滚摆的侧面朝向学
27、生，以便学生观察滚摆转动的速度变化。第一遍：看热闹第一遍：看热闹第二遍：带着任务观察第二遍：带着任务观察第三遍：再观察第三遍：再观察重力做功，重力势能转化为动能克服重力做功，动能转化为重力势能；注意：单摆的细线不要太短，以便摆动时间足够长，使学生容易判断摆球运动速度的变化另外注意悬挂点的位置调整，不要使单摆与黑板摩擦，。单摆ABC黑板上标记黑板上标记初始位置初始位置1动能和重力势能的相互转化重力做功，重力势能转化为动能克服重力做功，动能转化为重力势能；课堂例题课堂例题小明骑自行车在上坡前。通常要用力猛蹬自小明骑自行车在上坡前。通常要用力猛蹬自行车，才容易上去，请你解释一下他这样做行车，才容易上
28、去，请你解释一下他这样做的道理。反过来，在下坡时，他不用力捏自的道理。反过来，在下坡时，他不用力捏自行车的车闸，而是让车子自由下坡，他这样行车的车闸，而是让车子自由下坡，他这样做会有危险吗？做会有危险吗？解析：解析：用力猛蹬车，目的是用力猛蹬车，目的是提高速度，增加动提高速度，增加动能，使更多的动能转化为重力势能，所以容易能，使更多的动能转化为重力势能，所以容易上坡。上坡。下坡时下坡时，重力势能不断转化为动能，动，重力势能不断转化为动能，动能逐渐增加，自行车的速度逐渐增大，所以很能逐渐增加，自行车的速度逐渐增大，所以很危险危险 2动能和弹性势能的相互转化“弹簧振子弹簧振子”弓的弹性势能哪里去了
29、？弹力做功，弹性势能转化为动能弹力做功，弹性势能转化为动能克服弹力做功，动能转化为弹性势能实验建议：先不透明实验建议：先不透明的演示；再用透明的的演示；再用透明的揭秘揭秘2动能和弹性势能的相互转化2动能和弹性势能的相互转化2动能和弹性势能的相互转化蹦床中涉及的能量转化问题比较复杂。教学中，根据学生情况选用。3机械能守恒如果只有动能和势能转化，机械能总和保持不变阅读：科学世界机械能=动能+势能势能 动能+从远地点向近地点运动，可想象成从高空竖直下落的物体从近地点向远地点运动，可想象成竖直向上抛的物体B D E：小球的重力势能如何变化？小球机械能是否变化？A B C：小球动能、势能的转化ABCDE
30、小球的运动分析过程克服重力做功，动能转化为重力势能；重力做功，重力势能转化为动能水能和风能的利用建议：阅读教材，查找相关资料，结合科技馆、黄皮书与蓝皮书，讨论与演讲相结合。1、水（风）能的破坏性释放造成灾害 试从能量角度分析“不尽江河滚滚流，流的都是煤和油”中的道理。2水力、风力发电科技馆黄皮书及蓝皮书881有了坚定的意志，就等于给双脚添了一对翅膀。有了坚定的意志，就等于给双脚添了一对翅膀。2一个人的价值在于他的才华，而不在他的衣饰。一个人的价值在于他的才华，而不在他的衣饰。3生活就像海洋，只有意志坚强的人，才能到达彼岸。生活就像海洋，只有意志坚强的人，才能到达彼岸。4读一切好的书，就是和许多高尚的人说话。读一切好的书，就是和许多高尚的人说话。5最聪明的人是最不愿浪费时间的人。最聪明的人是最不愿浪费时间的人。6不要因为怕被玫瑰的刺伤到你，就不敢去摘玫瑰。不要因为怕被玫瑰的刺伤到你，就不敢去摘玫瑰。7大多数人想要改造这个世界，但却罕有人想改造自己。大多数人想要改造这个世界，但却罕有人想改造自己。8命运把人抛入最低谷时，往往是人生转折的最佳期。谁命运把人抛入最低谷时，往往是人生转折的最佳期。谁若自怨自艾，必会坐失良机！若自怨自艾，必会坐失良机！
