八年级物理下册第十一章功和机械能教案（新版）新人教版.doc

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1、1第十一章 功和机械能111 功【学习目标】1知道做功的两个必要因素。2知道不做功的三种情况，会判断力是否做功。3知道功的计算公式和单位，并会用功的公式进行一些简单计算。重点难点：1理解做功的两个要素，会用功的公式进行简单计算。2正确判断力对物体是否做功。学习内容一：力学中的功学习指导：阅读课本 P62、P63 的相关内容，理解做功的两个必要因素。【自学检测】1用细绳水平拉着木块在水平桌面前进时木块受到四个力的作用，拉力对木块的移动作出了贡献，摩擦力对木块移动起阻碍作用。2做功的两个必要因素是：作用在物体上的力，物体在力的方向上移动的距离。【合作探究】教师巡视督促指导对照做功的两个必要因素讨论

2、：1图 P11.12 力对物体做功的实例有什么共同特点？(画出受力方向和物体移动的方向进行分析总结)2图 P11.13 力没对物体做功的实例有什么共同特点？(画出受力方向和物体移动的方向进行分析总结)3判断下列说法的对错(对的打“” ，错的打“”)。(1)只要有力作用在物体上，力就对物体做了功。()(2)物体只要移动了距离，就做了功。()(3)物体从高处落下重力做了功。()(4)有力作用在物体上，物体又移动了距离，这个力就做了功。()(5)手提着重物在水平地面上行走，人做了功。()(6)人用力推车，但车未动，人没有做功。()【展示交流】教师掌握情况【精讲点拨】怎样判断物体是否做功：做功包含两个

3、必要因素：一个是有力作用在物体上，另一个是物体在力的方向上通过一段距离，二者缺一不可。2下面三种情况力没有对物体做功：(1)劳而无功：有力作用在物体上，但物体没有移动。如：小孩推车，车不动，推力不做功。(2)不劳无功：物体靠惯性移动一段距离，并不是受到力的作用向前运动。如：投出去的篮球在空中继续飞行。(3)直无功：力的方向与物体的运动方向垂直，力没做功，如：小明提着水桶水平移动，2拉力没有做功。【即时练习】1下面几种情况下，力做了功的是(C)A用力把杠铃举在空中不动B用力提着水桶水平匀速移动C用力在斜面上拉车前进D物体在光滑的平面上匀速移动2下列情景中，重力对小球做功的是(A)A小球从高处下落

4、B小球在地面上静止不动C小球沿水平轨道运动D小球在绳子拉力作用下在水平面内做匀速圆周运动学习内容二：功的计算学习指导：课本 P63 至 P64 文字内容和插图，熟记功的计算公式、单位及其换算。【自学检测】1力学中，把力与在力的方向上移动的距离的乘积叫做功。2在力学里计算力对物体做功的公式是 W Fs。3公式中符号表示意义：W 表示功，F 表示力，s 表示距离。4在国际单位制中，力的单位是 N，距离的单位是 m，功的单位是 Nm，它有一个专门的名称叫做焦耳，简称焦，符号是 J，1J_1_Nm。【合作探究】教师巡视指导1自学例题：要求马做的功必须知道哪两个条件？先求什么，后求什么？计算时单位化成什

5、么单位？2分析下列三种情况中做功的多少？(1)甲将一块重为 10 牛的砖从水平面搬到 10 米高的脚手架上。(2)乙将两块重为 10 牛的砖从水平面搬到 10 米高的脚手架上。(3)丙将一块重为 10 牛的砖从水平面搬到 20 米高的脚手架上。小结：作用在物体上的力越大，使物体移动的距离越大，力所做的功就越多。【展示交流】教师掌握情况【精讲点拨】1起重机将重 3103N 的楼板以 1m/s 的速度从一楼举到四楼顶(每层楼高按 3m 计算)，又将楼板水平移动了 3m，在整个过程中，起重机对楼板做的功是(D)A110 3J B910 3JC2.710 4J D3.610 4J解析：从一楼举到四楼拉

6、力克服重力向上拉，使物体在力的作用下通过的距离是12m，做功为 3.6104J，水平移动 3m 时，起重机的拉力向上，属于垂直无功。2某同学用 50N 的力将重 10N 的足球踢出去 15m 远，该同学对足球做的功是(D)A750JB150JC没有做功D做了功，但条件不足，无法确定解析：足球踢出去后靠惯性移动的 15m，这段距离该同学的踢力没有做功，足球踢出去前，脚对足球施加了力且球在力的作用下移动了一段距离，这期间踢力做功了，但是题目没给出受力移动的距离大小，所以该同学做了功，缺少条件无法计算。3【即时练习】1P64 第 1、2、3、4 题2质量为 100kg 的物体，在拉力 F 的作用下沿

7、水平地面匀速前进了 5m，物体运动时受到的摩擦力是重力的 0.05 倍，求拉力 F 做的功。( g10N/kg)【当堂练习】见训练案基础部分112 功率【学习目标】1理解功率的概念和计算公式。2会用功率的公式进行简单的计算。3学会测量功率的方法。重点难点：功率的概念和功率的计算。学习内容：功率学习指导：阅读课本 P65 至 P66 文字内容和插图，基本概念、定义用红笔做上记号，熟记功率定义及计算公式，功率单位。【自学检测】1课本中大人和小孩爬相同楼梯，他们移动的距离相等，两者做的功不相等，大人做功多，小孩做功少，如果爬楼的时间相同，大人做功快。2物理学中用功率来表示物体做功快慢，它的定义是功与

8、做功时间之比叫功率。3功率用符号_ P_表示，功用符号_ W_表示，时间用符号_ t_表示，因此功率表达式是 P W/t。4在国际单位制中，功的单位是 J，时间的单位是 s，所以功率的单位是 J/s，为了纪念英国的工程师瓦特，人们将功率的单位叫做瓦特，简称瓦，符号 W。1W1J/S，1W 的物理意义是 1s 内所做的功是 1J，常见的单位还用 kW。1kW1000W。【合作探究】教师巡视督促指导1(1)小红体重 500N，在 5s 内跑到 5m 高的楼上，则小红做了 2500J 的功。(2)小明体重 500N，在 10s 内走到 5m 高的楼上，则小明做了 2500J 的功。(3)小强体重 4

9、00N，在 10s 内跑到 6m 高的楼上，则小强做了 2400J 的功。上面三道题中：小红和小明，小红做功快，你是怎么比较出来的？做相同的功比较做功时间，做功时间少做功快。小明和小强，小明做功快，你是怎样比较出来的？相同时间比较做功的多少，相同时间做功多做功快。2学习 P60 例题。要计算起重机的功率需要知道哪几个物理量？先求什么？后求什么？计算时要注意什么问题？3在学习了功率的知识后，你怎样测算比较三位同学爬杆的功率大小？有几套方案？解析：用相同的时间爬杆，测量出各自的体重和爬上杆的高度，即可以比较功率大小；让他们都爬到同一杆顶，测量出各自的体重和爬杆用的时间，即可比较功率大小；测量出各自

10、的体重、爬杆用的时间和爬上杆的高度，算出功率进行比较。【精讲点拨】41比较物体做功快慢方法(三种)2测量比较功率方法(三种)3定义式 P 普遍适用，推导式 P Fv 求即时功率。Wt【即时练习】1下列关于功率的说法中，正确的是(B)A做功多的机械，功率一定大B做功快的机械，功率一定大C做功时间少的机械，功率一定大D功率是用做相同的功比较做功时间的方法比较做功快慢的2课后习题第 2、3、4 题分组计算，集体更正。3甲、乙两人的体重之比是 89，他们进行爬楼比赛，从一楼上到三楼所用的时间之比是 45，则两人克服重力所做的功之比是 89。两人的功率之比是 109。【当堂练习】见训练案基础部分113

11、动能和势能【学习目标】1了解能量的概念，通过实例理解动能、势能的概念。2通过探究，知道影响动能和势能大小的因素，并能解释简单的现象。3能够运用“控制变量法”进行实验设计，养成在实验中认真观察、勤于思考的习惯。重点难点：能量的概念，探究动能和势能大小影响因素分析。学习内容一：动能学习指导：阅读课本 P67 至 P68 文字内容，熟记动能概念。【自学检测】1一个物体能够做功，这个物体就具有能量，简称为能，能量的单位是焦耳(与功的单位相同)；一个物体能够做的功越多，表示这个物体的能量越大。2物体由于运动而具有的能叫做动能，一切运动的物体都具有动能。如：运动的汽车3下列物体具有动能的是(BC)A汽车停

12、靠在路边B汽车匀速前进C苹果从树上掉下【合作探究】教师巡视指导探究：物体的动能跟哪些因素有关？(以钢球撞击木块为例，让钢球从斜槽上滚下，撞击在水平桌面上木块，使木块移动了一段距离。)猜想一：动能的大小与物体的速度有关。猜想二：动能的大小与物体的质量有关。(1)研究动能大小与速度的关系时，应控制质量一定。做法：将同一钢球，先后从斜面不同高度滚下，观察钢球将木块推动的距离。木块被推动的距离越远，说明钢球对木块做的功越多，钢球的动能越大。结论：物体的动能与物体的运动速度有关，速度越大，物体的动能越大。5(2)研究动能大小与质量的关系时，应控制速度一定。做法：换用不同质量的钢球，先后从同一高度让其滚下

13、，观察钢球推动木块的距离。结论：运动物体的质量越大，动能就越大。总结：影响动能大小的因素：运动物体的速度和质量。在质量相同时，物体的速度越大，动能越大；在速度相同时，物体的质量越大，动能越大。【展示交流】教师掌握情况【精讲点拨】1在碰撞过程中，你是如何判断钢球有没有做功？试验中怎样比较动能的大小？采用的什么方法？2在研究动能大小与速度关系时为什么要用同一个铁球？在研究动能大小与质量关系时，为什么要让质量大小不同的铁球从同一高度滚下？这又采用什么方法？3下表给出了一头牛慢步行走和一名普通中学生百米赛跑时的数据。物体 质量 m(kg) 速度 v(m/s) 动能 E(J)牛 约 600 约 0.5

14、约 75中学生 约 50 约 6 约 900分析数据，可以看出，对物体动能大小影响较大的因素是速度，你这样判断的依据是从表中数据可以看出，中学生质量为牛的 1/12，速度为牛的 12 倍，动能是 900J，而牛的动能只有 75J，故速度对动能的影响较大。【即时练习】1 “十次车祸九次快，还有喝酒和超载” 。结合 P68“想想议议”知识介绍，你能从物理学的角度说明超速和超载为什么易引发交通事故吗？2P70 第 1、3 题3判断对错(1)质量大的物体动能大()(2)速度大的物体动能大()学习内容二：势能学习指导：课本 P69 文字内容和插图，基本概念、定义用红笔做上记号，熟记势能概念。【自学检测】

15、1物体由于被举高而具有的能量，叫做重力势能。2物体由于发生弹性形变而具有的能量叫做弹性势能。3势能包括重力势能和弹性势能。【合作探究】教师巡视指导一、探究：重力势能与什么因素有关？在研究物体的重力势能与哪些因素有关的实验中，三个相同的木桩被从空中静止释放的铁块撞击，陷入沙坑中的情况如图所示，在此实验中，我们是通过观察什么来比较各铁块重力势能的大小(做功多少)？答：木桩陷入的深度。若 A， B 两铁块质量相等，则两铁块下落高度的关系是 hA hB；若 A， C 两铁块下落的高度相等，则两铁块质量的关系是 mA mC；实验得出的结论是：物体重力势能的大小与物体的质量和所处的高度有关。6二、探究：弹

16、性势能与什么因素有关？用小车压水平放置的弹簧，使弹簧压缩 L 后放手，小车被反弹在水面上运动一段距离s，如图，通过实验对比，他能得到的实验结论是_。【展示交流】教师掌握情况【精讲点拨】1动能和势能的比较动能势 能重力势能 弹性势能产生原因 物体运动 物体被举高 物体发生弹性形变影响因素 物体质量：大而大运动速度：大而大 物体质量：大而大被举高度：大而大 发生弹性形变的程度：大而大2.直升飞机在空中匀速上升过程中，它的(C)A重力势能增大，动能减小B重力势能和动能增大C动能不变，重力势能增大D动能和重力势能减小分析：动能的大小跟质量和速度有关，重力势能跟质量和举的高度有关。当直升飞机在空中匀速上

17、升时，它的质量不变，速度不变，所以它的动能不变，它的高度逐渐增大，所以重力势能逐渐增大。(填“增大” “不变”或“减小”)【即时练习】1下列物体中具有重力势能的是 C、D、F、G；具有弹性势能的是 A、E、HA因挤压而变形的气球B在水平路面上飞驰的小轿车C正在下落的桩锤D停在空中不动的直升机E钟表中卷紧的发条F高山上的石头G三峡水库中的水7H被推开的弹簧门的弹簧2空中沿水平方向匀速飞行的一架飞机，正在向灾区空投物资，在空投过程中，飞机的动能和重力势能的变化情况是(B)A动能和重力势能都增大B动能和重力势能都减小C动能减小，重力势能增大D动能增大，重力势能减小3P70 第 5 题【当堂练习】见训

18、练案基础部分114 机械能及其转化【学习目标】1理解机械能的概念。2知道动能和势能之间可以相互转化和守恒定律。3能解释一些能之间转化的物理现象。重点难点：分析能量之间的转化。学习内容一：机械能及其转化学习指导：阅读课本 P71 至 P72 内容。基本概念、定义用红笔做上记号。【自学检测】1动能的大小跟物体的质量和速度有关。2重力势能的大小跟物体的质量和所处的高度有关。3动能和势能统称为机械能。4空中飞行的子弹由于速度很快具有很大的动能，又因为它处于空中，相对于地面子弹又具有重力势能。【合作探究】教师巡视督促指导一、 【演示】滚摆实验1在摆轮下降的过程中，其重力势能逐渐转化为动能。滚摆在下落过程

19、中，转动的速度和高度分别是怎样变化的？滚摆的动能和势能又是怎样变化的？释放摆轮时，摆轮在最高点处于静止状态，此时摆轮只具有重力势能，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。2滚摆在哪个位置具有的动能最大，你是如何判断出动能最大的？在哪个位置具有的重力势能最大？如何判断的？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。3仿照摆轮下降的过程分析，得出摆轮上升过程中的动能和势能的变化情况。二、 【实验】单摆实验81将摆绳一端挂在黑板上边，使单摆在黑板前，平行于黑板摆动(不接触黑板)，在黑板上记录摆球运动路线中左 A、右最高点 C 和

20、最低点 B 的位置。2分析单摆实验：小球从 A 摆到 B 的过程中是重力势能转化为动能，从 B 点摆到 C 点的过程中是动能转化为重力势能，小球在 B 点动能最大，在 A(或 C)点动能最小，小球在 A(或 C)点重力势能最大，在 B 点重力势能最小。3(接步骤 1)在黑板上记录小球由 A 到 C 再摆回到左边的最高点 A点(只让单摆运动一个来回)，比较 A、A的位置关系，发现：A、A几乎在同一高度(或小球几乎能摆回到原来高度，好像“记得”它原来的位置)，分析：小球处在 A 点和 A点时具有的机械能大小有什么关系？(因小球在 A、A时速度为零，没有动能，质量和所处的高度相等，重力势能相等，所以

21、在动能和势能转化的过程中机械能的多少几乎没有变化，即机械能是守恒的)。4让单摆多摆动几次，记录最后一次小球能摆回的高度 A。小球还能摆回到原来的高度吗？分析：因为小球除了受到重力和拉力以外，还受到空气阻力。这个力越小，小球克服空气阻力对外做功损失的能量越少(“多”或“少”)，小球摆回的高度越高，如果空气阻力为零，则小球能摆回到原来的高度，机械能的总量不会改变。5对比分析 3、4 后归纳机械能守恒定律：如果只有动能和势能相互转化，机械能的总和是不变的(守恒的)。三、课后 P74 第 2、3 两题第 2 题：乒乓球很轻，运动时受到空气阻力的影响很容易减速，怎样向地板抛乒乓球，才能使它弹跳到高于原来

22、抛球的位置？第 3 题蹦床：重物向下落的过程中，重力势能转化为动能，接触到蹦床后，动能转化为蹦床的弹性势能，向上弹起的过程中，弹性势能转化为人的动能，上升的过程中动能转化为重力势能。【展示交流】教师掌握情况【精讲点拨】1实验：“打鼻子的铁锁”中，铁锁是不会打到鼻子的，而且会离鼻子越来越远，这包含着什么道理？(铁锁运动要克服空气阻力，消耗一部分机械能，机械能总量减小，铁锁回不到原来的高度，所以不会碰到鼻子。)2阅读课文 P73 科学世界“人造地球卫星” ，然后完成下面填空：人造卫星沿椭圆形轨道围绕地球运行，离地球最近的一点叫近地点，最远的一点叫远地点，卫星在近地点时动能最大，重力势能最小，卫星在

23、远地点时动能最小，重力势能最大。卫星从近地点向远地点运动的过程当中，卫星的速度减慢，动能减小，重力势能增大；从远地点向近地点运动的过程当中，卫星的速度增大，动能增大，重力势能减小。【即时练习】1分析章首图的过山车在运动过程中的能量转化情况。2某选手在自由式滑雪比赛中运动的轨迹如图所示，如果不计空气阻力，下列说法正确的是(C)9A从 a 点向 b 点运动过程中，重力势能全部转化为动能B在 a 点和 c 点速度都为零，因此重力势能相等C从 c 点下落到 d 点过程中，重力势能转化为动能D在 a 点和 e 点都处于静止状态，因此机械能相等学习内容二：水能风能的利用学习指导：课本 P72 至 P73

24、文字内容，注意看懂插图 11.4.4 水电站剖面图。【自学检测】自然界的流水和风都具有大量的机械能。【合作探究】教师巡视指导1水能形成的原因：水的流动，我国的主要能源来自于水能，如长江三峡水力发电站。风能的形成原因：空气流动。2风能的优点：无污染，取之不尽。缺点：受自然条件限制，不稳定。【展示交流】教师掌握情况【精讲点拨】由于物体的动能大小决定于物体的质量和速度，所以水轮应安装在水的流量大，流速大的地方，请大家考虑用什么方法可以得到更多的动能？(学生讨论并回答，教师及时补充)动能和势能之间可以相互转化，要得到更大的动能，也可以应用这个道理实际上，利用水流的动能就是利用增大水的重力势能的方法。如：在河流上选择合适的地方修筑拦河坝提高上游水位，水位越高、水量越大，水具有的重力势能也越大当水流下时转化成的动能也越大。水通过进水闸门和导管流下来带动水轮机工作，从而带动发电机发电。【即时练习】下列现象中利用风能或水能做功的是(ABD)A帆船在河水中逆流航行B风筝越飞越高C用太阳灶把水烧开D木船在河中顺流而下【当堂练习】见训练案基础部分10