2024-2025学年八年级物理下册 第九章 机械和功 五 探究-使用机械是否省功教案 （新版）北师大版

2024-2025学年八年级物理下册第九章机械和功五探究—使用机械是否省功教案（新版）北师大版主备人备课成员课程基本信息1.课程名称：八年级物理下册第九章机械和功五探究—使用机械是否省功

2.教学年级和班级：八年级

3.授课时间：第15周，星期三，第1课时（45分钟）

4.教学时数：1课时

备注：本节课基于北师大版教材进行设计。核心素养目标1.理解机械功的概念，掌握使用机械时的功的计算方法，培养科学探究能力；

2.分析使用机械的优势和劣势，培养批判性思维和问题解决能力；

3.通过实验探究，观察和解释使用机械是否省功的现象，培养观察能力和科学推理能力；

4.感悟科学精神，培养团队合作意识，提高沟通交流能力。学情分析八年级学生在经历了前期的物理学习后，已经具备了一定的物理知识基础，能够理解简单的物理概念和公式。然而，在机械和功这一章节，学生在知识、能力、素质方面存在以下特点：

1.知识层面：

-学生对功的概念已有初步了解，但部分学生对功的计算方法和影响因素掌握不够扎实；

-对于机械的使用，学生了解一些常见机械的名称和功能，但对其原理和效率的理解较为浅显；

-学生在之前的学习中，对力和运动的关系有了初步认识，但将这一关系应用到机械和功的计算中，可能存在一定难度。

2.能力层面：

-学生具备一定的实验操作能力，但在实验设计和数据分析方面有待提高；

-学生具备初步的问题解决能力，但在面对实际问题时，可能缺乏独立分析和思考的能力；

-学生在团队合作中，沟通交流能力有待加强，部分学生缺乏主动参与和协作的意识。

3.素质层面：

-学生具有好奇心和探索精神，对新鲜事物充满兴趣，有利于激发学习热情；

-部分学生对物理学科存在恐惧感，自信心不足，需要鼓励和引导；

-学生在道德素质方面表现良好，能够遵守实验纪律，但需加强实验过程中的责任感。

4.行为习惯：

-学生在课堂学习中，注意力较为集中，但部分学生容易受到外界干扰；

-学生在完成作业和实验报告方面，态度认真，但部分学生存在拖延现象；

-学生在课堂讨论和提问环节，表现出一定的积极性，但部分学生发言不够主动。

对课程学习的影响：

1.知识层面：学生基础知识的不扎实，可能导致在学习机械和功时，对相关概念和公式的理解存在困难，影响学习效果。

2.能力层面：学生能力方面的不足，可能使得在实验设计和数据分析时，难以达到预期效果，影响学生对课程内容的掌握。

3.素质层面：学生的好奇心和探索精神有利于激发学习兴趣，但在面对挑战时，自信心不足可能导致放弃。道德素质方面，需要加强实验责任感，以保证实验过程的安全和顺利进行。

4.行为习惯：学生在课堂学习和作业完成方面的行为习惯，将直接影响学习效果。注意力不集中、拖延现象等不良习惯，需要教师及时引导和纠正。学具准备Xxx课型新授课教法学法讲授法课时第一课时师生互动设计二次备课教学资源准备1.教材：

-确保每位学生都提前准备好八年级物理下册教材，特别是第九章机械和功的相关内容。

-提供学习指导资料，包括机械和功的基础知识总结、公式推导和应用案例。

2.辅助材料：

-准备与机械和功相关的图片，如不同类型的简单机械（杠杆、滑轮等）的示意图，以帮助学生直观理解机械的构造和原理。

-准备图表，展示机械优势（如力的大小、力的方向、移动距离等）的对比，以便学生分析使用机械的好处。

-收集和剪辑相关的教学视频，如机械工作原理的动画演示，以及使用机械的实际操作视频，增强学生的感性认识。

-设计和打印学习任务单，包括实验记录表、小组讨论问题引导、课后思考题等。

3.实验器材：

-准备实验所需的器材，如杠杆、滑轮组、测力计、刻度尺、计时器等，并确保所有器材的功能正常、安全可靠。

-检查实验器材的数量，确保每个小组都有足够的实验设备进行探究活动。

-准备实验安全用品，如防护眼镜、手套等，确保学生在实验过程中的安全。

4.教室布置：

-根据本节课的教学需求，提前将教室分成几个区域，包括实验操作区、小组讨论区、展示分享区等。

-在实验操作区，布置好实验桌，将实验器材按照小组数量进行分类摆放，并确保每个小组都能方便地取用到所需器材。

-在小组讨论区，设置舒适的座位安排，便于学生进行讨论和交流。

-在展示分享区，准备黑板、投影仪或智能白板等展示设备，以便学生能够清晰地展示实验结果和讨论成果。教学过程设计1.导入新课（5分钟）

目标：激发学生兴趣，明确学习目标。

过程：教师通过展示生活中常见的机械使用场景，如吊车搬运货物、自行车骑行等，引导学生思考机械的作用。提问学生对机械是否省力的认识，引出本节课的主题——探究使用机械是否省功。

2.知识回顾与概念讲解（10分钟）

目标：巩固学生基础知识，理解机械功的概念。

过程：教师带领学生回顾功的计算公式，讲解机械功的定义及计算方法。通过具体实例，解释使用机械时的功的转化过程。

3.实验探究（20分钟）

目标：培养学生动手操作能力，观察使用机械是否省功。

过程：将学生分组，每组进行不同的机械实验（如杠杆、滑轮组等）。学生在实验过程中，记录力的大小、移动距离等数据，计算总功和有用功，分析使用机械是否省功。

4.学生小组讨论（10分钟）

目标：培养团队合作意识，提高问题解决能力。

过程：学生根据实验数据，小组内讨论使用机械省功的原理和条件。总结各种机械的优势和劣势，探讨如何提高机械效率。

5.课堂展示与点评（15分钟）

目标：锻炼学生表达能力和批判性思维。

过程：各小组代表展示实验结果和讨论成果，其他学生认真倾听并给予评价。教师对学生的展示进行点评，总结实验中的优缺点，强调重点知识点。

6.课堂小结（5分钟）

目标：巩固本节课所学知识，提高学习效果。

过程：教师引导学生回顾本节课的主要内容，总结使用机械是否省功的原理。强调在日常生活中，如何运用物理知识提高工作效率。布置课后思考题，激发学生进一步探究的兴趣。拓展与延伸1.提供与本节课内容相关的拓展阅读材料：

-《简单机械的原理与应用》：介绍杠杆、滑轮、轮轴等简单机械的原理和实际应用案例，帮助学生更深入地理解机械的工作原理。

-《机械效率的计算与提高》：详细讲解机械效率的计算方法，以及如何通过改进机械设计、减少能量损失等途径提高机械效率。

-《生活中的物理》：收集和整理了生活中各种利用机械和功的实例，让学生认识到物理知识在生活中的重要性。

2.鼓励学生进行课后自主学习和探究：

-研究课题：引导学生选择一个感兴趣的机械，如自行车、电梯、剪刀等，研究其工作原理、机械效率以及如何优化设计。

-实践活动：鼓励学生在家中或学校实验室尝试制作一个简单的机械模型，通过实际操作感受机械的优越性和局限性。

-数据分析：提供一些关于机械效率的数据，让学生利用统计学方法分析数据，探讨机械效率与不同因素之间的关系。

-探索性问题：提出一些具有挑战性的问题，如“为什么有些机械组合在一起可以更省力？”、“如何设计一个既省力又高效的机械？”等，激发学生的思考和探究兴趣。

知识点拓展：

-简单机械的原理：深入了解杠杆原理、滑轮原理、轮轴原理等，掌握各种简单机械的优势和应用场景。

-机械效率：学习机械效率的定义，掌握计算机械效率的公式，了解提高机械效率的方法和途径。

-能量守恒定律：探讨机械工作时能量守恒定律的应用，理解有用功、额外功和总功之间的关系。

-现代机械技术：了解现代机械技术的发展趋势，如自动化、智能化、节能环保等，激发学生对未来机械发展的兴趣。作业布置与反馈作业布置：

1.基础知识巩固：

-完成教材第9章第5节后的练习题1-5题，重点复习机械功的计算方法。

-根据课堂学习，总结简单机械的原理和特点，列出至少三种常见的简单机械及其应用。

2.实践操作与应用：

-设计一个小实验，运用本节课所学的机械原理，解决一个实际问题。要求记录实验过程、数据及结论，并以报告形式提交。

-观察生活中使用机械的实例，分析其是否省功，并撰写分析报告。

3.深度思考与探究：

-阅读拓展阅读材料，结合教材内容，探讨提高机械效率的方法。

-针对课堂讨论中提出的问题，进行深入研究，形成一篇小论文，阐述自己的观点和论证过程。

作业反馈：

1.对基础知识巩固作业的批改和反馈：

-及时批改学生的练习题，对错误较多的题目进行集中讲解，帮助学生巩固知识点。

-针对学生的总结报告，指出逻辑不清、概念混淆的地方，给出改进建议。

2.对实践操作与应用作业的批改和反馈：

-检查学生的实验报告，关注实验设计的合理性、数据的准确性以及结论的正确性。

-对观察报告中的分析部分，指导学生运用物理知识进行深入剖析，提高其分析问题的能力。

3.对深度思考与探究作业的批改和反馈：

-针对小论文，评价学生的观点是否独到、论证是否充分，提出建设性的修改意见。

-鼓励学生在探究过程中积极思考，培养其批判性思维和创新能力。板书设计1.课程标题：

-探究—使用机械是否省功

2.重点知识点：

-机械功的计算公式

-简单机械的原理与优势

-机械效率的概念

-影响机械效率的因素

3.实验探究步骤：

-实验目的与器材

-实验数据记录

-实验结果分析与结论

4.结构化图示：

-机械功的转化过程图

-不同机械的效率对比图

5.关键概念解释：

-有用功：机械工作过程中实现目的的功

-额外功：机械工作过程中因摩擦、重力等因素损失的功

-总功：有用功与额外功之和

6.课堂小结：

-使用机械的省功原理

-提高机械效率的方法

7.作业布置：

-基础练习题

-实验报告

-观察与分析报告

-探究小论文

板书设计要求：

-目的明确：板书内容紧密围绕教学目标和教学内容，帮助学生理解和记忆重点知识。

-结构清晰：板书条理分明，逻辑清晰，便于学生跟随教学思路。

-简洁明了：板书简洁精炼，避免冗余信息，突出教学重点。

-准确精炼：语言准确，图表清晰，确保知识的正确传达。

-概括性强：通过结构化图示和关键概念解释，增强板书的概括性。

-艺术性与趣味性：使用不同颜色的粉笔，合理布局，增加趣味性和视觉吸引力，激发学生学习兴趣。反思改进措施-采用探究式教学方法，引导学生通过实验和小组讨论，主动探索机械是否省功的原理，培养学生的实践能力和团队合作精神。

-运用多媒体资源，如动画、视频等，直观展示机械的工作原理，增强学生的感性认识和理解。

2.存在主要问题：

-教学组织方面：部分学生参与实验和讨论的积极性不高，需要进一步激发学生的学习兴趣和主动性。

-教学方法方面：实验教学中，部分学生对实验步骤和数据处理存在困难，需要加强实验前的指导和实验后的反馈。

3.改进措施：

-针对教学组织方面的问题，增加课堂互动环节，如小组竞赛、角色扮演等，以增强学生的学习动力和参与感。

-针对教学方法方面的问题，加强实验前的讲解和示范，确保学生明确实验目的和步骤。实验后，及时批改实验报告，提供详细的反馈，帮助学生改进实验技能和数据解读能力。重点题型整理1.**计算机械功的题型**

-题目：一个重为100N的物体在水平地面上移动了10m，所需的拉力为50N，求拉力做的机械功。

-解答：机械功的计算公式为$W=F\cdots\cdot\cos(\theta)$，其中$F$是力的大小，$s$是移动距离，$\theta$是力的方向与移动方向之间的夹角。在这个问题中，拉力的方向与物体移动的方向相同，因此$\theta=0$，所以机械功$W=50N\cdot10m=500J$。

2.**分析机械效率的题型**

-题目：一个滑轮组的机械效率为60%，若输入功率为100W，求输出功率。

-解答：机械效率的计算公式为$\eta=\frac{输出功率}{输入功率}$，所以输出功率$P_{out}=\eta\cdotP_{in}=0.6\cdot100W=60W$。

3.**应用机械原理的题型**

-题目：一个杠杆的长度比为2:1，若作用在较长臂上的力为10N，求较短臂上的力。

-解答：根据杠杆原理，力与力臂的乘积相等，即$F_1\cdotL_1=F_2\cdotL_2$。在这个问题中，$L_1=2L_2$，所以$10N\cdot2L_2=F_2\cdotL_2$，解得$F_2=20N$。

4.**计算有用功和额外功的题型**

-题目：一个机器工作过程中，有用功为200J，额外功为50J，求总功。

-解答：总功是有用功和额外功的和，即$W_{总}=W_{有用}+W_{额外}=200J+50J=250J$。

5.**提高机械效率的题型**

-题目：一个滑轮组的机械效率为60%，若要