初中物理八年級《功和機(jī)械能》單元分析

《功和機(jī)械能》單元解析單元?dú)w納能量的轉(zhuǎn)變和守恒是自然科學(xué)的核心內(nèi)容之一，它從更深層次上反響了物質(zhì)運(yùn)動和互相作用的實(shí)質(zhì)。這部分內(nèi)容關(guān)于學(xué)生成立科學(xué)的世界觀、聯(lián)系生活實(shí)質(zhì)、形成可連續(xù)發(fā)展的意識以及進(jìn)一步學(xué)習(xí)其他科學(xué)技術(shù)，都是十分重要的。這一章主要涉及到的物理看法有機(jī)械功、機(jī)械效率、功率和動能、勢能、機(jī)械能；涉及到的物理規(guī)律有：功的原理、機(jī)械能的轉(zhuǎn)變；涉及到的技術(shù)有：機(jī)械效率、功率的實(shí)驗(yàn)研究；決定動能和勢能大小相關(guān)要素的實(shí)驗(yàn)研究。經(jīng)過本章的學(xué)習(xí)，要求使學(xué)生知道機(jī)械功和功率、機(jī)械效率看法的由來，并能從生活、生產(chǎn)的實(shí)例說明機(jī)械功、功率的意義和提高機(jī)械效率的方法，還要從實(shí)例中把做功的過程與能量轉(zhuǎn)變的過程結(jié)合起來思慮，特別是機(jī)械能的轉(zhuǎn)變與守恒的思想的確立。總之，無論是看法，還是規(guī)律，均要與生活實(shí)質(zhì)結(jié)合起來往認(rèn)識、理解、運(yùn)用，在發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的過程中提高科學(xué)研究的能力，培養(yǎng)科學(xué)素質(zhì)。課標(biāo)要求知道機(jī)械功的看法和功率的看法。能用生活、生產(chǎn)中的實(shí)力講解機(jī)械功的含義。結(jié)合實(shí)例認(rèn)識功的看法，知道做功的過程就是能量轉(zhuǎn)變或轉(zhuǎn)移的過程。能用實(shí)驗(yàn)說明物體的動能和勢能以及他們的轉(zhuǎn)變。能用實(shí)驗(yàn)說明機(jī)械能和其他形式的能的轉(zhuǎn)變。經(jīng)過實(shí)驗(yàn)認(rèn)識能量能夠從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物理，不相同形式的能量能夠互相轉(zhuǎn)變。理解機(jī)械效率。認(rèn)識機(jī)械使用的歷史發(fā)展過程。認(rèn)識機(jī)械的使用對社會發(fā)展的作用。章節(jié)解析第一節(jié)功“功”的看法是學(xué)生認(rèn)識功和能量關(guān)系的基礎(chǔ)。本節(jié)內(nèi)容有：機(jī)械功的看法、功的計(jì)算、功的原理。經(jīng)過本節(jié)的授課，要讓學(xué)生正確成立起機(jī)械功的看法，能從現(xiàn)象中歸納簡單的規(guī)律，認(rèn)識做功的兩個(gè)要素；能進(jìn)行功的簡單計(jì)算，能理解功的原理。教材第一從力與運(yùn)動的關(guān)系引出“機(jī)械功”的看法：當(dāng)物體受了力、并在力的方向上移動了一段距離時(shí)，該力對物體的作用顯示出了見效，力學(xué)里就說該力做了功。判斷“怎樣才看作功”是本節(jié)的重點(diǎn)和難點(diǎn)。教材在介紹了機(jī)械功的看法后，經(jīng)過大量事例讓學(xué)生認(rèn)識怎樣才看作功，教師還可引導(dǎo)學(xué)生利用身邊事物進(jìn)行體驗(yàn)，如舉起文具（或書包、凳子等）的過程中和文具被舉高后靜止的狀態(tài)，對兩種情況下力有沒有做功進(jìn)行體驗(yàn)和解析交流，行家動中牢記判斷做功要同時(shí)滿足的兩大概素。在成立“機(jī)械功”的看法后，教師要及時(shí)深入學(xué)生的學(xué)習(xí)難點(diǎn)，如判斷“踢出去的足球”、“冰面運(yùn)動的小車”中力有沒有做功等學(xué)生易混淆的問題，建議教師用圖片形式將它們集中顯現(xiàn)，英勇讓學(xué)生自己對問題進(jìn)行分類、再運(yùn)用看法自己解析、判斷，組織學(xué)生交流談?wù)摚處熀线m引導(dǎo)，最后提煉出對特別現(xiàn)象中力不做功的經(jīng)驗(yàn)判斷：①勞而無功、②不勞無功、③力與距離相垂直?！肮Φ挠?jì)算”，目的是要學(xué)生理解功的計(jì)算公式并能運(yùn)用。教材采用例題形式對學(xué)生的解題的書寫作了規(guī)范性要求，并經(jīng)過習(xí)題使學(xué)生落實(shí)理解做功的兩個(gè)要素：力和物體在力的方向經(jīng)過的距離?！肮Φ脑怼笔且寣W(xué)生對簡單機(jī)械能省力，可否同時(shí)能省功的問題進(jìn)行思慮和實(shí)驗(yàn)研究。這部分教師需要做好對同一物體使用機(jī)械（杠桿、滑輪）做功及用手直接做功的演示實(shí)驗(yàn)，經(jīng)過機(jī)械做功以及直接用手做功的比較，使學(xué)生理解到：“使用任何機(jī)械都不省功。”再結(jié)合大量事實(shí)進(jìn)行解析說明，使學(xué)生進(jìn)一步理解功的原理，并可合適引伸到“不能能制造出永動機(jī)”。本節(jié)的練習(xí)重點(diǎn)要落實(shí)在做功的判斷和計(jì)算上。要讓學(xué)生在練習(xí)中對重難點(diǎn)的掌握。第二節(jié)機(jī)械效率本節(jié)內(nèi)容有：適用功、額外功、總功、機(jī)械效率的看法、機(jī)械效率的計(jì)算、研究怎樣提高機(jī)械的效率、以及測量斜面的機(jī)械效率。經(jīng)過本節(jié)授課，要讓學(xué)生理解機(jī)械效率；要在實(shí)驗(yàn)研究“斜面效率”的活動中，培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、收集實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、對數(shù)據(jù)進(jìn)行解析、歸納，得出規(guī)律等能力。本節(jié)的重點(diǎn)是成立機(jī)械效率的看法，難點(diǎn)是機(jī)械效率的計(jì)算以及“實(shí)驗(yàn)研究斜面效率”。本節(jié)的授課方法有實(shí)驗(yàn)研究、談?wù)?、講解，主要以實(shí)驗(yàn)研究為主。教師可利用好教材中“搬沙”的問題情境，讓學(xué)生計(jì)算三種搬運(yùn)方式中人做功的大小，經(jīng)過數(shù)據(jù)解析的方式，自然引入關(guān)于總功、適用功、額外功的看法、以及三者間大小的關(guān)系，由此理所應(yīng)該地導(dǎo)出機(jī)械效率，幫助學(xué)生成立機(jī)械效率的看法。同時(shí)結(jié)合實(shí)質(zhì)介紹常有機(jī)械的效率，使學(xué)生加深對看法的理解，并將“效率”延伸到生活學(xué)習(xí)中的高效率。機(jī)械效率的計(jì)算是學(xué)生的一個(gè)難點(diǎn)。經(jīng)過計(jì)算能夠加深學(xué)生對機(jī)械效率的理解，教師在這部分做好例題演算很重要。教師要重視幫助學(xué)生從詳盡運(yùn)用中理解適用功和總功、以及機(jī)械效率的意義；別的，經(jīng)過例題板演，還可規(guī)范學(xué)生解答計(jì)算題的過程。實(shí)驗(yàn)研究斜面的機(jī)械效率是本節(jié)的重點(diǎn)，也是難點(diǎn)。經(jīng)過該部分的授課要培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、收集實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、從實(shí)驗(yàn)中歸納科學(xué)規(guī)律等能力。教師不能夠簡單地將實(shí)驗(yàn)理解成測量，應(yīng)讓學(xué)生熟練研究活動的詳盡流程。為此，可先讓學(xué)生猜想：影響斜面效率的要素有哪些？在必然學(xué)生的諸多猜想后，教師要以其中一個(gè)猜想作為本節(jié)的研究目標(biāo)：同一資料的斜面，當(dāng)它的傾斜程度不相同時(shí)，斜面的機(jī)械效率可否相同？在這一部分研究內(nèi)容的辦理上，教師要引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用控制變量進(jìn)行研究，引導(dǎo)學(xué)生談?wù)搶?shí)驗(yàn)方案，提出需要的器材，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟，設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)表格；爾后再供應(yīng)實(shí)驗(yàn)器材，在學(xué)生實(shí)驗(yàn)過程中教師要加強(qiáng)指導(dǎo)。當(dāng)學(xué)生用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)算出：斜面的坡度不相同、機(jī)械效率不相同時(shí)，可讓不相同組間進(jìn)行交流，對各組數(shù)據(jù)匯總、并進(jìn)行歸納，得出“斜面坡度越陡、機(jī)械效率越高”的結(jié)論后，還可提出“怎樣提高機(jī)械的效率”？“效率高低與省力情況相關(guān)嗎？”等問題讓學(xué)生談?wù)?。第三?jié)功率本節(jié)內(nèi)容《功率》是本章的一個(gè)重點(diǎn)。經(jīng)過本節(jié)的授課，要讓學(xué)生知道功率的看法，知道功率的單位及含義并能形成詳盡的觀念，會計(jì)算簡單的功率問題。功率的看法是本節(jié)的重點(diǎn)，功率的單位是本節(jié)的難點(diǎn)。本節(jié)的授課方法有談?wù)摗?shí)驗(yàn)、講解等，以談?wù)摓橹?。授課中，可先創(chuàng)立與功率相關(guān)的授課環(huán)境，促使學(xué)生自主成立出功率的看法。如可用開門見山的方式直接提出問題：相同時(shí)間內(nèi)怎樣比較不相同物體的做功快慢？不相同物體做相同的功，怎樣判斷物體的做功快慢？引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)做功快慢與功和時(shí)間的必然聯(lián)系后，進(jìn)一步提出問題讓學(xué)生思慮：“若是甲5秒鐘做功40焦，乙3小時(shí)做功7×104焦，兩者做功的大小、時(shí)間都不相同時(shí)，又怎樣比較做功的快慢？”引導(dǎo)學(xué)生聯(lián)想“用單位時(shí)間里的做功大小”來表示做功快慢，進(jìn)而模擬定義速度的方式，自然給做功快慢以定義，成立起功率的看法，并使學(xué)生在速度公式vspw的比較學(xué)習(xí)中認(rèn)識物理學(xué)某些公式的由來。和功率公式tt功率的單位是本節(jié)的難點(diǎn)，教師介紹過功率的單位后，可讓學(xué)生經(jīng)過實(shí)例使之感性化（如：1秒內(nèi)將

2個(gè)雞蛋舉高

1米的功率約為

1焦；）再經(jīng)過認(rèn)識一些動物、交通工具、機(jī)械的功率，進(jìn)一步把功率授課引入生活實(shí)質(zhì)。在功率計(jì)算的授課活動中，可先讓學(xué)生自己對教材圖示的上樓現(xiàn)象進(jìn)行功率相關(guān)例題編寫、求解，也可讓學(xué)生先自學(xué)教材例題，談?wù)撚?jì)算功率所需的條件、解題步驟后讓學(xué)生自行求解，在練習(xí)中規(guī)范學(xué)生的計(jì)算解題過程。完成上述任務(wù)后，可安排學(xué)生活動“測算自己上樓的功率”。實(shí)驗(yàn)前要讓學(xué)生思慮、討論下面幾個(gè)問題：(1)需要測量哪些量?(2)需要哪些器材？（3）測算步驟有哪些？（4）數(shù)據(jù)表格怎樣設(shè)計(jì)？經(jīng)過活動檢驗(yàn)學(xué)生對功率看法的掌握及對公式的運(yùn)用，并加深對功率的理解?；顒油瑫r(shí)也使學(xué)生具備團(tuán)隊(duì)意識、在合作學(xué)習(xí)中完成測量任務(wù)，讓每個(gè)學(xué)生獲得成功感。第四節(jié)動能和勢能本節(jié)內(nèi)容有動能、勢能的看法以及兩個(gè)實(shí)驗(yàn)研究活動：研究動能和重力勢能的大小與什么要素相關(guān)？經(jīng)過本節(jié)的授課，要讓學(xué)生初步理解動能、勢能的看法，要讓學(xué)生經(jīng)過實(shí)驗(yàn)研究的方法找出決定動能、勢能大小的相關(guān)要素。本節(jié)授課的重難點(diǎn)集中表現(xiàn)在兩個(gè)實(shí)驗(yàn)研究上：1）研究影響動能大小的要素；2）研究影響重力勢能大小的要素。教師在授課中要注意創(chuàng)立科學(xué)研究的氣氛，引導(dǎo)學(xué)生積極參加，讓他們自己得出決定動能、勢能大小的相關(guān)要素，加強(qiáng)學(xué)生的成就感。為此，教師需要成功地引導(dǎo)學(xué)生還原研究問題的情境、從問題中去設(shè)計(jì)簡潔有效的實(shí)驗(yàn)，在實(shí)驗(yàn)中去比較、去發(fā)現(xiàn)影響能量大小的要素，進(jìn)而表現(xiàn)出實(shí)驗(yàn)研究授課的價(jià)值。實(shí)驗(yàn)研究1“研究動能大小的影響要素”。教師第一要讓學(xué)生確立研究對象：運(yùn)動物體（在平面上運(yùn)動的小球）。爾后，針對研究目標(biāo)，教師要引出問題讓學(xué)生思慮，并以此打破實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中的兩個(gè)重點(diǎn)環(huán)節(jié)：第一點(diǎn)：怎樣簡單有效地胸襟運(yùn)動物體的速度大??？第二點(diǎn)：怎樣直觀比較出運(yùn)動物體的能量大小？對第一點(diǎn)，可讓學(xué)生經(jīng)過觀察小球從斜面的不相同高度滾落終究端后速度不相同的現(xiàn)象，使學(xué)生直觀感覺到“小球到達(dá)底端的速度只與高度相關(guān)”。關(guān)于第二點(diǎn)，可讓學(xué)生結(jié)合功能關(guān)系做必要的推論：運(yùn)動物體的能量能夠轉(zhuǎn)變?yōu)閷ζ渌矬w做功。讓運(yùn)動的小球去撞擊的小木塊，木塊被撞擊后，在水平面上運(yùn)動的距離越長，說明木塊戰(zhàn)勝摩擦做的功越多，也說明小球傳達(dá)給木塊的動能越大。經(jīng)“S越長－－W越多－－E越大”這一過程的解析，木塊搬動的距離就與小球的動能聯(lián)系起來。因此，運(yùn)動小球的動能大小能夠經(jīng)過觀察木塊受撞擊后的運(yùn)動距離進(jìn)行比較。在此基礎(chǔ)上可引導(dǎo)學(xué)生依照控制變量設(shè)計(jì)兩組實(shí)驗(yàn)。第一組是觀察同質(zhì)量的鋼球從不相同高度沿斜面滑下的情況，獲得質(zhì)量相同時(shí)，速度越大，物體的動能越大的結(jié)論。第二組實(shí)驗(yàn)是觀察不相同質(zhì)量的小球從同一高度滑下的情況，獲得速度相同時(shí)，質(zhì)量越大，物體的動能越大的結(jié)論。綜合解析兩組比較實(shí)驗(yàn)的結(jié)果獲得：物體的動能與物體的速度、質(zhì)量相關(guān)。實(shí)驗(yàn)研究2是研究勢能大小與哪些要素相關(guān)的活動?？墒褂媒滩牡乃枷?，讓學(xué)生做出猜想，爾后用身邊的物品如書、橡皮等進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，考據(jù)猜想。也可教師做出兩組比較實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生從中去發(fā)現(xiàn)規(guī)律。第一組實(shí)驗(yàn)，分別讓同質(zhì)量的物體從不相同高度自由下落撞擊放置在沙箱中沙表面上的小方桌，比較小方桌用鐵釘做的四條腿下陷的深度，下陷得越深，則說明重物撞擊小方桌，對小方桌做的功越多。讓不相同質(zhì)量的重物，從同一高度自由下落撞擊小方桌，小方桌下陷得越深，重物對小方桌做的功越大，重物在下落時(shí)的勢能也越大，進(jìn)而得出在高度一準(zhǔn)時(shí)，質(zhì)量越大的物體重力勢能越大的結(jié)論。綜合解析得出：物體被舉得越高，質(zhì)量越大，其重力勢能越大。這里要多舉實(shí)例，除了課本中的單擺、蹦蹦桿外，要啟示學(xué)生列舉生活中的實(shí)例來說明物體的動能、勢能，以及他們的轉(zhuǎn)變。授課中還應(yīng)該注意，位于高處的物體能夠做功，實(shí)質(zhì)是經(jīng)過位于高處的物體下落過程中，它的勢能轉(zhuǎn)變?yōu)閯幽軄韺?shí)現(xiàn)做功的，這與物體因運(yùn)動而能夠做功是不相同的。本節(jié)的實(shí)驗(yàn)研究授課，要力爭讓學(xué)生利用學(xué)過的知識去主動研究、搜尋出其中包含的科學(xué)道理，讓學(xué)生體驗(yàn)到自主研究學(xué)習(xí)的快樂，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的動力和興趣。第五節(jié)機(jī)械能及其轉(zhuǎn)變能量及其轉(zhuǎn)變是物理學(xué)的重要內(nèi)容，讓學(xué)生理解機(jī)械能的轉(zhuǎn)變，是本節(jié)的重點(diǎn)內(nèi)容。在動能和勢能的互相轉(zhuǎn)變的授課中，教師可經(jīng)過大量生動的實(shí)例引入授課，如：蹦極運(yùn)動、高臺跳水、射箭、撐桿跳高、蹦床運(yùn)動等體育項(xiàng)目，讓學(xué)生在現(xiàn)象觀察中認(rèn)識到動能與勢能能夠互相轉(zhuǎn)變。再做滾擺實(shí)驗(yàn)，啟示學(xué)生解析滾擺在運(yùn)動過程中動能、勢能的互相轉(zhuǎn)變。關(guān)于滾擺上升高度逐