第十章 机械与人
第一节 科学探究：杠杆的平衡条件 ............................................................................. 1 第二节 滑轮及其应用 ..................................................................................................... 7 第三节 做功了吗 ............................................................................................................. 9 第四节 做功的快慢 ....................................................................................................... 13 第五节 机械效率 ........................................................................................................... 17 第六节 合理利用机械能 ............................................................................................... 19
第一节 科学探究：杠杆的平衡条件
一、教学目标 【知识与技能】
1. 通过观察生活和生产劳动中的各种杠杆提取出共同的特征，并能在杠杆上确认动力、阻力、动力臂、阻力臂。
2. 能根据一定的标准对杠杆的使用、特点，以及作用效果进行分类。 3. 会应用杠杆平衡条件进行简单计算，解决有关问题。 【过程与方法】
1. 通过参与科学探究活动，能对杠杆平衡条件进行猜想与假设，并设计出实验方案，对获得的信息进行处理，得出杠杆平衡条件。 2. 通过实验，观察了解杠杆的不同类型及特点。 【情感态度与价值观】
培养学生探索杠杆在日常生活中应用的兴趣，结合我过古代劳动人民的对杠杆的研究和应用事例的介绍，激发学生对祖国古代文明的自豪感，进而唤起他们对祖国的热爱。 二、重点
1．杠杆的定义、力臂的概念。 2．科学探究杠杆平衡条件及应用。 3．杠杆的分类。 三、难点 1．力臂的确定。
2．正确利用杠杆平衡条件进行简单的计算。 四、教具准备
剪刀、木棒、钩码、天平、酒瓶、起子、扳手、螺帽、钳子、大石头、小石头、探究杠杆平衡条件的实验装置。 五、教学方法
实验法、科学探究法、讨论法 六、学法指导 观察法、概括法、 七、板书
第九章 机械与人
第一节 科学探究：杠杆的平衡条件
1、 什么叫杠杆？
在力的作用下，能绕某一固定点转动的硬棒，物理学中叫做杠杆。 2、杠杆的五要素：支点O：杠杆绕着转动的固定点。 动力F1:使杠杆转动的力. 阻力F2：阻碍杠杆转动的力.
动力臂L1：从支点到动力作用线的距离. 阻力臂L2：从支点到阻力作用线的距离. 3、杠杆的平衡条件：F1×L1＝F2×L2 或 F1／F2＝L2／L1 4、杠杆的分类：省力杠杆
费力杠杆 等臂杠杆
八、课时安排 1课时 九、教学过程 （一）引入新课
【教师】课前我已布置同学们预习本课内容，并准备一个杠杆带到课堂上展示，说出其特征及其在生活中的应用，下面请同学们踊跃上台展示、交流。 【学生】我带来的是开瓶盖的起子，现在我给大家表演如何用起子开瓶盖，起子在可开瓶盖的过程中，是在力的作用下绕着这个固定点转动的。
【学生】我带来的是扳手，扳手是用来旋螺母的，扳手也是在力的作用下绕着这个固定点转动的。
【学生】我带来的是剪刀，我发现在用剪刀剪指甲时，剪刀的两个刀片及柄也是在力的作用下绕着固定点转动的。
【学生】我带来的钳子，它在剪金属时，也是在力的作用下绕着固定点转动的。 【教师】下面请同学们观察天平，在调天平平衡时，天平的横梁是被支在刀口上的，横梁绕着刀上的支点转动。
以上展示的都是简单机械中的杠杆，它们有什么共同特点？ 【学生】都是在力的作用下，绕着某一固定点转动。
【教师】是，你们归纳得很好，杠杆属于简单机械，从今天这节课起，我们就将学习第九章简单机械，这节我们就来探究杠杆及杠杆的平衡条件。
（二）进行新课 1．认识杠杆
【教师】什么叫杠杆？
【学生】在力的作用下，能绕某一固定点转动的硬棒，物理学中叫做杠杆。（板书）
【教师】在生活和生产中，我们还能举出哪些杠杆呢？
【学生】跷跷板、用硬棒撬东西时、手握笔写字时、用扫帚扫地时、 【教师】同学们非常认真的观察生活实际，举的例子都是正确的。 2.有关杠杆的几个要素：
【教师】请同学们看老师的演示实验：如课本中用一根硬棒和一个小石块撬大石块。
作图并介绍：
◆ 支点O：杠杆绕着转动的固定点。 ◆ 动力F1:使杠杆转动的力. ◆ 阻力F2：阻碍杠杆转动的力.
◆ 动力臂L1：从支点到动力作用线的距离. ◆ 阻力臂L2：从支点到阻力作用线的距离. 3．杠杆的平衡：
【教师】当杠杆在动力和阻力的作用下静止时，我们就说杠杆平衡了， 演示实验：
【教师】对杠杆平衡，同学们想出了什么问题？或者你门想知道什么？ 【学生】想知道杠杆平衡时，动力、动力臂、阻力、阻力臂之间有什么关系？ 【学生】杠杆平衡的条件是什么？ 【教师】你门的猜想是什么？
【学生】（1）：动力＋动力臂=阻力＋阻力臂 （2）：动力－动力臂=阻力－阻力臂
（3）：动力×动力臂=阻力×阻力臂 （4）：动力÷动力臂=阻力÷阻力臂 【教师】你们准备如何制定计划与设计实验？
【学生】动力和动力臂的单位不同，不能相加减，所以（1）（2）两组是错的，我们对（3）（4）两组进行实验验证。
【教师】那现在就请同学们讨论实验：（实验原理图见教材）
【学生】在杠杆左右两边挂上不同数量的钩码，将右边的钩码重作为动力、左边的钩码重作为阻力，移动钩码位置让杠杆在水平位置平衡，动力臂、阻力臂可以直接从杠杆上的刻度读，改变钩码数目移动其挂钩的位置，使杠杆重新平衡，将数据填入下表： 实验序号 动力（F1） (L1) (F2) (L2) 【教师】（实验结束后）请同学们对实验数据进行分析，你能得出什么结论？ 【学生】杠杆平衡时，动力×动力臂=阻力×阻力臂 【学生】杠杆平衡时，动力／阻力=阻力臂／动力臂
【教师】由上面的实验探究，我们可以得出杠杆平衡条件的数学表达式：
F1×L1＝F2×L2 或 F1／F2＝L2／L1
【教师】下面请同学们对杠杆平衡条件进行评估。 4．杠杆的分类：
【教师】请同学们画出黑板上的几个图的动力、阻力、动力臂、阻力臂和支点。 在讨论的基础上，对杠杆进行分类： 【学生】进行总结：
省力杠杆（动力小于阻力，动力臂大于阻力臂） 费力杠杆（动力大于阻力，动力臂小于阻力臂） 等臂杠杆（动力等于阻力，动力臂等于阻力臂）
【学生】还可以分为：直棒杠杆、曲柄杠杆
【教师】（同学们很善于观察，能从不同的角度进行分析，很好。 【教师】我们人体中有哪些杠杆呢？ 【学生】学生回答 5．我过古代的杠杆：
【教师】请同学们举出古代的劳动人民所用的杠杆： 【学生】古人进行称量的天平 【学生】古人捣谷用的舂
【学生】汲水用的桔槔
【教师】同学们说得很好，说明同学们认真阅读了，现在我们来总结一下本节课我们学到了什么？ （三）.小结与反馈： 【学生】1、什么是杠杆？ 2、杠杆的五要素：
3、杠杆的平衡条件：F1×L1＝F2×L2 或 F1／F2＝L2／L1 4、杠杆的分类：
（四）.练习与作业：
【教师】下面请同学们完成几个练习： 1．画力臂：
【教师】你能总结一下画力臂的一般步骤吗？ 【学生】学生交流讨论后回答： 可按下述步骤画力臂： （1）首先确定支点O．
（2）画好动力作用线及阻力作用线．画的时候可用虚线将力的作用线延长． （3）再从支点O向力的作用线引垂线，画出垂足，则支点到垂足的距离就是力臂．
（4）最后用大括号勾出力臂，在旁边标上字母l1或l2，分别表示动力臂或阻力臂。
2、如图甲所示，杠杆OA处于平衡状态，在图中分别画出力F1和F2对支点O的力臂L1和L2。
3、如图所示是一个指甲刀的示意图，它由三个杠杆ABC、OBD和OED组成，用指甲刀剪指甲时，下面说法正确的是（ ）
甲
乙
A．三个杠杆都是省力杠杆 B．三个杠杆都是费力杠杆
C．ABC是省力杠杆，OBD、OED是费力杠杆 D．ABC是费力杠杆，OBD、OED是省力杠
4．如图所示，AB为一根质量不计的细棒，用绳在Ｏ处吊起，当A、B两端分别挂两个重物甲、乙时恰好平衡．若OA=0.8 m，OB=0.4 m，甲的质量为10 kg，则乙的质量为 kg．
5．下列工具中，属于省力杠杆的是 ( )
A．夹邮票用的镊子 B．理发师修剪头发用的剪刀 C．剪铁丝用的钢丝钳
6、在如图所示的实验装置中：
①实验前没有挂钩码时，发现杠杆左端下倾，应将杠杆右端螺母向_______(左或右)边旋一些，使杠杆在水平位置平衡。
②实验时只有8个相同的钩码，杠杆上每格等距，当在A点挂4个钩码时，则怎样挂钩码可以使杠杆在水平位置平衡？ (请设计两种方案)
答：①_______________________________ ②__________________________ __。
十、反思
D．钓鱼用的鱼竿
5．如图所示的杠杆中，动力的力臂用l表示，图中所画力臂正确的是（ ）
1、在杠杆平衡条件学习之后，还要训练对杠杆平衡条件的简单计算。 2、在力杠杆平衡条件学习之后，还要训练杠杆平衡条件的应用。
第二节 滑轮及其应用
设计思想
1、本节课从上节课的知识出发，由生活中的滑轮引入，从生活走进物理。 2、在学习过程中，以自主、协作的实验探究为主线，充分培养学生实验探究的能力。
3、充分发挥学生的主体地位，学生通过动手实验、交流、讨论等方式参与到教学中，真正成为课堂的主人。
4、学以致用，将所学知识与生活联系起来，从物理走向生活。 教学目标
1、认识定滑轮、动滑轮，能识别生产、生活中常见的滑轮。 2、掌握定滑轮、定滑轮的结构、特点。 3、通过观察和实验了解定滑轮和动滑轮的结构。 4、通过探究了解定滑轮和动滑轮的特点。
5、通过了解滑轮的应用，进一步认识科学技术对人类社会发展的作用。 教学重点和难点
重点：动滑轮、定滑轮的作用及特点 难点：动滑轮和定滑轮的实质 教具
1. 演示实验器材：滑轮模型1个，铁架台2个，米尺2把，绳子2根，钩码2个，单滑轮2个。
2. 学生实验器材：每组有：铁架台1个，米尺1个，钩码3只，绳子1根，单滑轮1个，弹簧测力计1个。 教学过程设计
1、播放动画，《胖子和瘦子》，指出不懂科学根据会闹出笑话。 师：ppt显示升旗仪式的图片，旗杆顶上这个周边有槽，能绕轴转动的小轮叫做滑轮。请大家说说，在生活中都见过哪些滑轮？
引导学生列举生活中常见的滑轮。
师：滑轮在生活和生产中有什么作用？它的工作原理怎样？这就是今天要学习的内容。
出示滑轮，让学生认识滑轮并知道它的构造。
师：请大家看看桌上的滑轮的构造。我们经常会看到人们用滑轮把国旗吊到高处、把货物吊到高处。那大家想想，用一根绳和一个滑轮将货物提到高处，你有什么方法？
1、学生实验：让学生探究出两种用绳和滑轮提升重物的方法，引导学生观察并归纳这两种方法里滑轮的运动有什么区别。（让学生注意定滑轮改变了力的方向）给出定、动滑轮的定义。用这两种方法提升重物有什么不同呢？
2、学生实验：
探究一：定滑轮的特点与性质
实验目的：研究使用定滑轮提升物体时，用力大小、方向、绳端移动距离与物重、物体上升距离之间的关系。（把滑轮固定在铁架台上，绳子绕过凹槽，一端悬挂钩码，一端用手拉。）
把实验数据填入表格。 巡回指导学生实验
通过实验可得到什么结论？（使用定滑轮不省力，不省距离，但能改变力的方向）并想一想使用定滑轮为什么不能省力呢？（定滑轮的本质是等臂杠杆）
引导学生用杠杆平衡条件分析定滑轮的工作原理。（改变拉力方向后，动力臂还是等于阻力臂，所以只使用定滑轮时，无论拉力方向怎么样，F=G）
探究二：动滑轮的特点与性质
实验目的：研究用动滑轮竖直向上提升物体时，用力大小、移动距离与物重、物体上升之间的关系。（绳的一端固定在铁架台上，另一端绕过动滑轮）
把实验数据填入表格。 巡回指导学生实验 通过实验可得到什么结论？
引导学生用杠杆平衡条件分析动滑轮的工作原理。（问：动滑轮在使用时，杠杆的支点是A点还是O点？动滑轮相当于一个动力臂二倍于阻力臂的省力杠杆。根据杠杆平衡原理，拉力与物重的关系是F(G物+G滑轮G绳f)/2。）
板书推导：
FL11F2L2(G物+G滑轮+G绳+f）RF2R F(G物+G滑轮+G绳+f）/2提醒学生注意：拉力方向与重物上升方向关系。
那么如果既要省力又想改变力的作用方向应当采用什么方法呢？（把定滑轮和动滑轮组合起来使用，这就是下节课要学习的滑轮组） 小结
作业布置：
1.课后阅读教材。 2.书面完成课本作业。
第三节 做功了吗
【教学目标】
（一）知识与能力:
1、知道什么是机械功并认识做功的两个必要因素。
2、理解功的计算公式及功的单位并初步学会应用功的公式进行计算。 3、培养学生应用知识解决问题的能力。 （二）过程与方法:
列举日常生活、生产劳动中的一些事例, 通过实验并结合图示的方式呈现课程内容,让学生经历和体验用乘积的方法建立功的概念的过程，从而培养学生对具体问题的分析、概括能力。
（三）情感态度与价值观：
通过对功的学习，让学生确立劳动人民创造历史的情感，认识物理科学不完全是少数科学家的贡献，其中有许多东西都属于广大劳动人民在生产劳动实践中经验的积累。 【教学重点】
理解做功的两个必要因素，能利用功的公式进行简单的计算。 【教学难点】
怎样才算做功。 【教法与学法】
教法：讲授法 指导讨论法 学法：问题讨论法 理论探究法 【教学媒体】课 件 【教学过程】
一．新课引入
出示“董存瑞舍身炸碉堡”的图片：同学们认识图片上这位战斗英雄吗？他就是家喻户晓的战斗英雄董存瑞，在战斗的关键时刻，董存瑞手举炸药包，点燃导火索，“轰”的一声巨响……董存瑞用自己年轻的生命换来了我们幸福的今天，他是人民的功臣。可是从某种意义上说，董存瑞手举炸药包时却是“劳而无
功”，这是为什么呢？那么怎样才算“做功”？ 在物理学上“做功”的含义是什么？怎样计算做功的多少？这节课我们就一起来探讨这些问题。请同学们翻开课本162页，第三节做功了吗。
二．探索新知
学点一：什么是机械功
1．问题：我们所学的简单机械有哪些？请说说它们的优点和缺点。 学生回答：省力的费距离，费力的省距离。
那么力和距离之间到底存在着什么样的关系呢？为了评价机械的功效，机械师们提出了“功”的概念，后来这一概念被引入到物理学中。
2．出示动滑轮提升重物的图片，探究机械功
问题：图中拉力F等于多少？拉力F上升的距离是多少？
如果把拉力F与上升距离S相乘，正好等于物重G与物体上升高度h的乘积，即Fs=Gh。后来又发现使用其他机械也是如此。于是人们开始认识到，力和物体在力的方向上移动距离的乘积，是一个有意义的物理量。
板书：机械功：物理学中把力和物体在力的方向上移动距离的乘积叫做机械功，简称功。
学点二：怎样才算做功
1．出示课件:某工人起吊重物，起重机起吊重物对重物有向上的拉力，重物在拉力F的作用下升高一段距离s。
2．出示图片:分析推力对小车做功, 推力对小车向右的推力，小车在推力F的作用向右移动一段距离s。
3 ．提问：请同学们归纳一下，前面两个实例有什么共同点？（引导启发） 共同点——有作用力，在力的方向上通过一定距离。
归纳：通过以上总结，我们应建立这样一个认识：物体在力的作用下，在力的方向上通过一段距离s，那么力对物体就做了功，不管是在水平方向，还是在竖直方向上，不管施加力的物体是人还是机械。
４．出示图片: 起重机和直升飞机吊起重物都是做功的实例，让学生分析判断起重机和直升飞机是否重物对做功？
５．提问：做功到底由什么因素决定？请同学们归纳一下．
小结：由以上分析可知，不管是在水平方向，还是在竖直方向，功都由作用在物体上的力和物体在力的方向上通过的距离这二个必要因素决定的。
[板书]做功的两个必要因素：1.作用在物体上的力
2.物体在力的方向上通过的距离
出示课件:关于不做功的三种情况,让学生根据做功的两个必要因素判断,并分析归纳结论.
[出示课件]出示不做功的三种情况，下面的同学判断．
讲述：根据以上的一些例子我们一起来归纳一下三种不做功的情况。 [出示课件]
Ａ.物体虽然受力，但没有在力的方向上移动距离（F≠0 S=0）——劳而无功
Ｂ.物体虽然移动了距离，但在运动方向上没有受到力（F=0 S≠0）——不劳无功
Ｃ.物体受力方向与物体移动距离的方向垂直（F≠0 S≠0 F⊥s）——垂直无功
小结：所以物理学中的“做功”与日常生活中的“工作”不完全一样，平常我们所说的“工作”是对一切消耗体力和脑力劳动的总称。“做功”比“工作”的涵义要狭窄且严格得多。譬如一个人在水平地面担了一天水，他当然是工作了，但从物理学角度来说，他基本上没有对水做功。
设问：现在你能解释董存瑞手举炸药包时为什么说劳而无功了吗？ 董存瑞对炸药包施加了竖直向上的举力，而炸药包没有在竖直向上的方向上通过距离。所以说他劳而无功。
学点三：怎样计算功 1.功的计算公式和单位
[出示课件]甲、乙、丙三幅图，引导学生分析物体做功多少由哪些因素决定？ 归纳：从以上分析可知，在通过相同的距离时，作用在物体上的力越大，做功越多；作用在物体上的力相等时，物体在力的方向上通过的距离越大，则做功越多。在物理学中规定：
板书：1.功的大小：功等于力和物体在力的方向上通过的距离的乘积。 2.计算公式：功 = 力×距离 ，即W = Fs（功的定义式） 3.单位：焦耳（1焦=1牛·米） [出示例题]
例：一台拖拉机耕地时，牵引力是28500牛，前进了1000分米，此拖拉机牵引力做了多少功？
解：根据W = Fs=28500 N×100 m=2.85 ×106 J 答：此拖拉机牵引力做了2.85 ×10 J功 巩固新知
1、起重机把重为1 000牛的货物竖直提高2米后，又沿水平方向移动1米．起重机钢绳拉力做的功？( )
A、1 000焦耳 Ｂ．2 000焦耳 Ｃ．3 000焦耳 Ｄ．不能确定 2、下列情况中,力对物体做了功的是（ ）
A.用力举着重物在空中不动 B.手提重物在水平面上匀速运动 C.冰块在光滑的水平冰面上匀速运动 D.用力把木箱搬起来
6
3、一个重1 000 N的车，在100 N水平推力作用下前进20 m。当推力撤掉后,车由于惯性又继续前进了5 m。求推力做的功？( )
A.20 000J B.2 500J C.2 000J D.0J 四．畅谈收获
这节课我们学习功的概念。物理学中的功是由力和物体在力的方向上通过的距离两个因素决定的，缺一不可。尤其要注意这里的距离必须是在力的方向上，移动的距离跟力的方向垂直时不做功的。功W= Fs是必须要掌握的计算公式，只有掌握得好，记得牢，应用才能得心应手。功的专用单位是焦。 布置作业：
课外研究活动 附：研究活动课题：
（1）方法：测自己上楼时做的功及所用时间。
（2）记录数据：记下自己的体重G及从地面到楼面的距离h（二楼）。从地面到楼面所做的功W=Fs=Gh共做两次，一次是正常步行上楼，记下所用的时间t1,另一次用较快的速度跑上去，记下时间t2。
（3）讨论以下两个问题，准备下节课汇报： ①你在两次登楼过程中所做的功是否相等？
②在前后两次登楼过程中1秒内所做的功是否相等？人有什么感觉？ 板书设计
第九章第三节 做功了吗
一.机械功：物理学中把力和物体在力的方向上移动距离的乘积叫做机械功，简称功。
二.怎样才算做功
1.做功的两个必要因素：作用在物体上的力； 物体在力的方向上通过的距离。
2.不做功的三种情况：①F≠0 , s=0——劳而无功 ②F=0 , s≠0——不劳无功 ③F≠0 , s≠0且F⊥s——垂直无功 三.怎样计算功
1物理学中规定：功等于力跟物体在力的方向上通过的距离的乘积。 2公式：W=Fs (F=W/s, s=W/F)
3单位：焦耳，简称：焦，符号：J。1焦耳=1牛顿·米。
第四节 做功的快慢
【教学目标】
知识与技能：
1、知道功率的概念，能用比较的方法得出功率的概念。 2、知道功率单位的含义并能形成具体的观念。 3、会计算简单的功率问题
过程与方法：通过功率的概念的教学，使学生体验概念类比的研究方法。 情感态度与价值观：
培养学生严谨的科学研究态度。 【教学重点】
功率的概念、意义及计算。 【教学难点】
功率的概念和有关计算。 【教学准备】
实验器材：弹簧测力计、刻度尺、秒表。 【教学方法】
实验法、比较法、讨论法。 【学法指导】
观察法、讨论法、比较法、实验探究法、练习法、阅读法。 【板书设计】 §9.4做功的快慢 一、怎样比较做功的快慢
两种方法：相同时间比做功的多少和做功相同时比所用时间。 二、功率和测算功率的方法
1、物理学中用功率来表示物体做功的快慢. 2、功率的定义：单位时间内做的功。 3、功率的计算公式：P=W / t 。
4、功率的单位：瓦（W）; 常用单位还有千瓦（kW）。 １kＷ＝1000Ｗ １Ｗ＝１J/s，表示某物体在１ｓ内做了１Ｊ的功。 5、注意：
（1）在公式Ｐ＝W／t中，Ｗ、ｔ的单位必须是国际单位即Ｊ、ｓ； （2）要计算功率必须知道功和做功的时间。
6、测算功率的方法:测量出所做的功W和做功的时间t,然后用Ｐ＝W／t计算出来.
7、例题
例1：起重机以0.1ｍ/ｓ的速度，将一重为4000Ｎ的重物匀速提高5ｍ，起重机做功的功率是多少kW？
例2：汽车在水平公路上做匀速直线运动，功率为22050W不变，当牵引力是8820N时，它的速度最大是多少？当牵引力是2205N，速度是5m/s时，它的实际功率是多少？ 【教学过程】 〔新课引入〕 提问：
1、什么是机械功？怎样才算做功？ 2、怎样计算功？
3、如何比较物体运动快慢？物理学中用什么量表示物体运动快慢？速度是如何定义的？
4、一建筑工地上要把500块砖送到楼顶，用定滑轮往上送，一次运50块，共花了120min，而用起重机运送1次就可运完，只要2min就可以了，已知每块砖重35N，楼高20m。试求定滑轮和起重机各做了多少功？ 学生解答：定滑轮做的功：共做ｎ＝500／50＝10次， Ｗ１＝ｎGh＝10×35N×50×20ｍ＝3.5×10５Ｊ
起重机做的功：Ｗ2＝Gh＝35N×500×20ｍ＝3.5×10５Ｊ
学生回答后，教师及时表扬做得既准确又快的学生，鼓励较慢的学生。并讲述：从前面的计算我们可以看到做功不仅有多少的问题，还有一个快慢的问题。 教师指导观察课本P165图9-26中a、b两个人做功的多少和做功所用的时间，进而再比较两人做功的快慢，并指出比较的方法，指定学生回答后，再指导学生观察图9-27中a、b两人做功的多少和做功所用的时间，进而再比较两人做功的快慢，并指出比较的方法，指定学生回答。
教师归纳：和比较物体运动快慢一样，比较物体做功快慢有两种方法：相同时间比做功的多少和做功相同时比所用时间。
无论是人做功还是机械做功，都有做功快慢的问题，这节课我们就来探究做功的快慢。
1、怎样比较做功的快慢
师：如何比较做功的快慢？方法有几种？
生：比较做功的快慢方法有两种，相同时间比做功的多少和做功相同时比所用时间。
[板书]比较做功快慢的两种方法：相同时间比做功的多少和做功相同时比所用时间。
2、功率和测算功率的方法
师：为了比较物体运动快慢，我们引入了速度的概念，为了比较物体做功的快慢，我们引入功率的概念.
[板书]物理学中用功率来表示物体做功的快慢。 对比速度的概念，我们如何定义功率这个概念呢？ 生：把单位时间内做的功定义为功率。 [板书]功率的定义：单位时间内做的功。
师：如果用P表示功率，对比速度的计算公式，功率的计算公式应该是怎样的呢？
生：P = W / t 。
[板书]功率的计算公式：P = W / t 。 师：根据公式，功率的单位是什么？ 生：J/s。
师：在国际单位制中，功率的单位是由功和时间的单位复合而成的，就是J/s，后人为了纪念英国物理学家瓦特对物理学的贡献，用他的名字来作为功率的单位，简称瓦，符号W。
常用单位还有千瓦（kW）。１kＷ＝1000Ｗ
优秀运动员长时间运动的功率70W表示该运动员在1ｓ内做了70J的功。让学生计算前面的定滑轮和起重机搬运砖块的功率。 Ｐ１＝Ｗ１／ｔ１＝48.6Ｗ Ｐ2＝Ｗ2／ｔ2＝3000Ｗ
由计算我们可以看出起重机的功率大，即起重机做功比定滑轮快。 [反馈练习]：
1、单位换算3×10３Ｗ＝ Ｗ＝ Ｊ／ｓ。
2、一台加强的功率是4×10３Ｗ，表示的意义是 ． 3、下列说法中正确的是（ ）
A、做功多的机器，功率就一定大 B、功率大的机器，做功就一定多
C、完成相同的功，耗时多的机器功率大 D、功率大的机器做功快 4、（1）挖掘机在1min内做了7.2×106J的功，求挖掘机的功率？ （2）人在3S内做功150J，求人的功率？
请基础不同层次的学生到黑板上演算，然后根据学生答题情况强调应用公式进行有关功率计算的一些注意问题。并充分肯定基础一般的同学取得的成绩，激励基础不好的学生的学习兴趣。 注意：
（1）在公式Ｐ＝W／t中，Ｗ、ｔ的单位必须是国际单位即Ｊ、ｓ； （2）要计算功率必须知道功和做功的时间。
教师指导学生阅读P166表格，了解一些动物和交通工具的功率，指导学生读出这个表格。
在1s内将两个鸡蛋举高1m，做功的功率约为1W，
学生从一楼走到二楼的时间花了30S，通过简单计算可得这个同学上楼的功率约为60W。
学生设计：怎样测算出我从地面上将一木块匀速拿到桌面上的功率？需要测出哪些量？需要哪些测量工具？如何计算？ 学生讨论，然后教师指名回答。 3、例题
例1：起重机以0.1ｍ/ｓ的速度，将一重为4000Ｎ的重物匀速提高5ｍ，起重机做功的功率是多少kW？
学生练习，让一学生到黑板上解答，教师讲评。
分析：根据G＝4000N，h＝5ｍ，求出起重机克服物体受的重力做的功 Ｗ＝Ｇｈ，根据ｖ＝0.1m/s，h＝5ｍ，求出做功的时间ｔ＝ｈ／v，再根据 Ｐ＝Ｗ／ｔ，求出起重机做功的功率。 解答：Ｗ＝Ｇｈ＝4000Ｎ×5ｍ＝20000Ｊ ｔ＝h/t＝5ｍ／0.1m/s＝50ｓ
Ｐ＝W/t＝20000Ｊ／ 50ｓ＝400W＝0.4kW
例2：汽车在水平公路上做匀速直线运动，功率为22050W不变，当牵引力是8820N时，它的速度最大是多少？当牵引力是2205N，速度是5m/s时，它的实际功率是多少？
分析：汽车在水平公路上做匀速直线运动，在时间t内通过的路程为s，其速度为v，根据P=W / t=(Fs) / t=Fv，可得v=P / F，在汽车输出功率一定时，其速度与牵引力成反比，牵引力增大，速度将减小，将已知数据代入即可求出汽车的最大速度；当汽车的牵引力改变，速度改变时，它的实际功率也将发生改变，将已知数据代入即可求出P = Fv，即可求出汽车的实际功率。 已知：P１=22050W F１=8820N F2=2205N v2=5m/s 求：ｖ１=？ P2=？
解：由P = W / t =(Fs)/t = Fv 得 v１＝Ｐ１／Ｆ１＝22050Ｗ／8820N＝2.4m/s P2 = F2?v2 = 2205N×5m/s = 11025W
师：同学们可能在生活中还接触到一些电器的功率，那是电功率，在以后将继续学习，请同学们阅读课本P166信息窗。
〔新课小结〕
师：通过这节课的学习，你学到了什么？
生：知道了物理学中用功率表示做功的快慢，物体在单位时间内所做的功叫
功率，功率的计算公式和单位。
生：我们还学到了比较物体做功快慢的两种方法。 教师对学生的回答给予表扬和肯定，并加以复述。 课外活动：
1、测算自己爬楼的功率（需要几个同学合作配合）。
2、课外调查：汽车上有速度计，观察汽车在平路上行驶的速度和上坡时的行驶速度有什么变化，并分析其原因。
3、估算大吊车或挖土机的功率，并与吊车、挖土机铭牌上的功率进行，看看自己的估测能力达到什么水平。
第五节 机械效率
教学目标:
（一）知识与技能目标:
1．能结合实例认识有用功、额外功和总功； 2．理解机械效率的概念、会计算机械效率。 （二）过程与方法目标：
1．通过实验体验、数据分析，加深对有用功、额外功、总功的理解，培养学生设计实验方案、分析实验数据、归纳实验结论的科学素养。
（三）情感、态度与价值观目标：
1．在学习过程中培养发现问题、提出问题、解决问题的能力； 2．培养探索自然现象和日常生活中的物理知识的兴趣； 3．密切联系实际，提高科学技术应用于日常生活的科学态度。 教学重点：理解机械效率概念、通过实验探究发现提高机械效率的方法 教学难点：设计实验方案、分析实验数据、归纳实验结论 教学方法：讨论、实验探究 教学资源:
1．三组探究滑轮组机械效率的器材：滑轮（三个，有一个较重）、钩码（200g两个）、细绳、弹簧测力计、铁架台、刻度尺
2．三组探究斜面机械效率的器材：斜面、垫木、毛巾、重物、弹簧测力计、刻度尺、
3．多媒体课件
4．学生在学习过程中出现或发现的问题
教学内容：
一、有用功、额外功、总功、机械效率概念的理解与计算：
1．引入：我国的许多农村都没有自来水，人们为了食用水，要从井中打水，如图示。在这个从井中提水上来的过程中，人们对哪些物体做了功？（学生回答）这些功都是人们希望做的吗？对谁做的功才是有用的呢？
2．幻灯片协助展示：W有用：对人们有用的功； 对桶、对绳不做功行吗？
W额外：对人们没有用但又不得不做的功； W总：有用功和额外功的总和。
3．设G水＝200N G桶＝20N，忽略绳重，水桶被提升的高度为h=5m，求以上三功。
4．讨论：人们对物体做功时，希望额外功多还是少？
5．为了反映有用功在总功中所占的比例，物理学中引入了机械效率这个物理量。
W有 6．幻灯片展示：
W有W总W7．计算机械效率。 有W额二、探究提高机械效率的方法：
（一）引入：
1．幻灯片展示一些机械的效率。选某一机械的效率提问：有用功占总功的______%。
2．在实际生活生产中，提高机械效率，是有着重要的经济意义的。那么，如何提高机械效率，这就是接下来我们要重点探讨的问题了。
3．回顾机械效率的计算表达式，想要提高机械效率，我们必须考虑其影响因素，据此式，同学们谈提高机械效率的方法。
4．具体机械有着具体的方法。滑轮组和斜面是人们经常用到的两种简单机械，下面，我们就来探究提高它们机械效率的具体方法。
（二）实验探究提高滑轮组和斜面机械效率的方法： 1．给出滑轮组的组装图，问： （1）理论回顾；
（2）我们需先明确有用功和额外功； （3）总功怎么测？
（4）采取哪些措施可能可以提高机械效率？ 2．给出斜面的组装图，问与上同样的问题。 3．同学们分组动手实验，测量机械效率。记录实验数据，计算机械效率，分析实验数据，得出实验结论，老师巡视指导。
4．学生展示实验数据，得出实验结论。 （三）实验结论总结：
1．提高滑轮组机械效率的方法：增加被提升物体的重量、使用较轻的动滑轮、设法减小绳和轮之间的摩擦。
2．提高斜面机械效率的方法：减小斜面的粗糙程度、增加斜面的倾斜程度。 （四）实验结论延伸：
1．综合各种机械，额外功主要来自于哪些方面：克服机械自身重力做功；克服摩擦做功。
2．提高各种机械的效率的常用方法：（1）改进结构，使它更合理、更轻巧； （2）注意保养、定时润滑、使机械运转良好。
3．不同机械可能还有其他不同的方法。（具体问题具体分析） 三、本节总结：（通过这节课的学习，你有何收获？）
1．有用功、额外功、总功、机械效率的理解与计算； 2．滑轮组、斜面额外功的来源； 3．如何测量滑轮组、斜面的机械效率； 4．提高机械效率的方法。
5．在实验设计、数据分析、归纳结论上得到了培养。 四、课堂练习：
为了将某一重物提升一定高度，不同的人根据不同条件可以采用不同的机械，下列机械中，一般情况下，机械效率最高的是 （ ）
A. 定滑轮 B. 动滑轮 C. 滑轮组 D. 斜面 五、课后延伸：为什么增加斜面的倾斜程度，可以提高斜面的机械效率？
第六节 合理利用机械能
教学目标
知识与技能
⑴知道动能势能的概念。
⑵在探究实验中理解影响动能势能的因素。 ⑶在用能量的初步知识理解分析简单的实际问题。 过程与方法⑴通过观察认识动能势能的存在。 ⑵通过归纳概括得到动能势能的概念。
⑶在讨论探究实验中总结影响动能势能的因素。 情感态度与价值观
通过探究实验和合作学习，培养学生严谨的科学态度、敢于探索创新的科学精神及交流合作的团队意识。 教学准备：课件、铁球等 教学设计
首先请同学们欣赏一段录像（有关能源的片断）.看罢录像，请同学谈感受。观察思考。谈感受。
引入课题组织学生展示。引导学生竞争,尽力列举出所熟悉的能量形式。引领学生进一步了解常见的能量形式。展示有关“能源”的资料.小组讨论：举出学生所认识的能量。 新课学习
1、了解能量
课件展示：流动的水冲断桥梁、转动的风车带动了发电机运转、运动的汽车撞翻了木箱、飞来的子弹穿过靶心。从能的角度归纳录像物体所具有共特征:物体都在运动中,都在对外做功。
物体由于运动而具有的能叫动能。 2、动能概念
出示：城市街道上车辆 的最高行驶速度表。提问：为什么要对机动车的行驶速度进行限制?引导学生理清实验顺序及注意事项。提问：让不同质量的铁块球在斜面上下滑时应注意什么?让相同质量的铁块球沿斜面下滑时应注意什么?相同质量的铁块球如何沿斜面下滑?为准确解释以上问题。组织学生合作探究动能的大小与什么因素有关,可参考书中14.1—2实验，也可自行设计研究。让小组汇报探究结果并解释车辆限速问题。追问：公路上行驶的大货车什么样的货车的动能大?强调科学的研究方法——控制变量法：
利用背景材料,分析质量与速度谁对物体的动能影响大。指导学生读书,自主设计实验并总结,小组交流收获。
教师阐明弹性形变的概念。设疑：静止高山顶的一块大石头是否具有重力势能？引导学生理解被举高的物体具有重力势能，但未对外做功表现出来。组织学生阅读课后习题,自选解答：
引导学生谈收获,并找出对于本课的知识存在的疑问。 看图表.学生猜想、讨论课文、讨论实验步骤。
学生分析. 答：不同质量的铁球在同一高度下滑,保持相同高度的实验前提。回答：相同质量的铁球从斜面的不同高度下滑,从而研究动能与速度的关系。分组实验、讨论、归纳：质量相同的物体,运动的速度越大,它的动能越大；运动速度相同的
物体,质量越大,动能越大。汇报研究结果。回答“汽车限速”问题。讨论回答。>思考讨论：速度对动能的影响大。阅读课文小组探究,展示实验及讨论成果,归纳：物体由于被高举而具有的能量叫重力势能；物体由于弹性形变而具有的能量叫弹性势能。影响重力势能的因有物体的质量和高度；影响弹性势能的因素有物体的弹性形变。能量的单位都是焦(J)。学生思考。解答课后习题。总结回答。
3.影响动能大小的因素
4.势能的概念及影响势能大小的因素。
能量转化内容的学习是建立在对决定动能和势能大小因素的理解的基础上的。用知识结构的形式板书动能和势能，势能和弹性势能。
教师举起一个小球以此提误问学生，被举高的小球是否具有能量？ 提出疑问激发学生 的学习兴趣，培养他们思考问题的学习习惯。教师释放手中的小球，学生观察过程中小球的运动情况，尤其是小球在上升和下落过程高度和速度的变化情况。
学生观察演示实验，并进一步思考刚才提出的问题。请个别学生进行分析。从最常见最简单的生活中的现象出发，既能体现出“生活中处处有物理”的理念，又能引起学生的学习兴趣。
引导学生说出在小球下落的过程中，小球的速度越来越快即动能越来越大，从而进一步提问：“增加的动能从何而来呢？”初步引入能量转化的概念。
学生在教师的引导下，进行思考，初步形成“能量转化”的意识。 进一步设疑，并进行引导，培养学生思考问题的能力，并养成通过观察实验现象，思考当中所包含的物理内涵的良好的习惯。
三、想想做做
①学生分组做滚摆实验，观察实验现象并思考其中的动能和势能是如何变化的。学生完成实验后，对个别学生进行提问。
②播放课件：书本92面图14.2—2中三个动能和势能相互转化的例子，让学生通过小组讨论尝试回答。
③让学生列举一些生活中常见的能量转化的过程（如机械钟表、单摆等）。演示乒乓球下落后弹起，教师一边演示一边引导学生分析各个过程中的能量转化情况。
④教师用自制的弓箭演示射箭的情形，学生观察实验现象，思考当中的能量转化。学生自己动手做实验，并观察实验现象。个别学生分析滚摆在不同阶段的动能和势能的变化情况。学生通过对实验现象的观察，分小组进行分析讨论得出答案。通过学生自己列举生活当中的例子，进一步熟悉能量的转化的概念，加深学生对能量转化的理解。学生观察实验，思考教师提出的问题。引起学生的兴趣。 培养学生的动手能力和与他人协作的精神。教师巡堂及时反馈学生实验中的问题。加深学生对能量转化的认识，进一步巩固动能和势能之间可以相互转化的
观点。让学生通过与同学讨论共同解决问题，培养与他人沟通、团结合作的能力。教师点评学生答案。广泛联系实际。通过生活中常见的例子加深学生的感性认识达到巩固认识的目的。
教师充分调动学生的主观能动性，体现出学生才是学习的主人翁，激发学生的学生热情
四、机械能
①总结动能和势能之间可以相互转化。
②引导出机械能的定义。我们已经知道动能和势能之间能相互转化，我们把它们合起来给个名称——机械能，我们这节课学习的就是机械能以及它的能量转化，提出：机械能转化时有什么特点呢？
学生通过总结以上的各种例子，得出：动能和重力势能之间可以相互转化。 学生领会“机械能”的含义。
利用自制的与生活更贴近的教具，引起学生强烈的关注，进一步强化学生效果，体现出“从生活走向物理”的教育理念。 板书：能量的转化
从能量的转化自然过度到机械能的含义，学生比较易于接受。 五、机械能守恒的规律学生分组做课本92页想想做做，教师提出问题：为什么锁打不到鼻子上呢？也就是说锁到达不了原来的高度了。那是否说在能量的转换过程中势能减少了？如果是，为什么会出现这种情况？提示学生思考过程中是否还有其他能量的转化。鼓励学生假想如果没有摩擦力又会怎样？从而引导出能量守恒的规律。
强调现实情况下摩擦总是存在的，但为研究问题的方便，当其影响小的时候我们可以忽略不计，认为能量是守恒的。先阅读书本，分组做实验，并思考和小组讨论书本中的问题。一部分学生在教师的引导下，能够说出系绳的地方有摩擦力。一部分学生能大胆猜想：只有动能和势能相互转化的时候，能量的总和应该不变的。学生对能量守恒的前提进行理解掌握。
引入对“能量守恒的探究。教师给予适当的引导。培养学生严谨的思维，从实验现象分析出物理规律的科学态度。鼓励学生敢于进行猜想，从而顺利过渡到理解状态。板书：只有动能和势能转化的时候能量是守恒的。 既培养学生实事求是的科学态度，又使他们懂得忽略一些问题影响极小的因素来处理问题的方法。
评测与小结
①课堂5min测评。 ②请学生小结本节内容。学生谈自己本节课的收获。培养学生的阅读能力和自学能力。 布置作业
课本“动手动脑学物理”1、3、4。教师讲评练习，巩固本节所学习的内容。
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