3．情感、态度与价值观目标

　　 ●关注生产、生活中各种机械的机械效率，具有用机械效率来评价机械的意 识．通过探究活动，进行充分的交流与合作，培养学生严谨求实的科学态度和团结协作的科学精神．

教学重点与难点

重点：能结合实例认识什么是有用功、额外功和总功；理解机械效率的概念，会利用公式7)＝W_有／W_总进行有关计算．

难点：会分析影响机械效率大小的因素，指出提高机械效率的方法．

教学课时：1时

教学过程：

引入新课

2．过程与方法

　　 ●经历测量斜面的机械效率的过程．通过参与探究斜面的机械效率的活动，学习拟定简单的科学探究计划和实验方案．

动能--势能

势能--动能

第四节　 机械效率

教学目标

1．知识与技能

　　 ●知道有用功、额外功、总功的含义，指出它们之间的关系．

　　 ●能结合实例认识什么是有用功、额外功、总功．理解机械效率的概念，知道机械效率小于1及没有单位的原因．

　　 ●会利用公式7)＝W有／W总进行有关计算．

(四)浮力的应用

　　 轮船　　　　 空心

　　 潜水艇　　　 改变重力

　　 气球、飞艇　 改变浮力

第十五章　 功和机械能

第一节　 动能和势能

教学目标

　 1．知识与技能

●知道动能势能的概念．

●在探究实验中理解影响动能势能的因素．

　　 ●用能量的初步知识理解分析简单的实际问题．

　 2．过程与方法

　　 ●通过观察认识动能势能的存在．

　　 ●通过归纳概括得到动能势能的概念．

　　 ●在讨论探究实验中总结影响动能势能的因素．

　 3．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讽

教学重点与难点

重点：动能和势能的概念；探究影响动能的因素．

难点：势能的概念

教学课时：1时

教学过程：

引入新课

出示斜槽，并演示钢球从斜槽上滚下，在水平桌面上撞击木块，使木块移动了一段距离。让学生分析碰撞过程中，做没做功？

利用学生分析的结果“钢球对木块做了功”引入能量的概念：一个物体能够做功，我们就说它具有能量。可见物理学中，能量和功有着密切的联系，能量反映了物体做功的本领。

不同的物体做功的本领也不同。一个物体能够做的功越多，表示这个物体的能量越大。

新课教学

物体具有能量的形式是多种多样的，以后我们将逐步认识各种形式的能量。刚才的实验中钢球撞击木块能够做功，但若将钢球停靠在木块一侧(边讲边演示)，这时的钢球并不能推动木块做功。只有运动的钢球才能推动木块做功。

(1)动能：物体由于运动而能够做功，它们具有的能量叫做动能。

引导学生广泛地列举事例，说明运动的空气、水和各种物体都能够做功，而具有动能。概括出“一切运动的物体都具有动能。”

列举事例说明：运动的物体具有的动能多少不尽相同。如狂风能吹倒大树，而微风只能使树枝摇动。进而通过演示实验，概括出决定物体动能大小的因素。

演示课本图1-1实验，实验可分三步：

①将同一个钢球，从斜面不同高度滚下，让学生观察钢球将木块推动的距离。木块被推动的距离不同，说明钢球对木块做的功不同。木块被推动得越远，表明钢球的动能越大。实验说明：从不同高度滚下的钢球，具有不同的动能。

②上面的实验表明钢球从较高处滚下时具有的动能大。那么钢球从不同的高度滚下时有什么不同呢？我们可通过观察实验来得到结论。将质量相同的两个钢球，同时从斜槽的最高点和接近斜槽底部的位置释放。从最高点滚下的钢球能在水平槽上追上从接近底部滚下的钢球。实验表明从高处滚下的钢球速度大。从而得到结论：物体的动能与速度有关，速度越大，物体的动能越大。

③换用不同质量的钢球，从同一高度让其滚下，让学生观察钢球推动木块的距离。从而得出结论：运动物体的质量越大，动能就越大。

演示实验之后，总结实验结果：运动物体的速度越大，质量越大，动能就越大。

(2)势能：物体由于运动的原因而具有动能，物体还可能由于其他的原因而具有能量。例如，同学们都玩过用橡皮筋弹射纸弹的游戏，拉长的橡皮筋能给纸弹一个力，并推动纸弹移动一段距离，从而对纸弹做了功。同样拉弯的弓，压缩的弹簧也能够做功，它们都具有能量，这种能量叫做弹性势能，它是由于物体发生弹性形变而具有的能量。

解释弹性形变：物体受到外力作用而发生的形状变化，叫做形变。如果外力撤消，物体能够恢复原状，这种形变叫做弹性形变。列举事例说明物体的弹性形变。如：拉长的弹簧，压扁的皮球，弯曲的钢锯条，上紧的钟表发条等。

利用课本图1-4的实验，阐明物体的弹性形变越大，它具有的弹性势能就越大。为节省课堂时间，课前将两个性质相同弹簧，按照课本图1-4压缩到不同的长度。先后将拉紧弹簧的绳烧断，两次砝码被弹起的高度不同。弹簧压得越紧，放松时它做的功越多，表示它的弹性势能越大。

被举高的重物，也能够做功。例如：举高的铅球，落地时能将地面砸个坑；举高的夯落下时能把木桩打入地里。举高的物体具有的能量叫重力势能。

列举事例说明：物体的质量越大，举得越高，它具有的重力势能越大。如：举起同样高度的铅球和乒乓球，铅球落下时做的功多，具有的重力势能大。铅球举得越高，具有的重力势能就越大。

引导学生讨论树上结的苹果是否具有重力势能？通过讨论使学生理解“一个物体能够做功”的含义。能够做功只是说物体具有了做功的“本领”，但不一定做了功。树上结的苹果虽然没有做功，但只要它从树上掉下来就能做功，所以我们说它具有重力势能。

(3)机械能：让学生分析静止在桌面上的钢球是否具有能量？(具有重力势能)继而让学生分析在桌面上滚动的钢球具有什么能？通过分析得知滚动的钢球既有动能，又有势能。

动能和势能统称为机械能。一个物体既有动能，又有势能，那么动能和势能的和就是它的总机械能。

(4)能量的单位：从前面的讨论，我们可以认识到能量是跟做功有密切联系的概念，能量反映了物体具有做功的本领，能量的大小可以用能够做功的多少来衡量。因此，动能、势能和机械能的单位跟功的单位相同，也是焦耳。

第二节　 机械能及其转化

教学目标

　 1．知识与能力

　　 ●知道机械能包括动能和势能．

　　 ●能用实例说明动能和势能之间可以相互转化，能解释有关动能、重力势能、弹性势能之间相互转化的简单现象．

　　 ●初步了解机械能守恒的含义．

　 2．过程与方法

　　 ●通过观察和实验，认识动能和势能之间的相互转化的过程．

　　 ●动手设计实验，勇于探索自然现象和身边的物理道理．

　 3．情感态度与价值观

　　 ●关心机械能与人们生活的联系，有将机械能应用于生活的意识．

　　 ●乐于参加观察、实验、制作等科学实践．

教学重点与难点

能量守恒的理解和动能和势能的转化．

教学课时：1时

教学过程：

引入新课

手持粉笔头高高举起。以此事例提问：被举高的粉笔具不具有能量？为什么？

学生回答提问后，再引导学生分析粉笔头下落的过程。首先提出，当粉笔头下落路过某一点时，粉笔头具有什么能量？(此时既有重力势能，又有动能)继而让学生比较在该位置和起始位置，粉笔头的重力势能和动能各有什么变化？(重力势能减少，动能增加)

在粉笔头下落的过程，重力势能和动能都有变化，自然界中动能和势能变化的事例很多，下面我们共同观察滚摆的运动，并思考动能和势能的变化。

实验1：滚摆实验。

出示滚摆，并简单介绍滚摆的构造及实验的做法。事先应在摆轮的侧面某处涂上鲜明的颜色标志，告诉学生观察颜色标志，可以判断摆轮转动的快慢。

引导学生复述并分析实验中观察到的现象。开始释放摆轮时，摆轮在最高点静止，此时摆轮只有重力势能，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。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。在摆轮下降的过程中，其重力势能逐渐转化为动能。

仿照摆轮下降过程的分析，得出摆轮上升过程中，摆轮的动能逐渐转化为重力势能。

实验2：单摆实验。

此实验摆绳宜长些，摆球宜重些。最好能挂在天花板上，使单摆在黑板前，平行于黑板振动，以便在黑板上记录摆球运动路线中左、右最高点和最低点的位置。分析单摆实验时，摆球高度的变化比较直观，而判断摆球速度大小的变化比较困难，可以从摆球在最高点前后运动方向不同，分析摆球运动到最高点时的速度为零，作为这一难点的突破口。顺便指出像单摆这种往复的运动，在物理学中叫做振动。

综述实验1、2，说明动能和重力势能是可以相互转化的。

实验3：弹性势能和动能的相互转化。

演示课本图1-7动能和弹性势能的转化实验。实验可分两步做。首先手持着木球将弹簧片推弯，而后突然释放木球，木球在弹簧片的作用下在水平槽内运动。让学生分析在此过程中，弹性势能转化为动能。第二步实验，让木球从斜槽上端滚下，让学生观察木球碰击弹簧片的过程。然后，依据课本图1-7，甲→乙图和乙→丙图分析动能转化为弹性势能和弹性势能转化为动能的过程。得出：动能和弹性势能也是可以相互转化的。

自然界中动能和势能相互转化的事例很多。其中有一些比较直观，例如：物体从高处落下、瀑布流水等这些事例也可以让学生列举，说明动能和势能的相互转化。有些事例比较复杂，例如：踢出去的足球在空中沿一条曲线(抛物线)运动过程中，动能和势能是如何相互转化的呢？(板画足球轨迹，依图分析)首先我们来分析足球离地面的高度的变化，这是判断足球重力势能变化的依据。很明显，在上升过程中足球的重力势能增加；在下降过程中重力势能减少。接着再分析足球的速度。足球在最高点时不再上升，说明它向上不能再运动。所以，足球在上升过程中，速度逐渐变小；在下降过程中速度又逐渐变大。通过以上分析，可以看到足球在上升阶段动能转化为重力势能；在下降阶段重力势能转化为动能。

人造地球卫星在运行过程中，也发生动能和重力势能的相互转化。人造地球卫星大家并不陌生，然而围绕人造卫星，同学们还有许多的谜没有揭开。例如：人造卫星为什么能绕地球运转而不落下来？在人造卫星内失重是怎么回事？等等，这些问题还有待于同学们进一步学习，今天我们只讨论卫星运行过程中，动能和重力势能的相互转化。

人造卫星绕地球沿椭圆轨道运行，它的位置离地球有时近、有时远。(出示我国发射的第一颗人造卫星轨道图)现以我国发射的第一颗人造卫星为例，它离地球最近时(此处叫近地点)离地面439公里，离地球最远时(此处叫远地点)离地面高度是2384公里，它绕地球一周的时间是114分钟。它在近地点时，速度最大，动能最大；此时离地面最近，重力势能最小。卫星由近地点向远地点运行时动能减小，重力势能增大，动能向重力势能转化。直到远地点时，动能最小，重力势能最大。卫星由远地点向近地点运行时，重力势能向动能转化。在卫星运行过程中，不断地有动能和势能的相互转化。

小　　 结：

板书设计：

第二节　 机械能及其转化

(三)物体的浮沉

　　 (1)下沉： F_浮＜G

(2)上浮：F_浮＞G　 体浸没在液体中

(3)悬浮：F_浮＝G

(4)漂浮： F_浮=G--物体的一部分浸入液体中”

(二)浮力的大小

　　 阿基米德原理：浸入液体中的物体受到向上的浮力，浮力的大小等于它排开的

液体受到的重力。

(一)浮力

　　 (1)浸在液体中的物体受到的液体向上托的力叫做浮力。

　　 (2)一切浸在液体里的物体都受到竖直向上的浮力。

　　 (3)浮力=物体重一物体在液体中的弹簧秤读数。F_浮＝ G－ F。”

方向：竖直向上

在很多机器设备上都要使用压缩空气，矿山上用压缩空气开动风镐、风钻，电车和汽车用压缩空气开关车门；火车上用压缩空气制动等等。

小　　 结：

板书设计：

第四节 气体的压强与流速的关系

1．气体压强与流速的关系

流速越大的地方，压强越小

2．飞机的升力

机翼上下表面的压强差是飞机上升和升力

3．压缩空气的应用

第五节　 浮力

教材目标

　 1．知识与能力

　　 ●认识浮力及其方向．

　　 ●知道阿基米德原理．

　　 ●知道物体浮沉的条件．

　　 ●知道浮力的应用．

　 2．过程与方法

　　 ●通过实验探究认识浮力．

　　 ●经历探究浮力大小的过程．

　　 ●通过收集、交流关于浮力应用的资料，了解浮力应用的社会价值．

　 3．情感态度与价值观

　　 ●初步认识科学技术对社会发展的影响．

　　 ●初步建立应用科学知识的意识．

　　 ●培养严谨的科学态度和协作精神．

教学重点与难点

重点：浮力的存在、探究浮力的大小、物体的浮沉条件．

难点：浮力的利用．

教学过程

　 引入新课

　　 船可以浮在水面，潜水艇能潜入水下航行，节日放飞的气球可以升到空中，金鱼可以轻盈地在水中上下游动等等是一些有关浮力的问题。从本节起学习新的一节“浮力”。

进行新课：

1．什么是浮力？

　　 (1)演示实验：放入水中的木块放手后，木块从水里浮上来，最后浮在水面上静止不动。

　　 提问：在水里浮上来和浮在水面上的木块受几个力的作用？施力物体是什么？力的方向如何？

　　 学生回答后小结：从水里浮上来的木块受到竖直向下的重力，施力物体是地球。还受到竖直向上的浮力，施力物体是水。上浮过程中木块受非平衡力的作用，浮力大于重力。木块浮在水面静止不动时，受到竖直向下的重力和竖直向上的浮力。木块在平衡力的作用下保持静止状态。可见，从水里浮上来的物体和浮在水面上的物体都受到浮力。

　　 (2)演示实验：把石块放入水中，放手后石块在水中下沉，并且一直沉到水底。

　　 提问：下沉的石块受浮力作用吗？

　　 教师指出，为研究这个问题，同学们分组完成课本12-2的实验。(两人一组进行实验)

　　 要求：①明确实验目的是判断浸没在水中和酒精中的石块是否受到浮力，以及浮力的大小和方向。

　　 ②石块要用细线挂牢。读取石块浸没在水中弹簧秤的读数时，石块不要触及杯底或杯壁。

　　 学生实验时，教师巡回指导。

　　 实验完毕，组织讨论，教师总结。

　　 ①挂在弹簧秤上的石块在空气中静止不动，受几个力的作用？方向如何？施力物体是什么？这几个力的关系是怎样的？说出石块在空气中重多少牛。

　　 小结：石块受到竖直向下的重力和竖直向上的拉力。重力的施力物体是地球，拉力的施力物体是细线。二力的关系是彼此平衡。此时弹簧秤的示数就是石块所受的重力。

　　 ②挂在弹簧秤上的石块浸没在水中的读数是多少牛？此时，浸没在水中的静止石块受到几个力的作用？各力的方向如何？施力物体是什么？这几个力的关系如何？两次弹簧秤的读数之差说明了什么？

　　 小结：石块此时受到三个力的作用，一个是竖直向下的重力，施力物体是地球；一个是竖直向上的拉力，施力物体是细线；另一个是竖直向上的浮力，施力物体是水。石块静止不动说明：石块受到的重力一石块受到的拉力十石块在水中受到的浮力。由于石块浸没在水中时受到拉力的大小就是此时弹簧秤的读数。所以石块受到的重力一石块在水中秤的读数十浮力。弹簧秤两次读数的差就是浸没在水中的石块受到的浮力。浮力一石块重一石块在水中秤的读数(也可叫做石块在水中时的视重)。以上实验，说明浸入水中的石块也受到浮力。

教师总结讲解时，边讲边画出石块受力分析图

2．阿基米德原理

　　 ①引导学生用实验说明：

　　 a．金属块的部分体积与全部体积浸入水中时，所受浮力的情况．

　　 b．金属块浸入其他液体(盐水)中时，所受浮力的情况．

　　 ②根据以上实验结论，对第一个实验结论加以修改，归纳出具有普遍适用价值的实验规律--阿基米德原理．

　 　③根据阿基米德原理的内容写出其数学表达式：F_浮=G_排

单位：F_浮-牛顿、ρ液-千克／米³、g-牛顿／千克、V_排-米³．

④根据阿基米德原理解答简单问题： V_A＝V_B，p_A＝p_B，ρ_甲ρ_乙，比较 A、B物体受到的浮力．

板书设计

第五节　 浮力

定量气体的压强和体积的关系还应用在打气筒、抽气机、空气压缩机和喷洒农药的喷雾器上。

这是一个打气筒，将它拆开，我们发现它的构造很简单(边讲边拆)。在金属圆筒中有一个活塞，活塞上安装一个橡皮圆盘，俗称皮钱。它和金属筒之间有空隙。活塞下压时，活塞下的定量气体体积变小，压强增大，橡皮盘紧贴筒壁使气体不能漏出，较大的压强冲开轮胎的气门芯进入轮胎。活塞上提时，活塞下边的气体体积增大，压强减小，筒外的空气顺着橡皮盘周围的缝隙进入活塞下边。这样往复运动，可以将大量的空气打进轮胎(学生叙述)

根据打气筒的原理和工作过程可知，打气筒中的关键部件是橡皮盘，它必须大小合适、且成凹形。这为我们维修打气筒提供了线索。

打气筒可以使定量气体的压强增大到三个大气压，要得到压强更大的压缩空气，应使用空气压缩机。我们这里只简单介绍压缩空气的应用。

4．一定质量的气体，压强跟体积的关系在日常生活中经常得到应用。我们人体的呼吸就是这个道理。

人吸气时，胸部扩张，肺泡同时扩散，肺的容积增大，肺内的气体压强变小，小于外界的大气压强，大气压将新鲜空气压入肺中。呼气时则相反。胸部收缩，肺容积减小，肺内气体压强增大，超过了外界大气压，肺中的一部分气体呼出体外。青少年积极参加体育锻炼，提高胸部肌肉的力量，有利于增大肺的收缩和舒张，对增大肺活量和改善呼吸大有好处。