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1、功的原理教学设计一、课程标准要求及解读课程标准要求：通过实验，知道功的原理。课程标准解读：课程标准对功的原理一节的要求位于一级主题“能量”下的二级主题“机械能”里。课程标准的行为条件是“实验”，意为“对研究的问题制定可行的实验方案，收集相关的证据，分析归纳得出结论”，评价的要求是学生可以通过理论分析和利用简单机械进行实验，发现使用任何机械都不省功。行为动词是“知道”，知道属于认知目标的了解水平。知道功的原理的要求可以分为三个层次：一是要求学生在理论分析的基础上，得出使用机械能省力、也能省距离，但不省功；二是要求学生通过实验探窕，发现使用任何机械都不省功，进而得出功的原理；三是联系实际，认识斜面
2、这种简单机械，并能利用功的原理分析知道使用斜面为什么能省力，进而解决生活中的简单问题。二、教材分析单元教材分析：本章是在学习了“机械运动”和“力与运动”等重要力学知识的基础上，对力和功的进一步学习，同时为功和能的关系、各能量间的相互转化等知识打下基础。本章的主要内容要求学生一方面要从力的角度来认识简单机械；另一方面，要从功的角度来认识简单机械。本章涉及的基本概念有简单机械中的杠杆、滑轮（定滑轮、动滑轮、滑轮组）、斜面和功、功率以及机械效率（包括总功、有用功、额外功），涉及的物理规律有杠杆的平衡条件、功的原理。通过本章的学习，要求学生能够正确、合理地使用杠杆、滑轮、斜面等简单机械，以达到改变力的
3、大小和方向的目的；能从生活和生产实际出发，选择合适类型的杠杆、滑轮、斜面，以达到省力或方便使用的目的。本节教材分析：功的原理在历史上被誉为“机械的黄金定律”，对于任何机械都适用，它对于简单机械的认识和使用具有重要的意义。功的原理一节属于课程标准要求的“了解”层次的知识。功的原理是继简单机械和功率之后，学习的一个重要规律，它在全章中起到了承上启下的作用，既是在学习简单机械、功和功率之后对“力和功”的进一步认识，也是学习机械效率的重要基础。经历科学探究的过程，掌握物理规律的研究方法，也是本节教学的重要内容。三、学情分析经历前面的学习和生活经验的积累，学生对于前置性概念有关简单机械的内容已经有了初步
4、的认识，并能够利用简单机械的特点分析、解决一些实际问题。但是学生对于使用机械是否能省功的问题并不清晰，甚至有错误认识。比如：有的同学认为既然有的机械能省力，有的机械能省距离，将它们组合起来就可以省功。因此本节课主要内容是学生通过实验探窕自主发现、归纳总结出功的原理。本节课的重点是学生做好探究实验,尤其是组织学生设计实验方案以及小组内合作分析、归纳、总结结论。四、教学目标1 .经历杠杆、滑轮等简单机械工作特点的理论分析过程,知道使用机械能省力，也能省距离,但不省功。2 .经历实验探窕过程，通过对杠杆、滑轮等简单机械的实验探究，分析实验数据和证据得出使用机械不能省功，并能归纳出功的原理，培养学生科
5、学论证的核心素养。3 .联系实际，认识斜面这种简单机械，并能利用功的原理分析知道使用斜面为什么能省力，进而解决生活中的简单问题，培养学生的科学思维。五、评价设计1 .通过交流展示理论分析的结果，学生发表各自小组的看法，根据各小组代表的发言情况和组间质疑补充情况,评价学生教学目标1的达成度。2 .学生在实验探究的基础上，分析实验数据和证据得出结论并进行交流展示，根据学生实验方案的合理性和实验结果的科学性，以及对结论表达的规范性，评价学生教学目标2的达成度。3 .通过学生对实例的分析和斜面的认识，根据学生的分析情况和操作能力，评价学生教学目标3的达成度。六、教学重点和难点重点：通过实验，探究使用任
6、何机械都不省功。难点：利用功的原理分析知道使用斜面为什么能省力。七、教学方法实验探究法、启发讲授法、小组合作法、讨论法八、教学资源多媒体、铁架台、杠杆、滑轮、斜面、木块、钩码、弹簧测力计、刻度尺、白板、细线九、教学过程（一）创设情境、引入新课创设情景：复习回顾前面学过的知识：问题1.这些简单机械使用时有什么特点？问题2.提起重物所做的功如何计算？【学生活动1】小组合作学习，根据已有知识回答上述问题，并阐述理由。课件展示：徒手和利用杠杆、滑轮等简单机械同样把一个重物提升一定高度。【教师活动11引导学生分析发现使用简单机械能省力，也能省距离。提出问题：使用机械能不能省功呢？【学生活动2】学生小组合
7、作交流各自的观点，大胆质疑并发现：使用简单机械各有好处，但是还存在能不能省功的问题。【评价】通过学生对各种简单机械工作特点的分析，形成共识：简单机械在省力的同时一定费距离，在省距离的同时一定费力。【教师活动2】引导学生发散思维，形成共识，引入探究主题：使用简单机械能不能省功？（设计意图：通过复习简单机械的特点，帮助学生进一步明确“简单机械在省力的同时一定费距离，在省距离的同时一定费力”；进而提出“使用简单机械能不能省功？”,制造学生的认知冲突，激发学生的学习兴趣）（二）新课教学第一模块一一理论分析：使用简单机械能不能省功？【教师活动1】引导学生根据已有知识，理论分析图示简单机械使用过程，比较理
8、想情况下不用机械直接徒手做功与使用机械做功的大小关系。【学生活动1小组合作完成表格中内容:用手直接提升用杠杆提升用定滑轮提升用动滑轮提升钩码重GGGG钩码提升高度hhhh拉力F与G的关系式拉力作用点移动的距离S与物体上升高度h的关系拉力做功大小（用G和h表示）【学生活动2】学生以小组为单位进行交流，并且组间质疑补充。【评价】通过学生交流杠杆、滑轮等简单机械做功过程，根据学生的交流和质疑补充情况，形成共识，明确如何比较使用机械能不能省功。【教师活动2】归纳总结得到：理想情况下，使用简单机械不省功。（设计意图：使用简单机械能不能省功的问题提出后，学生对于如何比较使用简单机械能不能省功的问题不清楚，
9、如果直接进行实验探究，会造成实验目的不明确。因此，我们首先利用已有知识从理论分析的角度去研究使用简单机械能不能省功，从而为我们后面的实验探究提供理论支持，明确实验目的）（第一模块预期达成目标：经历对杠杆、滑轮等简单机械工作特点的理论分析过程,得出理想情况下，使用机械能省力，也能省距离,但不能省功。体验运用已有物理知识作为依据,进行分析论证的过程。学会运用理论分析的方法,解决实际问题，培养学生物理学科核心素养）第二模块一一科学探究：使用简单机械能不能省功？环节一：提出问题，合理猜想使用简单机械能不能省功？环节二：设计实验方案根据实验目的，思考以下问题：1 .使用什么简单机械进行实验？2 .比较是
10、否省功，需要测哪些物理量？如何测量？需要什么测量工具？【学生活动1】根据屏幕提示的问题，小组合作设计实验方案。【学生活动2】学生进行实验方案的交流展示和质疑补充。【教师活动1】根据简单机械的种类，引导学生评估各种实验方案，并确定最佳方案。【评价】根据学生对其他小组实验方案的改进和补充，评价学生实验方案设计能力。（设计意图：学生根据教师的引导设计实验方案，并将自己的方案在小组和班级进行交流，提高学生的实验设计能力和小组合作交流能力；在本环节中充分体现出学生的主体地位，激发学生学习的积极性、主动性、创造性）友情提示：为了实验的顺利进行，有几个问题需要细化。1 .如何准确测量距离？2 .拉力的测量？
11、【学生活动3】小组交流讨论上述问题，并得出最佳解决方法。【教师活动2教师引导学生根据杠杆和滑轮特点计算拉力移动的距离。（设计意图：学生进一步明确如何测量拉力，教师给予充分的肯定，让学生收获成功的喜悦，进而引导学生根据杠杆和滑轮特点计算拉力移动的距离。根据学生的认知水平利用计算的方式获得拉力移动距离的方法学生很难想到，因此这里充分发挥教师主导地位，通过肯定学生的设计进而引导学生深入思考的方式突破了这个难点，难点的突破自然流畅）环节三：进行实验【学生活动11小组合作进行实验，将实验数据记录在表格中。钩码重G/N钩码提升的高度h/m不用机械直接做的功W1J拉力F/N手移动的距离s/m利用机械做的功W
12、2J123【学生活动21小组合作根据实验数据进行分析，并归纳结论。环节四：归纳总结，交流评估【学生活动】学生以小组为单位交流展示，并分享实验过程中解决问题的方法和技巧，提出自己的困惑。【教师活动】引导学生归纳总结，并正确表述：功的原理一一使用任何机械都不省功。同时解决学生在实验中遇到的困难，并肯定好的做法。【评价】通过学生分享实验过程、交流实验结论，使学生对于物理实验探究过程有更深的认识。加深对功的原理的认识。（设计意图：学生根据实验方案进行实验，经历探究的过程，认识到任何科学发现都是经历一个漫长而曲折的过程，提高学生的学科核心素养。让学生参与到探究过程中，加深对科学本质、科学方法的认识，这样
13、才能实现真正意义上的主体性学习，培养学生体验、感悟能力和科学的情感态度，达到深度学习的目的）（第二模块预期达成目标：经历实验探窕过程，通过分析、归纳，得出功的原理。会正确表述功的原理内容。学生能够自主设计方案,在合作中进行修改完善,并顺利完成实验,体验科学探究的完整过程，学会归纳表达的规范性）第三模块一一联系实际，认识斜面，会用功的原理分析问题环节一：认识功的原理【教师活动11实验过程中使用杠杆、滑轮等简单机械做功要比不使用机械徒手做功更多，你认为是什么原因？【学生活动11小组合作进行交流，阐述自己的观点。【评价1】通过分析使用机械不省功的原因，根据学生交流情况，评价学生对于功的原理的认识。【
14、教师活动2】引导学生形成共识，明确使用机械不能省功的原因。（设计意图：通过分析实际情况中使用简单机械做功要比不使用简单机械做功多的原因，使学生进一步明确了功的原理的实际意义）【教师活动3】功的原理在历史上被誉为“机械的黄金定律”，是一个普遍的结论，对于任何机械都适用。既然使用任何机械都不能省功，为什么人们还要使用机械呢？【学生活动2】学生能够根据简单机械的特点分析上述问题，并进行交流。【教师活动4】总结提升：机械有的能省力、有的能省距离、有的能改变力的方向，所以使用机械还是有很多的好处。这里教师必须强调：简单机械在使用过程中省力的同时一定费距离，在省距离的同时一定费力，所以不能省功。【评价2】
15、通过课件出示不同类型杠杆、滑轮的使用图片，让学生尝试分析它们使用时省力、省距离情况，并说明不能省功的原因。环节二：认识斜面【教师活动1】斜面也是一种简单机械，而且在我们生活中的应用非常的广泛，例如盘山公路、楼梯等等。利用斜面想要把一个重物提升到一定高度，想更省力，如何实现？【学生活动11学生大胆的运用已有的生活经验进行猜测，并动手设计实验、进行测量。【学生活动2】小组合作根据实验现象得出结论：延长斜面的长度可以更省力。【教师活动2引导学生利用本节课学习的功的原理从理论上分析为什么延长斜面的长度可以更省力。【评价】通过分析斜面如何更省力，根据学生的分析，评价学生利用功的原理分析实际问题的能力。（
16、设计意图：通过对斜面这种简单机械的认识，利用功的原理分析出斜面省力方法,进一步加深学生对功的原理的正确认识，提高学生应用功的原理解决实际问题的能力。）（第三模块预期达成目标：联系实际，认识斜面这种简单机械，经历利用功的原理分析知道使用斜面为什么能省力的过程，获得解决生活中简单问题的能力，提升知识的运用水平）（三）课堂小结：学生交流本节课学到的知识和方法以及收获，提出存在的问题和疑惑，教师与学生共同解答，最终梳理出本节课的知识结构，形成思维导图。（四）自我检测题1 .使用简单机械时，下列说法正确的是（）A.可能省力，也可能省功B.可能省力，一定不能省功C.可能省功，一定不能省力D.一定省力2 .一个人把100N的重物送到IOm高的楼上，采用下述三种方法：用手直接提；使用动滑轮；使用滑轮组；若不计摩擦和滑轮的重力，在上述三种情况下，对重物做的功()A.用手直接提是最小B.使用动滑轮时最小C.使用滑轮组是最小D.三种情况一样3 .利用动滑轮把一个重物提高2m,人做功2000J,不考虑动滑轮的自重和摩擦，这个物体的重力为NO4 .某斜面长为8m,如果斜面的摩擦忽略不计，把一个重IOoON的物体匀速推到2m高的斜面上，要用多大的力？(五)板书设计9-5功的原理1.理想情况下，使用机械不省功5 .功的原理：使用任何机械都不省功6 .斜面的应用
