人教版八年级下册物理：摩擦力的研究与应用

教学目标

1. 理解摩擦力的产生机制。

2. 掌握影响摩擦力大小的各种因素。

3. 分析摩擦力的益处与弊端。

教学重难点

- 教学重点：运用增大和减小摩擦的方法来解决实际问题。

- 教学难点：设计并实施探究实验以验证理论。

教学工具

- 多媒体辅助教学工具，配备实验器材。

教学过程

(一) 引入新课

在日常生活中，我们推桌子或拉椅子时常常会感到费力，这是为什么呢？摩擦力是一个不可忽视的力量，它在我们生活的方方面面存在。

(二) 新课学习

通过一系列简单的实验，学生可以更直观地了解摩擦力。我们可以要求学生将手掌在桌面上滑动，或者用脚在地板上来回擦动。在这些活动中，学生会发现运动的阻碍现象即为摩擦力。

摩擦力产生的条件：

1. 两物体必须相互接触，摩擦力只在接触面上发生。

2. 两物体之间必须存在相对运动或潜在的相对运动。

3. 两物体之间需施加一定的压力。

探究摩擦力的大小与哪些因素有关：

请同学们积极思考，摩擦力的大小与下列哪些因素有关呢？

- 猜想一：与施加的压力相关（学生可以通过比较不同重物所产生的摩擦力来得到结论）。

- 猜想二：与接触面粗糙度相关。

- 猜想三：与接触面积的大小相关。

- 猜想四：与物体运动的速度有关。

通过设计实验，学生将能亲自验证这些猜想，并得出结论。

生活中摩擦的实例：

摩擦无处不在，以下是几种常见的例子：

1. 人走路时，鞋底与地面之间的摩擦力使我们能够稳步前进。

- 思考：如果没有摩擦力，我们走路会怎么样？鞋底上的凸凹花纹是为了增加摩擦力，使我们能够更好地行走。

2. 汽车在冰面上的行驶。

- 讨论：汽车打滑的原因是什么？如何可以减小这一影响（例如：撒盐、利用木屑等增强摩擦力的材料）？

3. 滑雪比赛中，板与雪的摩擦。

- 分析：在滑雪时，摩擦力是有益的还是有害的？如何减少摩擦来提高滑行速度？

摩擦力有时是有益的，有时则导致不便，因此我们需要想方设法增大或减小摩擦力。

自行车上的摩擦研究：

通过小组讨论，学生可以分享对自行车摩擦的理解。观察和讨论各组的意见，了解不同的摩擦情况。

知识的拓展：

摩擦力在交通工具的使用中起着重要作用，如何减少摩擦以提高速度呢？我们可以讨论一些现代交通工具，比如：水翼船、气垫船和磁悬浮列车等，它们是如何克服摩擦力并实现高速移动的。

课后小结

总结摩擦力产生的条件：

1. 两物体必须接触。

2. 两物体之间需要有相对位移。

3. 必须施加一定的压力。

通过本节课的学习，学生应该能认识到摩擦力的重要性及其在生活中的普遍性，同时学会在实际情况中灵活应用增大或减小摩擦的方法，以解决实际问题。

教学目标

1. 知识与技能

(1) 理解压强的基本概念，包括压力的含义和物体受力面积的定义。

(2) 掌握压强的大小与压力和受力面积之间的关系。

(3) 熟悉压强计算公式中的各个物理量，包括名称、单位以及符号，并能够进行相关的简单计算。

(4) 了解增加或减少压强的主要方法和原理。

2. 过程与方法

(1) 观察生活中与压强相关的现象，认识对比法在物理思维中的重要性。

(2) 探究影响压力作用效果的因素，通过实验观察和数据采集，深化对压强的理解，并初步掌握控制变量法的使用。

(3) 通过动手操作，实践改变压强的具体方法。

3. 情感、态度与价值观

(1) 通过观察、实验和探究活动，培养学生尊重客观事实和实事求是的科学探究态度。

(2) 通过亲身体验和反思，帮助学生更好地理解压强和浮力的基本知识，为后续更深入的学习奠定基础。

(3) 通过探究活动，让学生感受到成功的乐趣，提升他们参与物理学习的积极性和自信。

(4) 激发学生的学习热情，使他们意识到科学是人类创新和发展的基础。

教学重难点

- 理解压强的大小与压力和受力面积的关系。

- 掌握压强的计算方法及其单位的运用。

教学工具

准备一些常用的教学工具，如钉板、砝码、石粉、铅笔、海绵、橡皮泥和铁钉等，便于进行实验和演示。

教学过程

一、引入新课

通过课文中的有趣实例（如蝉的飞行、沙漠之舟的生存），引入压力的作用效果，讨论物理学中用压强这一概念来描述这些现象，从而引出本节课的主题——压强。

二、新课教学

（一）压力

1. 定义：压力是垂直作用在物体表面的力。

2. 方向：压力的方向始终与接触面垂直。

3. 大小：压力的大小可能等于物体的重力（在水平放置时），但在其他情况下可能不同。

为了帮助学生突破这一难点，可以通过各种情境图示练习来巩固对压力作用情况的理解。

（二）压强

利用分组实验进行大胆探究，促进学生对压强的深入理解。

1. 提出问题：观察压强的变化，讨论其影响因素。

2. 假设和猜想：激发学生的思维，推测不同情况下压强会有哪些变化。

3. 设计方案：让学生独立或小组设计实验方案以验证其假设。

4. 进行实验：观察实验现象，采集相关数据，深入理解压强的表现。

5. 分析现象：对比实验结果，分析数据，发现规律。

6. 归纳总结：总结出压强不仅与压力的大小有关，还与受力面积的大小密切相关。

压强的定义为单位面积上受到的压力。常用的计算公式为：

\[ P = \frac{F}{S} \]

- P — 压强（单位：帕斯卡，Pa）

- F — 压力（单位：牛顿，N）

- S — 受力面积（单位：平方米，m²）

通过实例分析，帮助学生理解压强的物理意义。例如，当P = 20Pa时，这意味着每平方米的面积上受到的压力是20N。

在计算过程中，使用实际例题使学生更加熟练掌握压强的计算方法，尤其注重公式及单位的统一性。

接着，通过生活经验，探讨如何通过改变压力或受力面积来增减压强。归纳出减小和增大压强的不同方法：

- 减小压强的方法：

1. 保持压力不变时增大受力面积。

2. 保持受力面积不变时减小压力。

3. 同时减小压力并增大受力面积。

- 增大压强的方法：

1. 保持压力不变时减小受力面积。

2. 保持受力面积不变时增大压力。

3. 同时增大压力并减小受力面积。

练习案例

例如，小李的质量为65kg，假设其双脚与地面的接触面积约为4.5dm²，询问学生他在行走中对地面产生的压强可以近似计算为多少。这样的练习有助于学生更好地掌握压强计算的实际应用，激发他们探索物理奥秘的兴趣。

标题：探索流体压强与流速的奥秘

教学目标：

1. 通过实验探究流体压强与流速之间的关系，培养观察和分析能力。

2. 理解流体压强与流速关系在飞机升力产生中的作用，并能够解释相关现象。

3. 增强学生的动手实践能力，通过小组实验培养合作与交流的能力。

4. 培养学生运用物理知识来分析和解决实际问题的能力。

教学重难点：

教学重点：

1. 实验探究流体压强与流速之间的关系。

2. 理解流体压强与流速关系如何影响飞机的升力。

教学难点：

运用流体压强与流速关系解释飞机升力的产生及相关现象。

教学工具：

准备乒乓球、白纸、注射器、小船、漏斗、烧杯、吸管、自制连通器及多媒体课件等实验器材。

教学过程：

一、新课引入：

同学们，今天我们将通过有趣的实验来了解流体的特性。首先请观察实验，我将红色液体通过阀门A流入不同粗细的透明管中。请注意观察小竖管中液面的高度，你们发现了什么？（引导学生思考水面高度相同的原因，了解连通器的原理。）

当我打开阀门B，你们想象会发生什么？（讨论水流出后的观察，强调粗细管中水柱高度的差异。）我们发现，当水流动时，小管水柱的高度发生变化，反映了不同管道的压强差异。大家能猜想这背后有什么联系吗？（引导学生思考流动与压强的关系。）

接下来，我们看看乒乓球的实验。乒乓球在手掌上时会掉落，但当我通过漏斗吹气时，它会浮起来。你们想过这是为什么吗？（分析气体流动对压力的影响，导入流体动理的概念。）

二、新课教学：

1. 科学探究：流体压强与流速的关系

将学生分组，提供实验材料，每组进行1-2组实验。要求他们观察和记录实验现象，并进行小组讨论。作为教师，巡视并适时引导，促进学生的合作与交流。

实验总结：

(1) 使用注射器喷射水流，观察小船向中间靠拢。

(2) 向乒乓球中间吹气，观察球体的行为变化。

(3) 向两张纸间吹气，发现它们相互靠近而非分开。

(4) 向折断的吸管吹气，探究流速与压强的关系。

结论：流体在流动时，流速越快的地方，压强反而越低；流速慢的地方，压强则较高。

2. 飞机的升力

接下来，让我们探索一个有趣且实际的应用问题：飞机是如何飞起来的？展示一段关于飞机升力的视频，指导学生思考机翼形状如何影响升力。通过制作机翼模型，亲身体验飞行原理，加深理解。

3. 理论与实践结合

讨论气体和液体的流动性，总结流体学知识。

提问护航中船只的布局，以及机翼装反后的可能性，通过讨论，引发学生的创新思维，介绍“气流偏导器”如何在高速行驶中提升稳定性。

课后小结：

今天我们探讨了流体的特性，学习了流速与压强的关系，并将其应用于飞机升力原理。在未来的学习中，希望你们继续保持对物理现象的好奇心，通过实践理解更深层次的知识。

这样不仅加强了对概念的理解，还培养了分析和解决实际问题的能力，为未来的学习打下了坚实的基础。

机械能的理解与应用

教学目标

1. 知识与技能

- 理解机械能由动能和势能构成，能通过实例实际操作来理解二者之间的相互转化。

- 解释一些日常生活中动能、重力势能和弹性势能之间的转化现象。

- 初步掌握机械能守恒的概念。

2. 过程与方法

- 通过实践观察和实验，探索动能和势能之间的转化过程。

3. 情感、态度与价值观

- 关注机械能在日常生活中的应用，培养学生将机械能运用到实际生活中的意识。

- 培养学生的爱国情怀，使其认识到科学知识在社会进步中的重要作用。

教学重难点

- 深入理解动能和势能的转化过程。

教学工具

- 滚摆、铁锁、细绳、溜溜球、铁架台、钢球、细线、带弹簧的斜面。

教学过程

引入新课

一、复习导入

- 回顾学生在初二时学习的能量转化的相关知识。教师可通过提问，引导学生思考电灯、风力发电、水利发动机及电动机等设备是如何进行能量转化的。

二、情景引入

- 操作乒乓球，吸引学生注意力，引入动能和势能的讨论。随后，教师提问引导学生自主探究乒乓球能够上下运动的原因。

动手动脑搞探究：

1. 实验1：滚摆实验

- 介绍滚摆的构造并进行实验，学生需观察摆轮在不同高度时的运动状态，理解重力势能和动能的关系。讨论过程中，强调摆轮在高点时只有重力势能，下降过程中重力势能转化为动能，上升过程中动能又转化为重力势能。

2. 实验2：单摆与蹦蹦床

- 通过单摆的实验，再次验证动能与重力势能的相互转化，随后通过蹦蹦床的实验来探讨弹性势能与动能的关系。

强化理解

- 在自然界中，动能与势能之间的转化实例广泛存在，例如坡道上自行车加速的现象等。教师可引导学生列举生活中见到的动能和势能转化的实际案例。

总结概括

- 强调动能和势能可以相互转化，延伸到机械能的定义，即动能和势能之和。

拓展知识

1. 小组活动：分析教材中的“想想做做”，学生讨论其中是否有其他能量转化的现象。

2. 设想无阻力情况下机械能的变化，以引入机械能守恒定律。

3. 重新分析乒乓球在运动中的机械能变化，巩固理解。

温故而知新

- 阅读《科学世界》中的人造地球卫星部分，思考相关课后练习题。

通过这堂课，学生将能够更清晰地理解动能与势能的关系，并体会到机械能的守恒原则在实际生活和科学探索中的重要性。

教学目标

1. 知识与技能

- 理解平衡状态是指物体处于静止或匀速直线运动的状态。

- 知晓物体处于平衡状态时所受的力称为平衡力，理解二力平衡的基本情况。

- 能够理解二力平衡的条件，并能利用该条件解决简单的平衡问题。

2. 过程与方法

- 学生能够通过分析一个物体受到的多种力，掌握这些力之间的平衡关系。

3. 情感、态度与价值观

- 培养学生对科学的求知欲，鼓励他们探索自然现象和日常生活中的物理学知识，增强将科学技术应用于实践的意识。

- 通过探究与交流的学习过程，使学生愿意分享自己的见解并与他人讨论，从而认识到合作交流的重要性，并提升与他人合作的积极性。

教学重难点

- 重点：理解二力平衡的条件。

- 难点：掌握二力平衡中的“二力同线”问题，以及匀速直线运动时的二力平衡条件。

教学工具

- 两把弹簧秤、一块轻质塑料片（上面有几个洞）和一把剪刀。

教学过程

一. 引入新课

我们可以从惯性定律入手，营造课堂氛围。提问学生：惯性定律的内容是什么？有没有可能反过来说，所有保持静止或匀速直线运动的物体都没有受到外力的作用？比如，在平直公路上匀速行驶的汽车、静止在路边的人及在空中匀速下降的跳伞运动员，他们是否受到力的作用？

二. 新课教学

1. 力的平衡

让学生分享日常生活中观察到的力的相关现象，举例分析身边物体的受力情况。教师在黑板上画出所举物体的示意图，例如一个放在桌子上的墨水瓶，它保持不动的原因是受到的重力与桌面的支持力相平衡。通过这样的实例，使学生明白：当一个物体受到多个力的作用时，如果它仍然保持静止或是匀速直线运动的状态，那么这些力之间就存在着平衡。我们称这种状态为“力的平衡”。

2. 二力平衡的条件

进一步深入讨论二力平衡的内容。当物体受到两个力的作用并且能够保持静止或匀速直线运动时，这两个力需满足什么条件？

[实验环节]：利用两把弹簧秤施加力于桌上的塑料片，思考怎样施力才能使塑料片保持静止。归纳出塑料片静止所需满足的条件。通过实验演示不同情况下的结果，比如两个力大小不等、方向不反、在同一条直线上的情况，观察它们是否能使物体保持静止。

通过演示实验，观察物块在施加不同条件下的情况，得出：为了使物体在两个力的作用下保持静止状态或匀速直线运动状态，必须这两个力大小相等、方向相反、并在同一直线上。

归纳出二力平衡条件并总结为：“同物、等大、反向、同线”。

3. 二力平衡条件的应用

力的平衡原则在我们日常生活中有广泛的应用。学生应能够根据二力平衡条件判断物体所受的两个力是否处于平衡状态，或根据已知条件找出平衡力，进而利用二力平衡条件求出其中一个力的大小。

反馈练习

1. 当物体受几个力作用时，如果保持静止或匀速直线运动状态，这几个力就相互平衡。

2. 汽车在斜坡上受到的重力与斜坡的支持力是否平衡？（填“是”或“不是”）

3. 在一场十人拔河比赛中，绳子静止不动时，拉绳的二十人的合力为零。

4. 一物体重500牛顿，静止在水平桌面上，桌面对物体的支持力是500牛顿，方向是向上，重力施力物体是物体，支持力施力物体是桌面。

5. 一辆重5000牛的汽车在平直公路上匀速向东行驶，牵引力200牛，这时汽车受到的阻力是300牛，方向是向西。

6. 质量为两千克的物体静止悬挂在绳子上，绳子对物体的拉力为多少牛？若提拉物体使其匀速向上运动，拉力又是多少？（取g=9.8牛/千克）

7. 如图所示，物体重6牛，弹簧秤竖直向上拉，示数为4牛，此时地面对物体的支持力为多少？

通过这些练习，学生不仅能够巩固所学知识，还能在实践中灵活运用力的平衡概念。