【核心素养目标】11.5 改变世界的机械(教案)2024-2025学年教科版八年级物理下册

5 改变世界的机械 素养目标 1．物理观念： (1)知道轮轴和斜面及其省力和做功情况。 (2)了解机械发展史及对社会发展的作用。 2．科学思维：通过学习轮轴和斜面工作特点，分析模型，进一步掌握用观察、对比、推理论证来研究问题的方法。 3．科学探究：讨论交流轮轴和斜面的特点，提升信息处理的能力和科学探究能力。 4．科学态度与责任：通过了解简单机械的应用，初步认识科学技术对人类社会发展的作用。 教学重点和难点 教学重点：知道轮轴和斜面也能省力及其做功情况；了解机械发展史及对社会发展的作用。 教学难点：知道轮轴和斜面也能省力及其做功情况。 教学过程 情景导入 教师演示用手拧螺丝，但拧不动，让班上的大力士也用手拧拧看，依然拧不动。 师：谁有办法将螺丝拧动？学生发表各自的看法，有学生提议用扳手来拧螺丝。教师可以请一位力气较小的女生用扳手来拧螺丝。 师：同学们，刚才这位力气较小的女同学用扳手将螺丝拧动了，这说明扳手起到了省力的作用。生活中有很多地方使用各种机械方便我们的生活，就让我们一起进入本节的学习，了解它们的工作原理吧！ 教学活动 一、简单机械的家族 1.轮轴。 教师用多媒体播放生活中各种简单机械的使用视频。 教师引导学生总结出轮轴的概念。 阅读教材P104，讨论交流：从杠杆到轮轴。如图11-5-2。 生1：由一个轴和一个大轮组成，并能绕共同的轴线转动的简单机械叫轮轴。 生2：轮轴上中间靠近转动轴线半径较小的是轴，离轴线较远半径较大的是轮。 生3：动力一般是作用在轮上，阻力作用在轴上，因此轮轴是省力机械。 教师引导学生分析：轮轴也相当于一个杠杆。如图，轮和轴的中心O点是支点，作用在轮上的力F1是动力，作用在轴上的力F2为阻力，轮半径为R，轴半径为r，由杠杆平衡条件可知F1R=F2r，R＞r，F1＞F2，所以轮轴省力。 师：生活中有哪些机械可以抽象成轮轴？ 生：船舵、门的把手、螺丝刀、单车的踏板等。 师：动力作用在轮上，轮轴是一个省力杠杆，但费距离；如果动力作用在轴上，轮轴又将起到什么作用？ 生：如果动力作用在轴上，轮轴费力但省距离。 师：简单介绍自行车的传动装置。 总结：（多媒体展示） （1）轮轴：由两个半径不等的圆柱固定在同一轴线上组成，大的称为轮，小的称为轴。 （2）轮轴主要功能：一是改变用力大小；二是改变物体的运动速度。 （3）轮轴不能省功。它实现直线运动和圆周运动的相互转化，是机械传动的重要装置。 注意：轮轴使用时，当轮半径是轴半径的n位时，在不计摩擦情况下，作用在轮上的力的大小为作用在轴上的力的大小的n分之一。 2.斜面。 师：斜面是一个与水平面成一定夹角的倾斜平面。了解了轮轴，再来讨论斜面为什么也是简单机械，这种简单机械对我们有什么用呢？请同学们想想骑自行车上坡直线行驶和弯曲行驶时的情景，然后按教材P105图11-5-5的模拟实验做一做。 学生操作、讨论，然后交流。 生1：使用斜面看起来是费了距离，但是省了力，如果从山下直通山顶需要很大的力，不容易爬上去，而沿着弯弯曲曲的盘山公路行走就可以用较小的力爬上山顶。 生2：我们常见的螺丝钉就可以认为是一种斜面。 斜面省力原理： 根据功的原理（不计斜面摩擦），即没有额外功，得W有=W总，Gh=FL，所以F=Gh/L。 总结： （1）斜面是与水平面成一定夹角的倾斜平面，斜面是一个费了距离但能省力的简单机械。 （2）斜面长是斜面高度的n倍时，在不计摩擦的情况下，所用的推力为物重的n分之一。 螺旋———特殊的斜面。 阅读教材P106，讨论交流：螺旋———特殊的斜面。如图11-5-6。 螺旋可以看作是绕在圆柱上的斜面。 螺旋除了省力，还可以将螺旋运动与沿轴向的运动进行相互转化。 师：斜面在生活和生产中也有许多的应用，希望同学留心观察，做生活的有心人。 ... ...