简单机械--教学设计15页

1、第九章 简单机械 第一节 杠杆 一、教案背景：活动准备首先由父子俩玩跷跷板的情境图引入，然后提示了课堂探究所必备的典型的实验材料。本课的探究活动，分两个环节进行。第一个环节，初步认识杠杆的作用，展示杠杆的三点示意图。第二个环节是设计实验，研究杠杆的作用。 自由活动中给出了杠杆在生活中应用的多幅图片，让学生关注科学技术与生活的密切联系。拓展活动中展示图片，激励学生将杠杆与艺术设计有机结合；接着让学生找一找人体中的杠杆，侧重科技与人文。实际上课过程中，为了引发学生继续探究的欲望。二、教材分析： 本节的引入面向学生的生活，学生在生活中使用过或看到过很多机械，由此引入对简单机械的研究，体现了从生活走向

2、物理的课程理念。接着让学生亲自体验使用钳子、锤子、起子能省力，从而提出为什么能省力。为学生创设了一个问题情境，激发了学生强烈的求知欲望。 三、教学目标1、知识与技能 （1）学生通过观察生活和生产劳动中的各种杠杆，提取其共同特征。（2）学生能在杠杆上确认支点、动力、动力臂、阻力、阻力臂。 （3）学生学会画力臂（4）让学生能理解杠杆的平衡条件2、过程与方法 （1）学生通过观察和实验，了解杠杆的结构。 （2）学生通过参与科学探究活动，能对杠杆的平衡进行猜想与假设，并设计出实验方案，对获得的信息进行处理，得出杠杆平衡的条件。 3、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以及关注历史、

3、关注科学的意识。四、教学重难点重点：1、杠杆的五要素 2、 杠杆的平衡条件难点：力臂的画法 5、 教学方法： 自主学习 合作学习 实验探究 讨论质疑 精讲点拨六、教学过程学生自主进行活动（一）：让学生在小组内展示预习结果教师引导学生进行活动（二）认识杠杆，了解杠杆的概念1、 教师用多媒体展示图片，引入新课2、 教师参与小组讨论：在小组内展示或描绘杠杆的使用过程，总结其共同的特点3、教师提问：在现实生活中，你还能举出哪些杠杆的实例呢？教师引导学生阅读课本图13.4-3，学生思考：人类利用杠杆的目的是什么？教师引导学生进行小组活动（三）：了解杠杆的五要素为了进一步掌握杠杆的五要素，教师让学生进行一

4、下跟踪练习（1）画出下列各力的力臂。(3) （2）通过画力臂，教师启发学生思考：力臂是一定在杠杆上吗？若一力作用在杠杆上，作用点不变，但作用方向改变，力臂是否改变？（3）让学生对力臂的画法进行总结。教师对学生的总结进行展示。教师让学生利用课桌上的器材进行小组实验活动（四）：实验探究：杠杆的平衡条件教师提问，学生思考：我们在使用杆秤的时候，什么时候读数？那么杠杆平衡具备什么样的条件呢？让学生进行猜想，教师板书学生的猜想。教师让学生在小组讨论一下问题：1、（1）杠杆的平衡状态，我们选择哪一种？如果静止，那么让杠杆在哪一位置静止？为什么？（2）如何让杠杆在水平位置静止？2、实验步骤实验步骤参考链接地

5、址：3、学生进行实验探究，教师巡回参与指导，点拨。实验次数动力F1(N)动力臂L1(cm)F1L1(Ncm)阻力F2(牛)阻力臂L2(cm)F2L2(Ncm)1234、师生共同总结实验结论，教师用多媒体展示结论。教师引导学生进行课堂小结：本节课你有哪些收获？教师对学生本节课的学习进行达标检测：1两个小孩坐在跷跷板上，恰好处于平衡，此时 A.两个小孩重力一定相等B.两个小孩到支点的距离一定相等C.两个小孩质量一定相等D.两边的力臂与小孩重力的乘积相等2、画出下列两力的力臂3如果作用在杠杆上的动力是80 N，动力臂是40 cm，阻力臂是10 cm，杠杆平衡时，阻力是_。教师精心设计练习题，让学生巩

6、固提高训练图11如图1所示要使杠杆平衡，作用在A点上的力分别为F1 、F2 、F3 ，其中最小的力是 A.沿竖直方向的力F1最小B.沿垂直杠杆方向的力F2最小C.沿水平方向的力F3最小D.无论什么方向用力一样大3有一根1.5 m长的杠杆，左端挂300 N的物体，右端挂500 N的物体，若不计杠杆重力，要使杠杆平衡，支点应在什么位置？如果两端各加100 N的重物，支点应向哪端移动？移动多少？4、取一根粗细均匀的铁丝，在中点用细线悬挂起来，铁丝刚好平衡；若把它右半段对折起来，那么它是否还能保持原来的平衡状态？2如图2所示，用一个小小的弹簧秤，竟然称出了大象的重，他用了一根10 m长的槽钢，当槽钢呈

7、水平平衡时，弹簧秤和大象到悬挂点的距离分别是9.54 m和0.06 m，若弹簧秤指示着20 kg的重量，则大象和铁笼共重约_t。七、教学反思：上完这节课，我有一个深刻的体悟：教学的过程是教与学的交往、互动的过程，是师生双方相互交流、相互沟通、相互启发、相互促进的过程。在这个过程中，教师既要放手让学生自主探究，又要适时点拨、引导、讲授，为学生顺利自主探究提供有力的帮助。我在对于杠杆五要素的教学过程中，改变了过去直接讲授的方式，而是让学生在主动学习的过程中和对影响杠杆平衡因素的认识中，通过师生交流合作，引出杠杆的五要素。特别是力臂概念的引出，我考虑了很长时间，如果直接引出，可以节省时间，但不利于学

8、生对力臂的理解和记忆，最后我通过在对“影响杠杆平衡因素”的简化合并的方法研究中，引出力臂的概念，这样符合了学生的认知规律。对“杠杆平衡条件”采用探究式教学。通过漫画情景的创设，让学生在愉快的氛围中产生疑问，提出了要探究的问题，然后，通过等式观念的讲解，使学生在明白“如何处理几个量之间的关系”的方法中，对杠杆平衡条件进行了猜想，既提高了学生学习的积极性，又使学生学会了处理问题的方法。关于“杠杆应用”的教学，采用了学生自主获取知识的方法，既培养了学生自学的能力，又加深了学生对“学习物理的最终目的就是应用物理知识解决生活中的实际问题”的认识。这一环节既充分体现了“物理来源于生活，又走向生活”的新课程

9、理念，又让学生在交流中分享了彼此间的思考、经验和知识，从而达到了共同发展和提高的目的。9.2 滑轮1、教学目标1、知识与技能 （1）初步认识定滑轮和动滑轮，了解这两种滑轮在生活和实际中的应用。（2）明确定滑轮和动滑轮的实质是变形杠杆。（3）知道定滑轮和动滑轮组合在一起使用可以组成滑轮组，达到既省力又能改变力的方向的目的。2、过程与方法 （1）学生通过观察和实验，了解滑轮的结构。 （2）学生通过参与科学探究活动，能设计出实验方案，对获得的信息进行处理。 3、情感、态度与价值观 通过本节的学习，初步了解透过现象看本质的思想方法。2、教学重难点重点：定滑轮和动滑轮的特点及它们的实质难点：动滑轮的瞬时

10、支点的确定方法 根据设计要求，连接滑轮组的绕绳方法3、教具：铁架台、滑轮两个、长细绳、钩码四个、滑轮组（由两个滑轮组成的）两个4、教学过程：一、初步认识滑轮1提出问题：如何把木料运到楼上？ 做一做：选择合适的器材做一个模型，试一试能否实现自己的设想。2介绍滑轮的结构：主要部分是能绕轴转动的轮子。观察使用时的情景：a.使用时滑轮轴的位置固定不动；这种滑轮称为定滑轮；b.使用时轴的位置随被拉物体一起运动，这种滑轮称为动滑轮。3.请学生举出生活和生产中应用滑轮的实例，并指出分别是哪一种滑轮。4.说明滑轮是一种简单机械。二、探究使用定滑轮的特点1按右图所示方式组装定滑轮。2在它的左侧挂钩码，右侧竖直向

11、下拉弹簧测力计，观察比较弹簧测力计示数与钩码所受重力的关系。（将实验数据记录在表中）3改变弹簧测力计拉力的方向，再进行观察和比较。4改变钩码的个数，重做上述实验。实验次数钩码所受的重力F2/N弹簧测力计的示数F1/N1235分析表中的数据，得出的结论是：使用定滑轮不能省力，但可以改变动力的方向。三、探究使用定滑轮的特点1按右图所示方式组装动滑轮。2竖直向上拉弹簧测力计，使钩码保持平衡态，读出弹簧测力计示数，并思考这个示数与钩码所受重力的关系。（将实验数据记录在表中）3改变钩码的个数，重做上述实验，进行观察和比较。实验次数钩码所受的重力F2/N弹簧测力计的示数F1/N1234分析表中的数据，得出

12、的结论是：使用动滑轮能省一半力，但不能改变动力的方向。补充实验：改变弹簧测力计拉力的方向，再进行观察和比较。四、课堂练习和作业：1工厂为了搬运一个笨重的机器进车间，某工人设计了如图所示的四种方案(机器下方的小圆表示并排放置的圆型钢管的截面)，其中最省力的方案是 ( )旗杆顶端的滑轮、塔吊提起重物时下端的动滑轮、电梯上的滑轮等。可以发现，当弹簧测力计斜向上拉时，拉力的示数会变大。2. 如图所示，用滑轮按甲、乙、丙三种方式拉同一重物在相同的水平面上做匀速直线运动，拉力分别为F1、F2、F3，比较它们的大小，其中正确的是 （ ） AF1=F2=F3 BF1F2F3CF1F3F2 DF3F1F23课本

13、P31 课课练第二节第二课时：定、动滑轮的实质及滑轮组的组装与特点一、纠正作业中的错误：1滑轮的识别，尤其是乙图中的滑轮，它是动滑轮，作用力作用在中心的轴上，虽然费力但是省距离。2讲清动滑轮重力不能忽略的情况下，如何判断绳子自由端的拉力。二、讨论定滑轮和动滑轮的实质1回忆杠杆的五个要素，找出定滑轮支点，确定其动力臂和阻力臂的大小关系。2请学生根据以上分析，解释为什么斜着拉动重物时，拉力的大小不变。3得出结论：定滑轮实质是一个等臂的杠杆。【答】C【答】B4找出动滑轮的支点，强调这是一个瞬时支点，拉力的方向一定要竖直向上，确定其动力臂和阻力臂，并比较其的大小关系。（动力臂是阻力臂的2倍）5请学生进

14、一步分析，解释为什么斜着拉动重物时，拉力的大小会变大（动力臂变小）。6得出结论：动滑轮实质是一种能省力的杠杆。三、滑轮组1定义：将定滑轮和动滑轮组合在一起的组合装置称为滑轮组。2特点：既能省力又能改变力的方向重物和动滑轮的重力由几段绳子承担，提起重物所用的力就是物重的几分之一。四、简单滑轮组的设计与组装组装口诀：单从动，双从定，从里向外绕。例：按照要求组装下列滑轮组。（动滑轮自重不计）用G/2的力提起重物；用G/3的力提起重物。五、课堂练习：如图所示，每个钩码的质量是50g，滑块A在钩码的作用下恰能沿水平面匀速滑动，那么滑块A受到的摩擦力是 ( ) A294 N B196 N C098 N D

15、049 N六、作业：1标出甲、乙滑轮的支点O，并画出动力臂和阻力臂。21人站在二楼阳台上，要将楼下700N的重物拉上来，绳子的最大承重是300N，应怎样设计滑轮组，能将重物提起且使用滑轮的个数最少(滑轮重及摩擦不计)?3课课练9.3 功的原理一、教学目标1.知识与技能：（1）了解功的原理，知道使用任何机械都不省功。（2）会应用功的原理进行简单的计算。2.过程与方法：动手实验，通过对数据的分析发现规律。3.情感态度与价值观：体验实验成功的快乐，增加对物理课的兴趣。二、重点和难点重点：使用任何机械都不省功。难点：实验数据的获得。三、教学过程（一）导入：（二）复习提问：1、做功的两个必要因素是什么？

16、2、计算功的公式和单位是什么？提问：使用杠杆、滑轮这些简单机械有的能够省力，有的能够省距离。是不是也能省功呢？今天我们就来探究这个问题。（三）自主学习：1组织学生完成课本本节实验l、2。学生自己实验。教师巡回指导。（1）明确实验目的是研究使用杠杆（或滑轮）提升重物时能不能省功？即手对杠杆（或滑轮）做的功与杠杆（或滑轮）对重物做的功是否相等。（2）明确实验中动力就是手的拉力，阻力的大小等于钩码重。图9.31，实验是利用杠杆的平衡条件算出手对杠杆的拉力。图9.32,实验中手对动滑轮的拉力由动滑轮的特点得出。钩码重Gmg。（3）测量砝码提升的高度和手移动的距离时，把两个刻度尺分别竖直放在砝码及手旁，

17、记下砝码和手的起始位置。当用杠杆（或动滑轮）提升砝码到一定高度时，再记下砝码和手的终了位置，求出砝码升高的高度h（米）和手移动的距离s（米）。（4）实验中，杠杆和动滑轮的重及杠杆和滑轮在运动中的摩擦力忽略不计，因为实验研究的是理想机械。（5）按课文实验1、2，并参照图9.31、图9.32组装实验器材，将实验结果填入课文表格中，写出实验结论。2总结实验结论（1）学生报告实验记录数值和实验结论。教师将几组数值记于黑板一或事先画好表格的小黑板）上。（2）实验表明：利用杠杆提升砝码，使用杠杆所做的功Fs（焦）和直接用手所做的功Gh（焦）相等，即使用杠杆不能省功。利用动滑轮提起砝码，使用滑轮做的功Fs和

18、直接用手所做的功Gh相等，即使用动滑轮也不能省功。总结出功的原理并板书：功的原理使用机械不能省功。这个结论叫做功的原理。功的原理对任何机械都适用。3提问：使用任何机械都不省功，为什么人们还要使用机械呢？（课文后“想想议议”）要求答出：可以省力，或省距离，或改变动力的方向，使用方便等好处。4例题：课本章后习题3、4。教师板演讲解。首先弄清已知条件、物理过程。（四）合作学习：由学生自由发言，主要谈在本次实验中的操作上的失误，设计上的失误，改进和完善的方法，得到的启示等。 学生实验成功了固然可喜，但失败了也并不可怕，失败了只要找出了失败的原因也是一种成功，所以评估交流是在探究活动结束后必不可少的一个

19、过程。把别人的成功作为一种收获，把别人的失败作为一种教训，为在以后的实验探究中少出现或不出现类似的失误打下基础。（五）练习反馈：1机械师设计制造的任何机械都遵循_原理，使用机械的目的是省_或者省_，但不能省_。2斜面长是斜面高的几倍，所用的推力就是物体重的_。可见，当物体升高相同的高度，斜面越长推力越_，即越省_。3有一斜面高h=1米，长L=4米，重200牛的重物在沿光沿斜面向上的拉力F的作用下,匀速到达斜面顶端，根据功的原理。F=_牛，斜面对重物的摩擦力为_牛，如果斜面高度不变，要使拉长更小些,则必须使斜面的长度_（选填“变大”、“变小”或“保持不变”）。4用一根杠杆把一个重120牛的物体匀

20、速举高0.3米，而杠杆的动力作用点下降0.9米，则动力做的功是_焦，动力是_牛，动力臂与阻力臂之比是 _（不计杠杆的重力和摩擦阻力）。5山区里常常可看见挑夫挑着重物上山，在斜坡上走S形路线，他们这是为了 （ ） A使人做的功少一点 B使人省力一些C不为什么，这是他们的习惯 D以上说法都不对6.用图所示的甲、乙两种装置将同一物体升高1米，如果不计摩擦和滑轮重，那么拉力F所做的功是（ ）A甲多 B乙多 C一样多 D不能比较7.如图所示，利用滑轮组用拉力F=15牛将重物匀速提升2米，若滑轮的重力及摩擦不计，则拉力做的功为 （ ）A15焦 B30焦 C60焦 D90焦8.如图所示。将绳子的一端拴在光滑

21、斜面的顶端，使绳绕过圆木，用手拉住绳子的另一端，将圆木拉上斜面。已知圆木的质量为20千克，斜面长4米，高1米，不计摩擦，求手的拉力和拉力所做的功。四、检测总结：1.“功的原理”的内容是_，它的别一种表述是_。2.两个斜面，它们的高相等，斜面的长度_的更省力。(填“大”或“小”)3.将重G牛顿的物体沿长l米，高h米的斜面推到它的顶端，所用推力为F。克服重力做的功是_焦耳，利用斜面推力做的功是_焦耳，如果斜面是光滑的，根 据功的原理，则有_。4.用手直接把重为G牛顿的钩码提高h米，需要做的功W1=_，用动力臂是阻力臂n倍的杠杆，将此钩码提高h米，需动力=_G，手移动的距离h2=_h，动力所做的功W

22、2=_，可见W1_W2，由此验证了_的正确性。5.光滑斜面长4米，高1.5米.将重200牛顿的物体沿斜面推上去，推力至少是_牛顿。6.某同学骑自行车上坡时走的是“S”形路线，他这样是为了_。7.使用下列简单机械，在不考虑各种损失的情况下，总是能够省力的有：_。(A) 杠杆；(B) 定滑轮；(C) 动滑轮；(D) 轮轴；(E) 斜面。8“功的原理”就是：_。(A) 物体做功决定于力的大小和物体受力方向移动距离的乘积；(B) 利用任何机械所做的功，都等于不用机械而直接手所做的功；(C) 外力对物体做功等于物体克服阻力做功；(D) 使用任何机械都不省功。9关于功的原理，下面说法中正确的是 ( )(A

23、)如果考虑到摩擦和机械自重，功的原理就不适用了(B)如果一个机械省力，另一个机械省距离，把这两个机械组合起来的装置可以既省力、又省距离(C)利用机械所做的功，一定小于不用机械直接用手做的功(D)任何机械都不能既省力，同时又省距离10使用简单机械，下面目的达不到的是 ( )(A)省力 (B)省功 (C)改变力的方向 (D)少移动距离11某斜面的高是斜面长的13，若不计摩擦，600牛顿的重物沿斜面匀速上推时，推力的大小是：( ) (A)200牛顿 (B)1800牛顿 (C)300牛顿 (D)720牛顿12沿光滑斜面向上拉同一个物体，下列说法正确的是（ ）(A)斜面长的用力一定小 (B)斜面高度小的

24、用力一定小(C)斜面高跟长的比值大的用力小 (D)斜面高一定，斜面长的用力小13已知光滑斜面的高为h，长为l。利用功的原理推导：将重G的物体匀速推上去，所用的推力F是多大？14功的原理告诉我们，使用任何机械都不能省功，那么，我们为什么还要使用机械？9.4机械效率1、学习目标1. 理解什么是有用功、额外功和总功. 2.理解什么是机械效率.3.会计算简单机械的机械效率.2、重难点学习重点：理解什么是有用功、额外功和总功. 机械效率学习难点：会计算简单机械的机械效率.3、学 习 流 程一走进课本（一）课前复习及预习：利用如图所示滑轮组将重100N的物体匀速提起，若动滑轮自重20N，不计绳重和摩擦，请

25、仔细观察和思考：几段绳子承担物体和滑轮的总重？拉力F是多少？若物体被提升了6m，绳子被拉下来几米？这个人做了多少功？若不用滑轮组直接把物体提高6m，需对物体做多少功？想一想，为什么用滑轮组需要做更多的功？练习1：用桶从井中提水的时候，对 做的功是有用功，对 做的功是额外功。如果桶掉进井里，从井里捞桶时，捞上来的桶带有一些水，这时对桶做的功是 功，对水做的功是 功。二感悟课本活动一：机械效率用三种方法把沙子运上三楼，如图所示，根据图中数据算出三种方法所做有用功的大小均为_，其中哪一种方法做的总功最多？ 哪一种方法做的总功最少？ 机械效率的定义：机械效率的公式：练习2：计算“准备活动”的机械效率：机械工作时因为额外功是不可避免的，故_功总大于_功，所以机械效率总是_1.活动三：提高机械效率比较各小组所测滑轮组的机械效率，你觉得其他组的机械效率比你们高（低）的原因是什么？你认为采取哪些措施可以提高滑轮组的机械效率？练习3：某实验小组在测滑轮组机械效率的实验中得到的数据如表所示，实验装置如下图：甲 乙物理量123钩码重G（