2019年暑假学习共同体苏科版九年级物理　第11章简单机械一、杠杆教学案

2019年暑假学习共同体苏科版九年级物理第11章简单机械——杠杆教学案一、教学内容本节课的教学内容选自苏科版九年级物理第11章简单机械——杠杆。杠杆是物理学中的重要概念，本节课主要让学生了解杠杆的基本原理，掌握杠杆的分类和特点，以及如何应用杠杆原理解决实际问题。具体内容包括：1.杠杆的定义和分类2.力臂和杠杆平衡的条件3.杠杆的应用实例4.杠杆的效率二、教学目标1.了解杠杆的定义和分类，掌握杠杆平衡的条件，能运用杠杆原理解决实际问题。2.培养学生的观察能力、动手能力和思维能力，提高学生对物理学的兴趣。3.培养学生合作学习、讨论问题的能力，提高学生的综合素质。三、教学难点与重点重点：杠杆的定义、分类和特点，杠杆平衡的条件，杠杆的应用。难点：杠杆平衡条件的理解和应用，杠杆效率的计算。四、教具与学具准备教具：杠杆模型、滑轮组、力传感器等。学具：学生实验器材、练习题、PPT等。五、教学过程1.实践情景引入：展示生活中常见的杠杆现象，如撬棍、剪刀、钳子等，引导学生关注杠杆在生活中的应用。2.知识讲解：介绍杠杆的定义、分类和特点，讲解杠杆平衡的条件，并通过实例进行分析。3.动手实验：学生分组进行实验，观察和记录杠杆的平衡条件，验证杠杆原理。4.例题讲解：分析典型例题，引导学生运用杠杆原理解决问题。5.随堂练习：布置练习题，让学生巩固所学知识。7.拓展延伸：讨论杠杆在现代科技中的应用，如航天器、桥梁等。六、板书设计板书内容：1.杠杆的定义和分类2.力臂和杠杆平衡的条件3.杠杆的应用实例4.杠杆的效率七、作业设计1.题目：计算下列杠杆的力臂和杠杆效率。例题：一把剪刀，重力为2N，手柄长度为0.3m，刀片长度为0.1m，剪切力为1N，求剪刀的力臂和杠杆效率。答案：力臂为0.3m，杠杆效率为50%。2.题目：运用杠杆原理，设计一个省力的提水方案。答案：可以使用滑轮组和杠杆组合，通过改变滑轮组的位置和杠杆的长度，实现省力提水。八、课后反思及拓展延伸1.课后反思：本节课通过实例和实验，让学生掌握了杠杆的基本原理和应用，但在讲解杠杆效率时，部分学生仍存在理解困难。在今后的教学中，应加强leverageefficiency的讲解，并结合实际问题，让学生更好地理解杠杆效率的概念。2.拓展延伸：让学生探讨杠杆在现代科技中的其它应用，如航天器、桥梁等，并尝试运用所学知识，分析这些实例中杠杆的作用和原理。重点和难点解析在本教学案中，我们需要特别关注的是“杠杆平衡条件的理解和应用”以及“杠杆效率的计算”这两个重点和难点。一、杠杆平衡条件的理解和应用杠杆平衡条件是物理学中的一个基本原理，它指的是在杠杆的两侧作用力与力臂的乘积相等，即力矩平衡。这一条件的理解与应用是本节课的核心内容，也是学生容易混淆和难以掌握的地方。1.理论解析杠杆平衡条件可以用数学公式表示为：\[F_1\timesL_1=F_2\timesL_2\]其中，\(F_1\)和\(F_2\)分别是作用在杠杆两侧的力，\(L_1\)和\(L_2\)分别是力的作用点到杠杆支点的距离，也就是力臂。2.实验验证为了帮助学生理解和验证杠杆平衡条件，教师可以设计一系列的实验。例如，让学生使用实际的杠杆（如撬棒）进行实验，观察并记录不同力臂和力的组合下杠杆的平衡状态。通过实验，学生可以直观地感受到力矩平衡的现象，并进一步理解杠杆平衡条件。3.应用拓展在理解了杠杆平衡条件之后，学生可以应用这一原理来解决实际问题。例如，设计一个简单的机械装置，如平衡尺，让学生通过调整两端的负载来保持杠杆的平衡。这样的实践活动不仅能够巩固学生对杠杆平衡条件的理解，还能够培养他们的创新能力和解决问题的能力。二、杠杆效率的计算杠杆效率是指实际工作过程中，杠杆系统所做的有用功与输入的总功的比值。它是一个重要的物理量，用于衡量杠杆系统的工作效率。1.公式推导杠杆效率的计算公式可以从能量守恒的角度推导出来。假设杠杆系统输入的总功为\(W_{总}\)，杠杆所做的有用功为\(W_{有}\)，则杠杆效率\(\eta\)可以表示为：\[\eta=\frac{W_{有}}{W_{总}}=\frac{F_1\timesL_1\times\cos(\theta_1)}{F_2\timesL_2\times\cos(\theta_2)}\]其中，\(\theta_1\)和\(\theta_2\)分别是作用力\(F_1\)和\(F_2\)与杠杆支点到力的作用点的连线之间的夹角。2.计算实例以剪刀为例，假设剪刀的重力为2N，手柄长度为0.3m，刀片长度为0.1m，剪切力为1N，夹角为45°，则剪刀的杠杆效率可以计算如下：\[\eta=\frac{1\times0.3\times\cos(45°)}{2\times0.1\times\cos(45°)}=\frac{0.3}{0.2}=1.5\]这里的剪刀实际上是一个省力杠杆，因为它的效率大于1，说明输出功大于输入功。3.难点解析杠杆效率的计算对学生来说是一个挑战，因为它涉及到功的概念以及角度的测量。在教学过程中，教师需要引导学生正确理解功的概念，并掌握如何通过实验或者几何关系来确定力和力臂以及夹角。通过实例讲解和反复练习，学生可以逐步掌握杠杆效率的计算方法。通过对杠杆平衡条件的理解和应用以及杠杆效率的计算的深入学习，学生可以更好地理解杠杆的工作原理，并能够将这一原理应用到实际问题中。这对于培养学生的物理学素养和解决实际问题的能力具有重要意义。本节课程教学技巧和窍门一、语言语调1.在讲解杠杆平衡条件时，语调要生动有趣，引导学生关注关键概念。例如，在讲解力臂时，可以强调“力臂是力的作用点到支点的距离”，并通过提问方式让学生思考“为什么力臂的长度会影响杠杆的平衡？”2.在讲解杠杆效率时，可以通过提问引导学生思考“为什么剪刀的效率大于1？”激发学生的好奇心，进一步探讨杠杆效率的计算。二、时间分配1.在课堂教学中，合理分配时间，确保学生有足够的时间理解杠杆平衡条件和杠杆效率的计算。例如，可以将课堂时间分为两部分：一部分用于讲解理论和实验验证，另一部分用于练习和讨论。2.在实验环节，预留充足的时间让学生动手操作，观察并记录杠杆的平衡状态，以便更好地理解杠杆平衡条件。三、课堂提问1.针对关键概念和原理，设计启发式问题，引导学生主动思考。例如，在讲解杠杆平衡条件时，可以提问“如果改变力的大小和力臂的长度，会发生什么变化？”2.在讨论环节，鼓励学生提出问题，充分调动学生的积极性。例如，在讲解剪刀的杠杆效率时，可以引导学生思考“为什么剪刀的效率大于1？”四、情景导入1.利用生活实例导入，激发学生的兴趣。例如，可以展示生活中常见的杠杆现象，如撬棍、剪刀等，并提问“你们知道这些物体为什么能起到省力的作用吗？”2.在导入环节，注意引导学生关注杠杆在实际中的应用，为后续讲解杠杆平衡条件和杠杆效率打下基础。五、教学方法1.