综合实践活动 设计、制作一个机械模型 教学设计-2024-2025学年苏科版物理九年级上册

综合实践活动设计、制作一个机械模型教学设计--2024-2025学年苏科版物理九年级上册科目授课时间节次--年—月—日（星期——）第—节指导教师授课班级、授课课时授课题目（包括教材及章节名称）综合实践活动设计、制作一个机械模型教学设计--2024-2025学年苏科版物理九年级上册教学内容分析1.本节课的主要教学内容：设计、制作一个机械模型。

2.教学内容与学生已有知识的联系：本节课内容与课本“机械原理”章节紧密相关，学生需运用所学力学、运动学等知识，结合实际，设计并制作一个机械模型。核心素养目标培养学生运用物理知识解决实际问题的能力，增强创新意识和实践能力。通过设计、制作机械模型，提升学生的科学探究素养，培养其工程思维和团队合作精神。同时，激发学生对物理学科的兴趣，培养其严谨求实的科学态度和终身学习的意识。教学难点与重点1.教学重点，

①机械模型的创意设计：学生需理解并应用杠杆、滑轮、齿轮等基本机械原理，设计出具有实际功能的机械模型。

②模型制作过程中的物理知识应用：学生在制作过程中，需要运用力学、运动学等物理知识，确保模型能够按照预期工作。

2.教学难点，

①复杂机械模型的分解与组合：学生需要学会如何将复杂的机械模型分解为基本单元，并理解各单元之间的相互作用。

②模型制作过程中的问题解决：在制作过程中，学生可能会遇到各种实际问题，如材料选择、结构稳定性等，需要运用创新思维和物理知识来解决。

③模型性能的优化：学生需要通过调整设计参数和结构，优化模型的性能，使其达到最佳工作状态。这要求学生对物理原理有深入的理解和灵活运用。教学资源准备1.教材：确保每位学生都有本节课所需的苏科版物理九年级上册教材，包括“机械原理”章节内容。

2.辅助材料：准备与教学内容相关的图片、图表、视频等多媒体资源，用于展示机械原理的实例和应用。

3.实验器材：准备杠杆、滑轮、齿轮等基本机械原理的模型或实物，以及用于测试模型性能的量具。

4.教室布置：设置分组讨论区，确保每组有足够的空间进行模型设计；布置实验操作台，方便学生进行模型制作和测试。教学过程1.导入（约5分钟）

-激发兴趣：展示一些生活中常见的机械装置，如自行车、电梯等，提问学生这些装置是如何工作的，引发学生对机械原理的好奇心。

-回顾旧知：简要回顾杠杆、滑轮等简单机械的基本原理，帮助学生复习相关知识点。

2.新课呈现（约30分钟）

-讲解新知：详细讲解本节课的主要知识点，包括齿轮、连杆、斜面等复杂机械的工作原理。

-举例说明：通过具体例子，如汽车发动机、起重机等，展示复杂机械在实际应用中的功能和原理。

-互动探究：引导学生分组讨论，根据所学知识设计一个简单的机械模型，并预测其工作效果。

3.实践操作（约45分钟）

-学生活动：学生根据讨论结果，开始动手制作机械模型。教师巡回指导，确保学生正确使用工具和材料。

-教师指导：针对学生在制作过程中遇到的问题，及时给予指导和帮助，确保学生能够顺利完成模型制作。

4.性能测试（约15分钟）

-学生活动：学生完成模型制作后，进行性能测试，观察模型是否按照预期工作。

-教师指导：指导学生记录测试数据，分析模型性能，并讨论如何改进设计。

5.总结与反思（约10分钟）

-教师总结：回顾本节课所学内容，强调机械原理在实际生活中的应用。

-学生反思：引导学生思考所学知识在生活中的实际应用，以及如何运用物理知识解决实际问题。

6.布置作业（约5分钟）

-学生活动：布置作业，要求学生回家后设计一个具有实际功能的机械模型，并撰写设计报告。

-教师指导：告知学生作业要求和提交时间，鼓励学生积极参与。

7.课后拓展（约10分钟）

-学生活动：鼓励学生在课后查阅相关资料，了解更多机械原理和实际应用。

-教师指导：提供拓展资源，如网站、书籍等，帮助学生进一步学习。教学资源拓展1.拓展资源：

-机械原理的历史与发展：介绍机械原理的起源、发展历程以及著名发明家的事迹，如阿基米德、牛顿等。

-机械原理在现代科技中的应用：探讨机械原理在航空、航天、汽车、建筑等领域的应用实例。

-机械原理与生活：分析机械原理在日常生活中各种工具和设备中的应用，如洗衣机、空调、电梯等。

-机械原理与工程：介绍机械原理在工程设计和制造过程中的应用，如机械设计、自动化控制等。

2.拓展建议：

-学生可以阅读关于机械原理的科普书籍，如《机械原理入门》、《机械工程手册》等，以加深对机械原理的理解。

-观看与机械原理相关的纪录片或教学视频，如《走进机械世界》、《机械原理动画教程》等，通过视觉和听觉的结合提高学习兴趣。

-参与学校的科技活动或创新大赛，将所学知识应用于实践，设计并制作具有创新性的机械模型。

-在网络平台上关注机械工程领域的最新动态，如学术论文、技术博客等，了解机械原理在工程领域的最新应用和发展趋势。

-与同学组成学习小组，共同研究机械原理的难点和疑点，通过讨论和合作解决问题。

-在课外时间参观机械工厂或实验室，实地了解机械原理在实际生产中的应用和操作过程。

-阅读有关机械设计的历史文献和专利，了解不同时代机械设计的特点和演变过程。

-通过模拟软件进行机械设计练习，如SolidWorks、AutoCAD等，提高设计能力和空间想象力。典型例题讲解1.例题一：一个杠杆，动力臂是阻力臂的2倍，若动力是阻力的一半，求杠杆的平衡条件下的动力和阻力大小。

解答：设动力为F1，阻力为F2，动力臂为L1，阻力臂为L2。根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2，且L1=2L2，F1=0.5F2。代入得：

0.5F2*2L2=F2*L2

F2=2N

F1=0.5*F2=1N

答案：动力F1=1N，阻力F2=2N。

2.例题二：一个斜面高h，长l，一物体从斜面顶端滑到底端，不计摩擦力，求物体的速度v。

解答：根据机械能守恒定律，物体的势能转化为动能，即mgh=0.5mv²。解得：

v=√(2gh)

代入h和l的数值（具体数值取决于实际情况），可求出物体速度v。

答案：物体速度v=√(2gh)。

3.例题三：一个滑轮组，由两个滑轮组成，动滑轮的半径为r，物体质量为m，求提升物体时所需的力F。

解答：由于滑轮组的绳子绕过两个滑轮，因此力的作用距离为绳子绕滑轮的总长，即2πr。根据功的原理，F*2πr=mgh。解得：

F=mg/(2πr)

答案：所需的力F=mg/(2πr)。

4.例题四：一个物体在水平面上受到一个斜向上的拉力F，物体与地面之间的动摩擦因数为μ，求物体在拉力作用下沿水平面加速运动的加速度a。

解答：首先，将拉力F分解为水平分力F_x和竖直分力F_y。水平分力F_x是物体加速运动的驱动力，而竖直分力F_y与物体所受的重力mg平衡。根据牛顿第二定律，水平方向上的力F_x-f=ma，其中f是摩擦力，f=μmg。代入得：

F_x-μmg=ma

F_x=ma+μmg

由于F_x=F*cosθ，其中θ是拉力F与水平面的夹角，代入得：

F*cosθ-μmg=ma

a=(F*cosθ-μmg)/m

答案：物体在拉力作用下沿水平面加速运动的加速度a=(F*cosθ-μmg)/m。

5.例题五：一个物体在粗糙斜面上受到重力、支持力和摩擦力的作用，若物体保持静止，求斜面的倾斜角度θ。

解答：物体在斜面上保持静止，说明物体所受合力为零。将重力mg分解为平行斜面和垂直斜面的分力，分别为mg*sinθ和mg*cosθ。摩擦力f=μmg*cosθ。由于物体保持静止，垂直斜面方向上的力平衡，即支持力N=mg*cosθ。代入摩擦力公式得：

μmg*cosθ=mg*sinθ

θ=arctan(μ)

答案：斜面的倾斜角度θ=arctan(μ)。作业布置与反馈作业布置：

1.设计并绘制一个简单的机械模型图，包括杠杆、滑轮或齿轮等基本机械元件，并标注出各部分的名称和功能。

2.根据所学知识，分析一个生活中常见的机械装置（如自行车、剪刀、剪刀梯等），解释其工作原理，并计算其动力臂和阻力臂的长度。

3.制作一个简单的机械模型，如一个杠杆或滑轮组，并记录实验过程中使用的材料、工具以及实验步骤。

4.针对实验中遇到的问题，提出解决方案，并讨论如何优化模型设计以提高其性能。

5.阅读关于机械原理的科普文章或书籍，总结机械原理在现代社会中的重要性和应用领域。

作业反馈：

1.对于设计绘图作业，教师将检查学生是否正确理解和应用了机械元件的名称和功能，是否能够将理论知识与实际应用相结合。

2.在分析机械装置的作业中，教师将评估学生对机械原理的理解程度，以及是否能够正确计算动力臂和阻力臂的长度。

3.对于制作机械模型的作业，教师将检查学生的动手能力，模型的结构是否稳定，以及是否能够根据实验结果调整模型设计。

4.在讨论和解决问题时，教师将关注学生的创新思维和团队合作能力，以及是否能够提出合理的解决方案。

5.对于阅读总结作业，教师将评估学生的信息提取能力和总结能力，以及是否能够理解机械原理在现代社会中的重要性。

反馈建议：

1.对于设计绘图作业，教师将指出学生在绘制模型图时可能出现的错误，如元件位置错误、标注不清等，并提供正确的绘制方法。

2.在分析机械装置的作业中，教师将针对学生的计算错误或原理理解不足，提供正确的计算公式和原理解释。

3.对于制作机械模型的作业，教师将针对学生的模型设计问题，提出改进建议，如增加支撑结构、优化材料选择等。

4.在讨论和解决问题时，教师将鼓励学生提出不同的观点，并引导学生通过实验验证或理论分析来支持自己的观点。

5.对于阅读总结作业，教师将帮助学生梳理机械原理在不同领域的应用，并引导学生思考如何将所学知识应用于实际生活。教学反思教学反思

今天上的这节课，是关于机械模型的设计与制作。我觉得整体来说，课堂氛围还不错，学生们参与度较高，但也存在一些需要改进的地方。

首先，我觉得课堂导入部分做得还可以。通过展示一些生活中的机械装置，激发了学生的兴趣，让他们对机械原理有了初步的认识。但是，我也发现有些学生对于这些机械装置的工作原理还是不太理解，所以在讲解新知的时候，我可能需要更加细致地解释，让他们能够更好地理解。

在讲解新知的过程中，我尽量用简单易懂的语言，结合具体的例子，帮助学生理解杠杆、滑轮、齿轮等基本机械原理。我发现，学生们对于这些原理的理解还是比较到位的，但是在实际操作中，他们还是会有一些困难。比如，在制作机械模型的时候，他们可能会遇到材料选择不当、结构设计不合理等问题。这说明，我在讲解原理的同时，也需要加强对实践操作的指导。

在实践操作环节，我安排了分组讨论和动手制作，希望学生们能够通过合作学习，共同解决问题。但是，在实际操作过程中，我发现一些小组的合作并不顺畅，有的学生过于依赖其他同学，自己没有动手实践。这让我意识到，在今后的教学中，我需要更加注重培养学生的独立思考和动手能力。

此外，我还发现，在讲解复杂机械模型时，学生的接受程