内容正文:
26.2 反比例函数与实际问题(2)
学习目标:
1.通过对“杠杆原理”等实际问题与反比例函数关系的探究,使学生体会数学建模思想和学以致用的数学理念,并能从函数的观点来解决一些实际问题;
2.通过对实际问题中变量之间关系的分析,建立函数模型,运用已学过的反比例函数知识加以解决,体会数学建模思想和学以致用的数学理念;
3.分析实际问题中变量之间的关系,建立反比例函数模型解决问题,进一步运用函数的图象、性质挖掘杠杆原理中蕴含的道理。
学习重点:
利用反比例函数的知识分析、解决实际问题。
学习难点:
分析实际问题中的数量关系,正确写出函数解析式,解决实际问题。
二、情境导入
公元前3世纪,古希腊科学家阿基米德发现:若杠杆上的两物体与支点的距离与其重量成反比,则杠杆平衡。后来人们把它归纳为“杠杆原理”。通俗地说,杠杆原理为:阻力×阻力臂=动力×动力臂。试在下图中标出对应的量。
二、例题讲解1:
例1小伟欲用撬棍撬动一块大石头,已知阻力和阻力臂分别为 1200 N 和 0.5 m。
(1) 动力 F 与动力臂 l 有怎样的函数关系? 当动力臂为 1.5 m时,撬动石头至少需要多大的力?
(2) 若想使动力 F 不超过题 (1) 中所用力的一半,则动力臂l至少要加长多少?
想一想:在物理中,我们知道,在阻力和阻力臂一定的情况下,动力臂越长就越省力,你能用反比例函数的知识对其进行解释吗?
三、巩固训练1:
1.某气球内充满了一定质量的气体,在温度不变的条件下,气球内气体的压强p(Pa)是气球体积V(m3)的反比例函数,且当V=1.5m3时,p=16000Pa,当气球内的气压大于40000Pa时,气球将爆炸,为确保气球不爆炸,气球的体积应( )
A.不小于0.5 B.不大于0.5 C.不小于0.6 D.不大于0.6
2.假定地球重量的近似值为 6×1025 牛顿 (即阻力),阿基米德有 500 牛顿的力量,阻力臂为 2000 千米,请你帮助阿基米德设计,该用多长动力臂的杠杆才能把地球撬动?
3.物理中的杠杆定律:阻力阻力臂=动力动力臂。
(1)当阻力和阻力臂分别是1200牛和0.5米时动力F和动力臂L有何关系?
(2)力臂为1.5米时,撬动石头至少要用多大的力?
(3)当想使动力F不超过(2)中所用力的一半时,你如何处理?
四、例题讲解2:
例2一个用电器的电阻是可调节的,其范围为 110~220 Ω. 已知电压为 220 V,这个用电器的电路图如图所示。
(1) 功率 P 与电阻 R 有怎样的函数关系?
(2) 这个用电器功率的范围是多少?
五、巩固训练2:
1.在某一电路中,电流I、电压U、电阻R三者之间满足关系
(1)当哪个量一定时,另两个量成反比例函数关系?
(2)若I和R之间的函数关系图象如图,试猜想这一电路的电压是______伏。
2. 在某一电路中,保持电压不变,电流 I (安培) 和电阻R (欧姆) 成反比例,当电阻R=5 欧姆时,电流 I=2安培。
(1) 求 I 与 R 之间的函数关系式;
(2) 当电流 I=0.5 时,求电阻 R 的值。
六、课堂小结:
七、随堂检测:
1. 物理学知识告诉我们,一个物体所受到的压强P与所受压力F及受力面积S之间的计算公式为P=。当一个物体所受压力为定值时,那么该物体所受压强P与受力面积S之间的关系用图象表示大致为( )
A. B. C. D.
2. 某气球内充满了一定质量的气体,当温度不变时,气球内气体的气压 p (kPa) 是气体体积 V (m3)的反比例函数,其图象如图所示,当气球内的气压大于120 kPa 时,气球将爆炸。为了安全起见,气球的体积应( )
A. B. C. D.
3. 某气球内充满了一定量的气体,当温度不变时,气球内气体的气压是气体体积的反比例函数,其图象如图所示。当气体体积为时,气压是__________。
4. 在一个可以改变体积的密闭容器内装有一定质量的二氧化碳,当改变容器的体积时,气体的密度也会随之改变,密度ρ (单位:kg/m3) 是体积 V (单位: m3) 的反比例函数,它的图象如图所示,当 V =10 m3 时,气体的密度是 。
5. 蓄电池的电压为定值.使用此电源时,电流 I (A) 是电阻 R (Ω) 的反比例函数,其图象如图所示。
(1) 求这个反比例函数的表达式;
(2) 当 R =10 Ω 时,电流能是 4 A 吗?为什么?
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