第11章 简单机械和功 教学简案-2024-2025学年苏科版物理九年级上册

11.1杠杆(1) 【教学目标】 1、通过观察生活和生产劳动中的各种杠杆提取共同的特征，并能在杠杆上确认支点、动力、动力臂、阻力、阻力臂的位置。能准确地画出杠杆的动力臂和阻力臂。 2、通过观察和实验、感知杠杆，培养观察能力. 3、使学生感受到杠杆在生活中有广泛的应用，提高探究的乐趣。 【教学重、难点】力臂理解和画法 【教学过程】 1、建立杠杆概念 活动一：谁帮我一个忙，用这里几种不同的工具（羊角锤、钳子）把木块中的钉子拔出来。 比较用羊角锤拔钉子，用钳子拔钉子，这两种情况用力一样吗？哪一种工具更省力呢？（实验后得到羊角锤拔钉子最省力） 展示：生活中常见的机械，让学生观察与思考 学生分组讨论，这些机械都有什么共同特点？ ①都是硬棒。（软的不行，直的弯的都可以） ②工作过程中都在转动，转动过程中有一点是不动的。 ③除固定不动的点外，还要受到两个力的作用，一个能使它转动，另一个阻碍它转动。 出示动画场景，针对撬石头时用的撬棒得出杠杆关键概念：一根硬棒、在力的作用下如果能绕着固定点转动，这根硬棒就叫杠杆。 2、杠杆的五要素的学习 （以撬石头为例）以学生自学为主，师生共同讨论 （1）绕着固定点转动。固定点——杠杆的支点 （2）受到力的作用。动力和阻力 动力——使杠杆转动的力 阻力——阻碍杠杆转动的力 （3）关于力臂的教学： 教师：动力的作用效果不是由支点到动力作用点间的长度决定，而是由支点到动力作用线间的距离决定。我们把从支点到动力作用线间的距离叫做动力臂。从支点到阻力作用线间的距离叫做阻力臂。出示动画实例： 动力臂——从支点到动力作用线的距离 阻力臂——从支点到阻力作用线的距离 因此，描述杠杆需要五个要素——支点O、动力、阻力、动力臂、阻力臂，总称为杠杆的五要素。 3、练习：下面请同学们画出图中杠杆的动力臂和阻力臂（巩固杠杆示意图和力臂的画法）。 4、讨论:（1）杠杆是不是都是直的？（2）力臂必须在杠杆上吗？（3）动力和阻力的方向一定相反吗？（4）当力的作用线通过支点时,力臂多大? 5、小结本课内容：由学生自主小结本课的知识，并提出自己的新的问题。 【教学反思】 11.1杠杆(2) 【教学目标】 1、通过实验探究，总结归纳出杠杆的平衡条件； 2、能应用杠杆平衡条件去分析解决简单的实际问题； 3、培养初步的分析概括能力，收集信息和处理信息的能力。 【教学重、难点】杠杆平衡条件的探究及应用 【教学过程】 1、实验：探究杠杆的平衡条件 学习完了杠杆的五个要素后，我们来通过实验研究一下杠杆为什么能用较小的力，产生较大的力。首先请同学们来阅读一下课本第五自然段，找出我们这个实验的实验目的，实验器材。 师：我们通常是在杠杆平衡或非常接近平衡的情况下使用杠杆的，所谓的平衡指的是杠杆在水平位置上静止或匀速转动。在这个实验中的第一步应该把杠杆在水平位置上调平，为什么这样做，请同学们思考一下（解释原因）。请同学们观察一下，如何才能达到这一目的呢？（找学生起来说做法，教师演示） 师：那么在做实验的过程中能否再去调节杠杆的平衡呢？（学生回答） 实验的第二、第三步应该怎么办，请同学们继续看书。 师：在这个实验中我们要做几次？我们用什么来当动力和阻力？为了统一一下标准，我们把支点右边的钩码当动力，支点左边的钩码当阻力。在这三次实验中同学们可任意的取三次值，让杠杆达到平衡。我们前后位每四人一组，每组出一名同学负责随时记录数据。好现在请同学们按照课本上的实验步骤开始做实验。（学生实验，教师巡回指导） 任找一组的实验数据投影，并分析数据。 师：在这三次实验中，同学们能否找出一个规律来？（请学生回答）     动力×动力臂=阻力×阻力臂 师：对，这就是我们这一节课要研究的杠杆平衡条件。（板书）  杠杆的平衡条件：动力×动力臂=阻力×阻力臂 如果用字母表示的话这个公式可以写成：F1l1=F2l2 ，这个平衡条件就是阿基米德发现的杠杆原理。 这个关系式也可以写成下面的形式：F1/F2=l2/l1也就是说，当阻力和阻力臂一定的时候，我们使用杠杆所用的动力是与动力臂成反比的，动力臂越大，所用的力就越小，这也就可以解释为什么我们可以用较小的力产生较大的力了。 2、利用杠杆的平衡条件解决实际生活问题 例1、如图所示，轻质杠杆OA可绕O点转动，OA=0.3 m，OB=0.2 m， 在A点处挂一个质量为2 kg的物体G，在B点处加一个竖直向上的力F， 杠杆 在水平位置平衡，则物体G的重力大小为____N，F大小为____N 例2、密度均匀的直尺AB放在水平桌面上，尺子伸出桌面的部分OB 是全尺长的三分之一．当B端挂5N的重物G时，直尺的A端刚刚开始翘 起，如图所示，则此直尺受到的重力是（ ） A.2.5N B.5N C.10N D.无法确定 例3、在杭州动物园，一位物理老师用一只弹簧测力计“称”出了一 头大象的质量，如图所示。他动用了吊车、铁笼和长为10m的硬棒作为辅 助工具。吊车的吊钩在棒上的固定处距弹簧测力计一端的距离为9m，距系 铁笼处的距离为9cm，当棒处于水平平衡时弹簧测力计的示数为200N，若 不计棒及铁笼的重，则该大象的质量约为 t。(g取10N/kg) 3、小结本课内容：学生自主小结本课的知识，并提出新的问题。 【教学反思】 11.1杠杆(3) 【教学目标】 1、能根据杠杆的特点，以及作用效果等进行分类，知道三种杠杆的概念、特点及应用 2、通过三种杠杆的分析，培养学生观察、分析、概括能力及应用物理知识分析解决简单问题的能力。 3、通过了解杠杆在生活、生产中的应用，使学生进一步了解物理知识对提高人民生活、促进科学技术的发展以及在社会主义建设中的重要作用，同时培养学生的创新意识 【教学重、难点】对常用的杠杆进行归类；能用杠杆的平衡条件解决一些实际问题。 【教学过程】 1、杠杆的分类 复习上节课的主要内容，什么是的一点两力两臂？什么是杠杆的平衡条件？便于学生的知识的迁移 请几位同学支黑板上画出事先画在黑板上的杠杆的示意图，在画完杠杆的示意图后，进行点评，巩固力臂的画法。 在画好的杠杆示意图上标上力臂和力四个量中的三个量的大小，求第四个量。然后请几位同学回答求解的结果。以巩固杠杆的平衡条件。对上述的杠杆从比较动力臂和阻力臂的大小进行归类，得出三种杠杆，这三种杠杆在实际应用中各有哪些特点？ 总结：三种杠杆的特点   省力杠杆 费力杠杆 等臂杠杆 概念 动力臂大于阻力臂的杠杆 动力臂小于阻力臂的杠杆 动力臂小于阻力臂的杠杆 特点 省了力，但费了距离 费了力，但省了距离 不省力也不费力 实例 撬杠、铡刀、瓶起子、 镊子、理发剪刀 天平 2、杠杆的平衡条件的应用。 例1、下列工具中属于省力杠杆的是： （ ） A、用鱼竿钓鱼 B、用镊子夹邮票 C、用剪刀剪布料 D、用老虎钳剪铁丝 例2、关于使用杠杆时用力，下列说法正确的是： （ ） A、用阻力臂长的杠杆费力 B、用动力臂长的杠杆省力 C、用阻力臂大于动力臂的杠杆费力 D、用动力臂小于阻力臂的杠杆省力 3、如何画最省力的示意图 例1、如图是羊角锤拔钉子的示意图，请根据杠杆的平衡条件在A点作出拔钉子时所用的最小动力F的示意图和它的动力臂。 例2、如图所示的弯曲杠杆A端吊一个重物G，要想在B端加一最小的力F，使AO（O为支点）保持水平平衡，试画出此力的方向和力臂。 例3、如图所示，张师傅想用最省力的方法把-一个油桶推上台阶，请在图中作出最省力的力臂及最小推力F。 4、小结本课内容：学生自主小结本课的知识，并提出新的问题。 【教学反思】 11.1杠杆(4) 【教学目标】 通过了解杠杆在生活、生产中的应用，使学生进一步了解物理知识对提高人民生活、促进科学技术的发展以及在社会主义建设中的重要作用，同时培养学生的创新意识 【教学重、难点】能用杠杆的平衡条件解决一些实际问题。 【教学过程】 杠杆在匀速转动的过程中，怎样判断力臂和力的变化？这属于杠杆的动态平衡问题。解决的方法是化动为静，画出两个位置的力和力臂，找出力臂的变化，然后根据杠杆平衡条件讨论力的变化。有时还需结合三角形相似或三角函数等几何知识转化变形才能得出力的变化。 下面以杠杆将重物慢慢地提升到水平位置时，三种最常见的情况为例分析说明:（下文中的F2=G物不变） 1、动力F1始终垂直杠杆： 2、动力F1始终水平向右： 3、动力F1始终竖直向上： 总结：无论是力的变化、力臂的变化，还是支点的变化，都需要找出杠杆的五个要素，依据杠杆平衡条件进行分析或计算。但找准突破口、能熟练利用杠杆原理，则是提高物理解题能力的关 拓展：“垂直”该为“始终竖直”向上提，结果又如何？ 4、课堂教学小结和延展 今天，我们学会了杠杆的识别和分类，了解了一些科学探究过程中处理问题的一些办法和思想，这些办法和思想对我们今后的学习和工作都是很有益处的。 【教学反思】 11.2滑轮(1) 【教学目标】 1．能辨别定滑轮和动滑轮，知道使用定滑轮和动滑轮的特点； 2．知道定滑轮和动滑轮的实质。 3. 了解滑轮组结构，理解滑轮组的工作原理，会用这一原理进行简单的计算。 【教学重点】 探究定滑轮和动滑轮的特点 【教学难点】 滑轮组使用的优点及组装 【教学过程】 一、复习提问 1．杠杆有哪三种？各有什么特点？举例说明。 2．剪铁用的剪刀和镊子是省力杠杆还是费力杠杆？ 教师出示实物并进行演示。 剪铁用剪刀和镊子两杠杆示意图如图所示。 二、进行新课 1．组织学生讨论：如何把木料运上楼？ 总结两种滑轮的定义： a．使用时滑轮的轴的位置固定不动，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。 2、定滑轮和动滑轮 向学生出示滑轮，讲清滑轮的构造。 ⑴ 定滑轮（如图甲）；⑴ 动滑轮（如图乙）。 我们在使用这两种滑轮时，各能得到什么样的好处，又有那些缺点，怎样克服缺点？我们来通过实验的方法研究。 3、定滑轮和动滑轮的特点 （1）定滑轮 ①观察定滑轮，指出定滑轮工作时，它的轴固定不动。提问：使用定滑轮有什么好处？ ②组织学生实验：参照图1进行。观察比较弹簧测力计示数与钩码所受重力的关系、绳子自由端移动距离与钩码移动距离的关系。改变弹簧测力计拉力的方向，再进行观察和比较。 ③总结：使用定滑轮不省力，但能改变动力的方向 图1 图2 （2）动滑轮： ①观察动滑轮，指出动滑轮工作时，它的轴随物体一起移动。提问：使用定滑轮有什么好处？ ②组织学生实验，参照图2进行实验。竖直向上匀速拉弹簧测力计，观察比较弹簧测力计示数与钩码所受重力的关系、绳子自由端移动距离与钩码移动距离的关系。改变钩码的个数，重做上述实验，进行观察和比较。 ③总结：使用动滑轮最多可以省一半力，但不能改变力的方向，费两倍距离。 （3）指导学生阅读“读一读”讲解滑轮是杠杆的变形，并分别作出动滑轮和定滑轮的杠杆的五要素示意图。 4、小结本课内容：学生自主小结本课的知识，并提出新的问题。 【教学反思】 11.2滑轮(2) 【教学目标】 1．能辨别定滑轮和动滑轮，知道使用定滑轮和动滑轮的特点； 2．知道定滑轮和动滑轮的实质。 3. 了解滑轮组结构，理解滑轮组的工作原理，会用这一原理进行简单的计算。 【教学重点】 探究定滑轮和动滑轮的特点 【教学难点】 滑轮组使用的优点及组装 【教学过程】 一、新课引入 看课本图，提问小明为什么能吊起一架摩托车？ 教师指出：使用了由定滑轮和动滑轮组合成的滑轮组。这样既节省了力， 又能改变动力的方向。 二、进行新课 1、探究滑轮组的特点 ①分别按图a、b所示进行实验，其中，图a的实验提起2个钩码，图b 的实验提起3个钩码，用弹簧测力计竖直方向拉绳端使钩码匀速上升时，观察 比较弹簧测力计示数与钩码所受重力的关系、绳子自由端移动距离与钩码移动 距离的关系。改变钩码的个数，重做上述实验，进行观察和比较。 实验 绳子股数n 钩码自重G/N 钩码移动距离h/m 弹簧测力计拉力F/N 绳子自由端移动距离S/m 图（a） 图（b） ②分析表格中的数据得出，当n=2时，F大约等于G/2，当n=3时，F大约等于G/3。 ③结论：使用滑轮组吊起重物时，动滑轮和物体被几股绳子吊起，在不考虑动滑轮自重时，所用拉力的大小就是物重的几分之一；考虑动滑轮自重时，所用拉力的大小就是重物和动滑轮总重的几分之一。绳子自由端移动距离是钩码移动距离的几倍。 2、探究图中拉力与物重的关系 例题1：用“一动、一定”组成的滑轮组来匀速提升重物时，所需要的力与不使用滑轮组直接提升重物时相比较，最多可省（ ） A．1/3的力 B．1/2的力 C．2/3的力 D．3/4的力 例题2：如图所示，小明利用滑轮组提升重为300N的重物,该滑轮组绳子的股数n=______.若不计滑轮重和摩擦，则拉力F＝_____N时，可以使重物匀速提升；若不计摩擦，动滑轮重的重力为30N, 则拉力F＝_____N时，可以使重物匀速提升; 若物体被提升的高度为9m,则自由端绳子上升的距离为________m. 3、滑轮组绕绳的方法 绕线原则：①奇动偶定；②定动交替；③就近原则； 三、小结本课内容：学生自主小结本课的知识，并提出新的问题。 【教学反思】 11.3功 【教学目标】 1、知道做功的两个必要因素。 2、理解功的定义、计算公式和单位，并会用功的公式进行简单计算。 3、知道使用任何机械都不能省功。 【教学重点】 理解功的两要素，会用功的公式进行简单计算。 【教学难点】 判断力对物体是否做功，探究功的原理。 【教学过程】 1、建立功的概念 活动一、指导学生自学课本第一、二自然段，并且帮助学生建立功的概念； 学生展示教师补充得出：如果一个力作用中物体上，物体在力的方向上通过距离，力学里就说这个力做了功。学生展示并且对功的公式、单位有进一步认识： 功的公式 W=FS，功的国际单位J。1N·m=1J，1焦耳的物理意义：           。 活动二、想想议议 分析下面几个例子是否有做功的情况存在。 （1）把书包举高过程的中是否对书包做功？ （2）举在高处停留不动的过程中是否做功？ （3）张明同学提着书包在水平方向上匀速移动一段距离，张明对书包做功了吗？ （4）李强同学用脚踢足球，足球在地面上滚动了一段距离，脚对足球做功了吗？ （5）小球在光滑水平地面做匀速直线运动，小球在竖直方向上受什么力的作用？是否做功？在水平方向上是否受力？是否做功？ 以下三种情况不做功：①有力无距离；②有距离无力；③力的方向和运动方向垂直。 教师总结结论：要想做功必须同时具备力和力的方向通过的距离。 2、功的公式应用 教师通过例题的讲解使学生对功的公式应用达到初步掌握的地步 例1、质量为50Kg的雪橇上装载了350Kg的货物，一匹马拉着它将货物匀速运到了3000m外的货场。如果雪橇行进中受到的摩擦力是800N，求马运货时做的功。（g=10N/Kg） 例2、一质量为2000Kg的小车在拉力作用下沿水平路面前进了400m，做了3×105J的功，求拉力的大小和重力所做的功。 点拨：①在使用公式求功之前，要明确哪个力做功；②要搞清力的大小：对于本题来说，要写出拉力等于摩擦力等于多少；③要注意单位的统一。 3、测量提升物体所做的功 活动：指导学生按照课本16页，完成实验。 ①设计实验表格 序号 F/N s/m G/N h/m Fs/(N·m) Gh/((N·m) ① ② ③ 点拨：使用机械对物体做的功等于不用机械时人直接对物体所做的功，使用机械时所做的功是指人对机械做的功。 ②想一想：分析数据Fs 略大于Gh，是因为 。 总结： （1）使用斜面不省力，但省距离。 （2）使用任何机械都不能既省力又省距离。 （3）不考虑摩擦力时Fs等于Gh，使用机械所做的功，都不会少于不用机械时所做的功，也就是使用任何机械都不省功，这个结论叫做功的原理。 三、小结本课内容：学生自主小结本课的知识，并提出新的问题。 【教学反思】 11.4功率（1） 【教学目标】 1、理解功率的定义、意义，会进行功率的简单计算。 2、会推导公式P=FV，并能运用此公式解释生活中常见现象。 【教学重点】 功率的概念、公式、单位以及运用功率的公式进行简单的计算。 【教学难点】 熟练地运用功、功率的公式进行简单的计算。 【教学过程】 一、新课导入 问题1：小明的教室在五楼，通常上楼需要1.5min，一次他跑步上楼只用了40s，请问： ⑴小明在两种情况下，做的功是否相同？ ⑵你认为这两种上楼方法从物理的角度思考，有什么不同？ 问题2：有一堆沙子约1t，要送到七楼上去，一种方法是把它们装在桶里，一桶一桶的抬上去；另一种方法使用小型塔吊一次吊到七楼。你认为两种情况下，对沙子做功是否相同？说出你的理由。用这两种方法运送沙子，所用的时间是否相同？哪一个快？ 得出：为了描述做功的快慢，需要引进一个新的物理量——功率 二、关于功率的概念 1．用速度表示物体运动快慢来类比，讲述功率的定义：功与时间的比值叫做功率。用字母P来表示。 2．功率的计算公式：P=W/t 3．功率的单位：在国际单位制中叫瓦特,简称瓦，用符号W表示。1W=1J/s 4．在工程技术中，功率常用的单位还有：千瓦（kW）、兆瓦（MW）换算关系：1kW=103W；1MW=106W。 三、介绍一些常见物体的功率： 课本P36 记住人平时骑自行车的功率约为60～80W. 四、功和功率的有关练习 例题1：甲机器做功时的功率是5000W，它的物理意义：表示这台机器_______________；乙机器做功时的功率是20000W，它的物理意义：表示这台机器__________ _________；这两台机器中 机器做功快。 例题2: 一个体重为400牛的学生在10秒内跑上4米高的楼，则： （1）这位同学所做的功为多少 （2）功率是多少？ 例题3：小强同学用100N的力推着一木箱在水平地面上以20cm/S的速度前进，问：小强对木箱做功的功率是多大？ 学生试做，发现难点，进行讨论分析，教师指导学生推导计算功率的另一公式:P=W/t=FV,从而顺利解出此题说明用这一公式也可以计算功率，若v是某一时刻的速度,，还可以用它计算某一时刻的功率。 例题4：汽车的功率是由汽车的发动机提供的，它的最大功率应该是不变的。汽车上坡时需要的牵引力比在平地上行驶时大，所以汽车上坡时，要 （增大/减小）速度行驶；拖拉机在耕田时，要进行深耕，必须 （增大/减小）速度行驶。这是因为 。 引导学生利用公式P=FV进行分析 三、小结本课内容：学生自主小结本课的知识，并提出新的问题。 【教学反思】 11.4功率（2） 【教学目标】 1、会设计实验估测功率，如爬楼、跳绳的功率等。  2、进一步理解功率的公式，并能熟练使用公式进行功率的计算。 【教学重点】 会设计实验估测功率，如爬楼、跳绳的功率等。 【教学难点】 运用功率的公式进行相关的计算和分析。 【教学过程】 一、估测人的功率的实验 1．回顾功率的计算公式 2．在现代生活中，在制定健身训练计划时，常常要测出在正常情况下人的功率。指出在学校里，可以利用台阶进行测量。 3．请同学根据学过的知识回答： ⑴需要测量哪些物理量，可以测出人的功率？ ⑵所需要的测量工具是什么？ ⑶计算功率的表达式是怎样的？ ⑷设计出记录表格 实验次数 重力G/N 台阶数n 一级台阶高h/m 时间t/s 功率P/W 1 2 3 4．与同学合作，测量在不同情况下人的功率。 5．想一想： ⑴还有哪些简便的方法可以测出人的功率？（如跳绳、跑步等） ⑵健身教练为什么能通过音乐节奏的变化来控制学员的运动量？ 二、功和功率的有关练习 例1.一个物体由A点自由下落时,相继经过B、C两点，如图所示，已知AB＝BC，物体在AB段重力做功W1，功率P1；在BC段重力做功W2，功率P2，则下列关系正确的是（ ） A.W1＝W2，P1>P2 B.W1＝W2,P1＝P2 C.W1＝W2，P1<P2 D.W1≠W2,P1≠P2 例2．下面说法中正确的是（ ） A.功率跟时间成正比，所以只要时间短，功率就大 B.从P=W/t可知，功率的大小跟功成正比，所以只要做的功多，功率就大 C.功率大的机械比功率小的机械做的功多 D.甲每小时做的功比乙每小时做的功多，甲的功率就比乙的功率大 例3. 俯卧撑是一项常见的体育健身活动。如图所示是小明同学做俯卧撑时的示意图。小明重600N，1min做俯卧撑30个，每做一次肩膀升高50cm。小明身体可视为杠杆，O为支点，为重心，OA=1m，B到O点的距离OB=1.5m。求：(1)地面对手的支持力； (2) 1min小明所做的功；(3)小明做功的功率。 三、小结本课内容：学生自主小结本课的知识，并提出新的问题。 【教学反思】 11.5机械效率（1） 【教学目标】 1.知道有用功、额外功、总功的含义． 2.理解机械效率的概念，知道机械效率小于1及没有单位的原因． 3.会利用公式η＝W有／W总进行简单计算． 4.通过探究活动，进行充分的交流与合作，培养学生严谨求实的科学态度和团结协作的科学精神． 【教学重点】 理解机械效率的概念 【教学难点】 能结合实例认识什么是有用功、额外功和总功 【教学过程】 一、新课引入： 小明家最近买了一处新楼房，一单元二楼。想把洗手间、厨房装修一下，需把木料运到二楼。请同学们根据需要，选择器械帮助小明家解决这个问题，看看哪个小组选的办法最好？（学生讨论） 二、新课教学 （一）再探动滑轮，假如用动滑轮提升沙子，手拉绳做的功与动滑轮对沙子做的功相等吗？若不相等，原因是什么？（实验验证） 1．学生设计实验，组装器材，用钩码代替沙子 2．为了探究上述问题需要测量的物理量是： 3．改变钩码的数量，重复上述测量。　　 4．设计表格，将实验数据填入表中。　　 5. 分析实验数据，回答： （1）手拉绳做的功与动滑轮拉钩码做的功是否相等？ （2）哪个功做的功多一些？ （3）你认为产生这一现象的原因是什么？ （4）为什么人们还要使用动滑轮？ 小结：使用任何机械都能得到这些规律。 （二）关于机械效率的的概念，在上述实验过程中 （1）对谁做的功是我们需要的？ 有用功（W有用）： （2）哪部分功是我们不需要，但不得不做的？ 额外功（W额外）： （3）一共做的功等于什么？ 总功（W总）： 假如我们用同学们所说的几种方法搬运沙子，你认为哪一种方法最好？为什么？ 工作中，我们总是希望额外功越少越好；也就是有用功在总功中所占的比例越大越好。在物理学中，用机械效率表示有用功在总功中所占的比例。那么，机械效率= ，公式： 。 注意： （1）机械效率用百分数表示，没有单位； （2）由于额外功的存在，W有用 W总，因此机械效率总是 1。 （3）机械效率越高，此机械性能越好； （4）使用任何机械都不省功. 例1、请你来判断下列做功过程中，哪部分是有用功、额外功、总功？ （1）用水桶从井里提水 （2）到井里捞水桶 例2、请计算出动滑轮工作时总功、有用功和额外功！ F=12N G=20N h=1m 例3、请计算出杠杆工作时总功、有用功和额外功！ F=10N G=16N S=4m 三、小结本课内容：学生自主小结本课的知识，并提出新的问题。 【教学反思】 11.5机械效率（2） 【教学目标】 1. 会利用公式η＝W有／W总进行简单计算 2. 经历分析常见几种机械的三种功过程 3．通过充分的交流与合作，培养学生严谨求实的科学态度和团结协作的科学精神． 【教学重点】 理解机械效率的概念 【教学难点】 能结合实例认识什么是有用功、额外功和总功 【教学过程】 一、活动：学会计算某种简单机械的机械效率有用功、额外功和总功几种典型的情况列表如下： 二、典型例题 例1、某同学用动力臂是阻力臂2倍的杠杆将重400N的石头抬高20cm,手向下压的力是220N,手下降的高度是_____cm, 人做的功是_____J, 有用功是_______J,这根杠杆的机械效率是________。 例2：工人用如图所示的滑轮将重为800N的货物G提高2m，拉力F为500N。求： ⑴拉力所在的绳端移动的距离；⑵滑轮的机械效率。 例3.如图所示，用200N的力F使重为600N的物体在水平地面上做匀速直线运动，已知地面对物体的摩擦力为240N，求：此滑轮的机械效率？ 例4、工人师傅常利用斜面把重物搬运到汽车上。如图所示，汽车车厢底板高度h=1.5m，斜面长度s=3m，现用力F沿着斜面把重力G=1800N的重物匀速拉到车上。若不计摩擦，拉力F为多大？若实际拉力F/=1200N，则该斜面的机械效率是多大？此时物体与斜面之间的摩擦力是多大？ 三、小结本课内容：学生自主小结本课的知识，并提出新的问题。 【教学反思】 11.5机械效率（3） 【教学目标】 1．进一步理解机械效率的概念，进一步熟悉机械效率的计算 2. 知道提高机械效率的方法 3. 知道如何测量滑轮组的机械效率 4．通过探究活动，进行充分的交流与合作，培养学生严谨求实的科学态度和团结协作的科学精神． 【教学重点】 测量滑轮组机械效率的实验 【教学难点】 实验过程评价和交流 【教学过程】 一、温故知新： 1、辨析概念： 功率 机械效率 省力情况 2、如图所示，用滑轮组把重为800N的货物提到6m高的楼上，所用拉力为500N，求： ⑴有用功；⑵总功；⑶滑轮组的机械效率。 分析：为什么机械效率小于1？ ①任何机械本身都受到重力作用；②相对运动的零件间又存在摩擦。 讨论：影响机械效率的因素有哪些? 启发： 提高机械效率的方法：①减轻机械的自重；②减小机械部件之间的摩擦。 变式：如图所示，用滑轮组把重为800N的货物提到6m高的楼上，所用拉力为500N， 若不计绳重和摩擦，求： ⑴动滑轮重；⑵若物重变为1200N,则拉力又为多大，机械效率呢？ 解完此题后你有什么启发?启发：提高机械效率的方法之3 ： 增加物重 二、进行新课 1、 实验设计 思考如何测量动滑轮的机械效率？ （1）实验的原理：_ ； （2） 你觉得要测量哪些量： ； （3） 需要哪些测量工具 ，还需要什么器材？ ； 进行实验，记录实验数据，计算分析 2、实验评估 （1）小明同学使用滑轮组提升重物时，测力计的示数一会儿大，一会小，弄得小明同学一时不知该何时读数，你认为他在测量中应该注意什么？ （2） 思考：通过实验，你发现滑轮组机械效率与物体被提升高度和速度有没有关系？滑轮组的机械效率与绕绳方式有没有关系？ （3）实验中两次测算的机械效率并不相等，你认为原因是什么呢？ （4）提升相同重物时，增加动滑轮的个数，滑轮组的机械效率改变吗？为什么？ 3、交流与讨论  （1）根据前面的探究，通过什么途径可以提高滑轮组的机械效率？ （2）如果没有哪种器材，小明也能测量出滑轮组的机械效率，为什么？ 4、实验拓展：请你设计一个实验，测量斜面的机械效率。 三、小结本课内容：学生自主小结本课的知识，并提出新的问题。 【教学反思】 《第11章 综合实践活动》 【教学目标】 1、了解简单机械杠杆、滑轮、轮轴、斜面、螺旋等在生产、生活中的应用实例。 2、会根据不同简单机械的特点，设计、制作一个简单机械的组合模型，获得亲身参与实践的体验和经验，培养创新意识、实践能力和与他人团结协作的精神。 3、通过参与活动、评价项目、评价标准的制订和实践成果的交流，培养实事求是、客观公正的科学态度，增强将科学服务与人类的意识 【教学重点】组合简单机械的设计与制作 【教学难点】组合简单机械的设计与制作 【教学过程】 一、导入新课 师：从前面学习中，你已知道了哪些简单机械？使用它们各有哪些好处？（学生回答） 师：机械是否只能单独使用呢？请阅读P41课文第一、二自然段，了解图11—39欧洲中世纪的吊车、图11—40我国古代的绞车、图11—41塔式起重机中机械的组成情况及其作用。（学生阅读、看书） 师：你看到了什么？想到了什么？为什么要使用组合机械呢？（学生思考、讨论、回答） 吊车和绞车：定滑轮与轮轴的组合，既省力又改变力的方向 塔式起重机：杠杆与滑轮组的组合，更省力 师：可见，组合机械能充分发挥各种简单机械的特长，使用时更省力、更方便。同学们想不想亲自设计、制作一个省力的组合机械模型呢？ 二、实践活动 师：让我们分组制作由两种或两种以上简单机械组合而成的机械模型，要求用它能省力地提升重物 出示活动主题与要求：设计制作组合省力机械模型，并测出该机械提升重物所需拉力与物重之比。 生：1、分小组（4～6人）学习、讨论、了解活动步骤，对评价项目和评分标准提出参考意见； 2、分小组讨论本组设计制作方案（包括：用哪几种机械组合，要准备哪些器材，由谁来准备，画出设计方案图，设计记录表格等） 师：在分组讨论的基础上，各组交流一下评价项目的评分参考意见。可能会各不相同，但综合各组意见后教师可提供一个较合理的参考标准：起评分和最高分，征求全班同意后确定 同学们在讨论设计制作方案时有什么问题或困难吗？ 生：提出问题（如没有弹簧测力计、没有滑轮、制作时间等） 师：对刚才大家提出的问题，其他同学有没有好的建议？（在学生发表意见的基础上，教师适当指点） 弹簧测力计可向实验室借，滑轮可自己制作，也可找生活中的日常器具代替（如：用缝纫机上绕线盘代用；把两圆塑片边缘锉斜粘在一起，中间打孔即成），设计、完成制作。 交流：模型的原理、技术指标、器材、方案图、实验数据记录表、模型演示等 三、成果展示、交流 1、由各组代表按组序通过口述、实物演示、多媒体、投影等方式展示各组成果（其中，设计方案图、机械效率的测定方法等要有较详细的说明和演示） 2、由下面观摩的同学提问，展示小组同学答辩。 四、活动评价 1、分小组根据预先设定的项目和评分标准进行评价。 评价表如下： 小组活动评价表（一） 第 组 组长 总分 序号 评价项目 自评 互评 综合评 备注 1 达到活动基本要求的程度 2 模型设计的新颖性 3 提升相同质量的物体时，模型的省力情况和机械效率 4 模型制作的工艺水平 5 活动成果展示时小组的整体表现 2、由教师和评委汇集各组意见进行综合评价，结出总分，写出评语（充分肯定各组的优点并指出存在问题及改进方法），并及时反馈，对优秀制作给予适当的奖励。（时间来不及，则课后完成） 五、小结本课内容：学生自主小结本课的知识，并提出新的问题。 《第11章简单机械和功》复习（1） 【教学目标】 1、能从现实生活中感受杠杆，理解力臂，会画有关杠杆受力的力臂。 2、会探究杠杆平衡条件并会利用杠杆平衡条件解决有关问题。 3、知道定、动滑轮和滑轮组的特点及作用，会组装滑轮组。 4、能联系实际体会简单机械在现实中的广泛运用。 【教学重点】 1、杠杆的概念，会画杠杆所受力的力臂； 2、杠杆的平衡条件及其在具体问题中的应用； 3、动、定滑轮实质的理解，滑轮组的正确应用。 【教学难点】 1、杠杆的平衡条件及其在具体问题中的应用；2、滑轮组的正确应用。 【教学过程】 一、复习杠杆的五要素 生活中杠杆应用的例子很多，请举几例。这些例子中有何共同特点？ 教师强调支点后，复习动力、动力臂、阻力、阻力臂四个要素。让学生画出羊角锤拔钉子时的杠杆示意图并让学生标出五要素。 小结：先确定支点，画出两力，再从支点作力的作用线的垂线，符号标出力臂。概括为“一点二线三垂直四标号”的步骤。 强调： ①动力和阻力受力物体都是杠杆，画动力或阻力时应注意力的作用点和方向。 ②力臂不是支点到力的作用点的距离，而是支点到力的作用线的距离。 训练：（导学案） 二、复习杠杆的平衡条件 问： ①实验中为什么要把杠杆调在水平方向平衡？ ②怎样调节杠杆水平平衡？ ③实验应做几次？ 引导学生对前面所举例子进行杠杆分类。 小结：先确定两个力臂，比较力臂大小后再分类。 引导学生应用杠杆原理解决几道典型问题。 训练：（导学案） 三、复习滑轮、滑轮组 引导学生画出两种滑轮的示意图，利用杠杆原理说明各自特点，掌握实质。 强调： ①两种滑轮的支点位置不同； ②滑轮组综合了两种滑轮的优点； ③滑轮组中施力的判断：（不计摩擦）竖直装配F=G物或F=（G物+G′）、水平装配：F=f摩。 ④动力作用点与阻力作用点移动距离的关系：S=nS′。 四、小结本课内容：学生自主小结本课的知识，并提出新的问题。 【教学反思】 《第11章简单机械和功》复习（2） 【教学目标】 1．明确做功的两个必要因素，理解功的计算公式，知道功的单位是焦耳，并会进行有关计算 2．知道功的原理：使用任何机械都不省功；能利用功的原理进行简单的计算。 3．掌握机械效率的定义及计算公式，会运用公式进行有关计算 4.会测滑轮组的机械效率，知道影响滑轮组机械效率高低的因素。 5．理解功率是表示做功快慢的物理量，初步掌握功率的定义、公式及单位，并能进行有关计算 【教学重点】 理解机械效率，会测滑轮组的机械效率。 【教学难点】 正确地测出拉力F、钩码提升高度h和弹簧测力计移动的距离s。 【教学过程】 一、功知识结构（投影） 做功的两个必要因素 功 功的计算：W=Fs 功的单位：J 内容：使用任何机械都不省功 功的原理 应用：斜面 Fs=Gh 定义：有用功跟总功的比值 机械效率 表达式： η=W有/W总 定义：单位时间里完成的功 物理意义：表示物体做功的快慢 功率 表达式：P=W/t 单位： W（J/s）,KW，MW 二、重点、难点点拨 1、做功的两个必要因素是什么？作用在物体上的力，物体在力的方向上通过的距离。两个条件缺一不可。 2、什么是功的原理？什么情况下使用机械做的功与直接用手做的功相等？斜面公式在什么条件下才能应用？使用任何机械都不省功。由于摩擦及机械自重等原因,使用机械要费功,只有理想情况下,使用机械做的功与直接用手做的功相等.斜面公式只适用于光滑斜面，有摩擦时，FS>Gh. 3、怎样区别有用功和总功？影响滑轮组机械效率高低的因素主要有哪些？为什么说任何机械的机械效率总小于1？机械效率有单位吗？对于提升重物,一般有 W有=Gh, 总功是利用机械时动力做的功. 一般有 W总=Fs.机械效率的高低与机械是否省力无关.影响滑轮组机械效率高低的因素主要有:动滑轮重、被提升物体的物重、绳与轮之间的摩擦. 任何机械的机械效率总小于1。因为有用功总是小于总功。机械效率没有单位，一般用百分比来表示。 4、怎样比较机械效率的高低？机械效率由有用功和总功两个因素决定。当总功一定时，机械所做的有用功越多或额外功越少，机械效率就越高。当有用功一定时，机械所做的总功越少或额外功越少，机械效率就越高。当额外功一定时，机械所做的总功越多或有用功越多，有用功在总功中所占的比例就越大，机械效率就越高。 5、提高机械效率的办法主要有哪些？通常是减少额外功，如搞好润滑，减轻机械自重；在无法减小额外功的情况下，采用增大有用功来提高机械效率。例如，在用滑轮组提高重物（不计摩擦）时：为提高机械效率，在机械结构一定的情况下，可以采取增加提升物重的办法来实现。 6、实验中测滑轮组的机械效率时，需注意哪些问题？实验需要的测量工具有哪些？实验中直接测得的量有哪些？若没有刻度尺，是否可以测得滑轮组的机械效率？此时表达式是什么？注意区分有用功与总功，并且用弹簧秤拉绳子的自由端时应匀速运动。实验需要的测量工具有：刻度尺、弹簧秤。 7.什么情况下可利用P=Fv计算机器的功率？功率的大小与机械效率有无必然联系？对于匀速直线运动，因W=Fs,v=s/t,所以P=W/t=Fs/t=Fv，功率的大小与机械效率没有必然联系。 三、小结本课内容：学生自主小结本课的知识，并提出新的问题。 4 学科网（北京）股份有限公司 $$