内容正文:
第六章 力和机械
本章概述
本章讲述的是力和机械的知识,主要内容有:力、弹力、重力、摩擦力、杠杆、滑轮、力的测量和表示方法等。知识体系如下:
本章对应2022年版课标课程内容一级主题“运动和相互作用”下的二级主题“机械运动和力”的内容。其所涉及的课程内容有:
2.2.3通过常见事例或实验,了解重力、弹力和摩擦力,认识力的作用效果。探究并了解滑动摩擦力的大小与哪些因素有关。
2.2.4能用示意图描述力。会测量力的大小。
2.2.6知道简单机械。探究并了解杠杆的平衡条件。
本章从力的基本概念入手,通过生活中实例分析,带领学生逐步认识力的作用效果与特点,学会利用弹簧测力计测量力,在此基础上认识重力和摩擦力,最后将力与杠杆和滑轮相结合。对于学生而言,力是他们熟悉而又陌生的物理量,熟悉是因为生活中有体验,陌生是因为对于力的概念、作用特点,重力的概念、大小、方向,摩擦力的分类、大小影响因素、方向的认识存在偏差甚至错误;对于杠杆和滑轮,学生则是完全陌生的,他们的生活中或许有机会接触到杠杆与滑轮的应用,但是他们并不能对这两种简单机械建立概念。所以他们缺乏对力和机械的基本概念的认知,也就不会用规范的语言描述相关的概念和规律。教学中教师要结合生活中的实际事例,通过实验探究,让学生从感知力开始,逐步认识力的概念群,进而认识杠杆和滑轮,探究它们的特点。
本单元主要围绕“力和机械”展开,力是生活中最常见的物理量,我们首先要通过实际事例和实验探究,帮助学生建立力的概念;接着分析力的作用的相互性;在掌握了力的概念后,就开始学习对力进行测量;有了这些准备,就可以对力进行分类研究,进一步讨论重力和摩擦力。熟悉了三种基本的力后,我们开始进入杠杆和滑轮的学习。对于杠杆,要把握其五要素,尤其是力臂的作图,以及杠杆平衡条件的探究,探究实验必须放手让学生自主完成,实验结论也应该让学生根据实验数据分析归纳得出。教学中要给学生更多的机会应用杠杆的平衡条件,去辨析三种杠杆、讨论动态杠杆的平衡问题、对杠杆的力和力臂进行计算。对于滑轮,则要从定滑轮和动滑轮的定义入手,分析得出它们的杠杆模型,通过实验探究认识它们的特点,最后要能够绕制滑轮组,并能够对滑轮组所涉及的力、速度、路程进行分析和计算。
6.1 力
物理观念:理解力的概念,知道物体间力的作用是相互的;认识力的作用效果;知道力的三要素。
科学思维:通过实验及现象,归纳力的作用效果;结合实际事例归纳力的作用是相互的。
科学探究:通过实验,认识力的作用效果;通过实验与实践,认识力的作用是相互的。
科学态度与责任:在探究活动中培养学生的合作、交流意识;通过现象分析培养严谨规范的科学态度。
教学重点:力的概念,力的作用效果和力的作用的相互性。
教学难点:力的概念和力的作用效果。
教师演示:斜面、小铁球、条形磁体、弹簧、海绵、扳手等。
学生实验:纸张、铅笔等。
教学环节
设计意图
一、创设情境 导入新课
教师出示一气球,引导学生思考:你能让气球在空中飞起来吗?
学生代表上台表演让气球飞起来,有的用力拍气球,有的松开充满气球的口,气球都可以飞起来。
同学们用不同的方法各蕴含了什么科学道理呢?让我们一起走进神奇的力学世界。
力是物理学中一个很重要的概念,在物理学中所说的“力”的含义与生活中所说的“力”有很大的区别。那么什么是力呢?又有谁知道力究竟是什么样子呢?下面就让我们一起带着疑问开始今天的学习吧!
让学生认识生活中“力”的存在事例,引入新课
二、新课讲解 探究新知
探究点一 什么是力
我们的日常生活中经常提到力,你能举出生活中有哪些力的现象?
学生讨论后阅读课本P2~3“力”部分的内容,思考并讨论以下问题:
1.在产生力的现象中涉及几个物体?
2.描述一个力需要涉及三个方面,哪三个方面?
学生讨论交流后,教师课件展示:
教师提醒:在物理学中“搬运、举起、吊起、排斥”等统称为“作用”。
归纳总结:
(1)物理学中,把这种物体对物体的作用叫做力,用符号F表示。
(2)力是不能脱离物体而存在的。受到力的物体叫做受力物体,施加力的物体叫做施力物体。
(3)在国际单位制中,力的单位是牛顿,简称牛,符号为N。
(4)1 N大约是手托两个鸡蛋所用的力。
结合生活实例认识力的存在,建立力的概念
培养学生动手探究、自主观察、分析归纳得出实验结论的能力
探究点二 力的作用效果
学生活动:学生分组完成课本P4“活动1”的内容,结合自己的经验思考并回答以下问题。
问题1:图613(a)、(b)的例子说明力使什么发生了改变?
提示:使物体的运动状态发生改变。
问题2:拉一根弹簧,弹簧会伸长,压缩一根弹簧,弹簧会缩短;拉一块海绵,海绵会伸长,压缩一块海绵,海绵会出现凹陷,说明力使什么发生了改变?
提示:力使物体形状发生变化。
归纳总结:力的作用效果是力可以使物体的形状发生改变,也可以使物体的运动状态发生改变。
问题3:你是怎样判断一个物体是否受到力的作用的?
提示:如果物体的形状或运动状态发生了改变,则该物体就受到了力的作用。
探究点三 力的作用是相互的
学生活动:分组完成课本P5“活动2”,并思考下列问题:
问题1:当穿旱冰鞋的同学甲用力推穿旱冰鞋的同学乙时,甲同学有什么感觉?甲、乙两位穿旱冰鞋的同学各自将怎样运动?如果反过来乙推甲呢?
提示:当穿旱冰鞋的同学甲用力推穿旱冰鞋的同学乙时,甲同学有被乙同学用力推的感觉,两位同学各自将会向相反的方向运动。如果反过来现象也相同。
问题2:当你用手拍打桌子时,你的手会有什么感觉?
提示:手会感到疼痛。
归纳总结:当甲物体对乙物体施力时,乙物体也同时对甲物体施力。因此,物体间力的作用是相互的。
探究点四 力的三要素
学生亲身感受课本P6图615所示“小实验”,思考并回答下列问题:
问题1:分别用大小不同的力在图中A点处按箭头的指向用力推门,你会有什么感觉或发现?
学生1:用力大时,门容易被推动,用力小时,门不容易被推动。
问题2:分别用同样大小的力依次在A、B点处按箭头的指向用力推门,你会有什么发现?
学生2:在A点处按箭头的指向施力可把门打开,在B点处按箭头的指向施力可以把门关闭。
问题3:再用同样大小的力依次在A、C点处按箭头的指向用力推门,你会有什么感觉或发现?
学生3:用同样大小的力,在A点容易推动门,在C点不容易推动门。
归纳总结:力的作用效果不仅跟力的大小有关,还跟力的方向和作用点有关。力的大小、方向和作用点叫做力的三要素。
课堂练习:
[例] 用扳手拧紧螺母时,怎样用力效果更好?
答案:手离扳手柄越远越好。
通过问题的解答认识力的作用效果
通过实验,结合生活中的实际事例,体验力的作用是相互的这一特点
通过亲自体验力的大小、方向和作用点对力的作用效果的影响,认识力的三要素
应用物理知识,解决实际问题
三、归纳概括 课堂小结
学生讨论发言,梳理本节知识要点(“课堂小结”内容见PPT课件)。
培养学生归纳总结的意识和能力
【板书设计】
6.1 力
【当堂评价】见PPT课件
【作业设计】见《导与练》夹册《课后分层作业》
【教学反思】本节涉及力的基本概念、作用效果、力的作用特点以及力的三要素。虽然力是生活中最常见的物理量,但是力的概念比较抽象,我们要引导学生结合实际事例以及实验探究,建立力的概念,进一步认识力的两种作用效果、物体间力的作用的相互性,在此基础上,归纳得出要区分一个力,必须辨明它的三要素。教学过程中要以学生自主探究为主,让他们在实验中发现、总结知识,让他们多讨论,实现自我纠错,习得知识。
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