2.1 简单机械 第1课时（教学课件）科学新教材浙教版九年级下册

该初中科学课件聚焦斜面的概念、省力规律及生活应用，通过中国空间站机械臂、古钟搬运等问题情境导入，从复杂机械到简单机械，引导学生探究斜面作用，搭建生活现象到科学原理的学习支架。 其亮点在于实验设计采用控制变量法，结合数据表格与图像分析培养科学思维，融入金字塔、螺旋引桥等实例体现科学观念。学生通过探究实践深化对斜面省力不省功的认识，教师可利用实验与实例提升教学效率。

简单机械 第 1 节 第2章 第1课时 斜面 机械与动力工程 浙教版 九年级下册 斜面省力规律；斜面在生活中的应用实例分析。 01 知 识 目 标 02 控制变量法分析斜面实验；理解斜面只能省力、不能省功。 02 重点 重点 难点 01 科学观念 知道斜面是一种省力简单机械；掌握斜面省力规律：斜面高度相同时，斜面越长、坡度越小，拉力越小、越省力；理解斜面 “费距离、不省功” 核心原理。 02 科学思维 通过实验数据推理拉力与斜面坡度的定量关系，能利用斜面原理解释引桥、螺丝钉、之字形铁路等生活实例。 03 科学探究 独立完成斜面拉力测量对照实验，规范记录斜面高度与拉力数据，绘制图像总结规律，掌握控制变量实验方法。 04 态度与责任 了解古代金字塔、近代京张铁路之字形线路等斜面工程应用，体会简单机械推动工程技术发展，感受古人科学智慧。 素 养 目 标 中国空间站核心舱机械臂可长期在太空轨道运行，其展开长度为10米，肩部设置了3个关节，肘部设置了1个关节，腕部设置了3个关节，具有与人的手臂一样灵活的活动能力，最大能承载25吨的物体。核心舱机械臂主要承担舱段转位、航天员出舱、舱外货物搬运、舱外状态检查、舱外大型设备维护等在轨任务。 机械臂虽然复杂，但任何复杂的机械都是由简单机械组合而成的。机械的使用是人类文明进步的动力。 在古代，人们听着钟声起居劳作。北京钟鼓楼的大铜钟铸造于永乐年间，钟体高7.02m,直径3.4m,质量约63t,堪称“古钟之最”。当时没有起重机，如此重的铜钟是怎么“挂”上去的? 斜面 探究新知 PART 1 新知讲授 公元前3000多年，古埃及人修建了金字塔。金字塔由石块垒砌而成，每块石头的质量超过了1t，有的甚至达到2.5t，垒砌高度超过100m。这样重的巨石，他们是怎样搬运到高处的? 据考证，古埃及人先将场地四周的天然沙土堆成斜面，把巨石沿着斜面拉上垒砌的地方。就这样，堆一层坡，砌一层巨石，金字塔逐渐增高。那么，为什么通过斜面就能把笨重的巨石靠人力拉到高处? 新知讲授 1.用弹簧测力计测出小车的重力。 2.把长木板一端放在桌面上，另一端用铁架台抬高，做成斜面。将小车放在斜面上，用弹簧测力计平行于斜面拉着小车，使小车静止在斜面上。 3.改变斜面的高度，观察弹簧测力计的拉力。记录斜面的高度和弹簧测力计的拉力大小。 保证拉力方向与物体运动方向一致，减小额外摩擦带来的实验误差。 新知讲授 表2.1-1弹簧测力计的拉力与斜面高度的关系 1 2 3 4 5 6 斜面高度h/cm 弹簧测力计拉力F/N 2 5.0 4.3 3.6 2.8 1.9 1.0 12 10 8 6 4 3.以斜面的高度为横坐标，弹簧测力计的拉力为纵坐标，将实验数据在坐标纸中描点。探寻弹簧测力计的拉力与斜面高度的关系。 新知讲授 4. 通过实验，可以得出什么结论? 在斜面长度、小车重力保持不变时： 斜面高度越大（斜面坡度越陡），沿斜面拉住小车所需的拉力越大； 斜面高度与拉力近似成正比例变化。 新知讲授 一、斜面的概念 斜面是一个与水平面成一定角度的倾斜平面。如搭在车厢与地面之间的长硬板、金字塔的斜坡都是斜面。 1. 用弹簧测力计沿斜面拉住静止物体的力小于物体的重力。 2. 相同长度的斜面，斜面高度越高，拉力越大，或者说斜面坡度越大，拉力越大。即斜面坡度越小越省力。 新知讲授 二、斜面的作用 3.斜面的核心原理： 通过增加移动距离来减小要施加的力。 新知讲授 如图2.1-4所示为上海南浦大桥，为什么大桥的引桥要建成螺旋形? 螺旋引桥本质是加长斜面： ①根据斜面省力原理，在桥面高度固定时，延长斜面长度可以减小坡度，减小车辆上坡所需的牵引力，方便汽车、货车顺利上下桥； ②城市江边地面空间有限，螺旋盘旋结构能在很小的占地面积内拉长坡道，避免修建超长直引桥大量占用城市土地； ③螺旋分层可以分离上下桥车流，减少交通拥堵，提升通行安全。 新知讲授 京张铁路 京张铁路是第一条完全由中国人自己设计、自己修建的干线铁路。京张铁路长约200km,从北京丰台，经八达岭、居庸关至河北张家口。该线路经过长城内外的燕山山脉，这一带到处是崇山峻岭，沿线坡度大，建造难度高。 总工程师詹天佑认为，火车无法顺着陡峭的山坡直接“爬”上去，可以采用延长路程的方法以减缓线路的坡度，也就是以“距离”换取“高度”。一般铁路修建采用“螺旋环山法”的方式通过山坡，由于八达岭路段的自然条件限制，不适合用此方法。詹天佑创造性地提出了“之”字形线路，让火车“爬”上山坡。你能画出“之”字形铁路线路图示吗? 科学拓展 新知讲授 你能画出“之”字形铁路线路图示吗? 新知讲授 三、生活、工程中的斜面应用 1.金字塔修建：堆沙土斜面搬运巨石，减小人力拉力。 2.大桥螺旋引桥：桥面高度固定，螺旋加长斜面，减小车辆爬坡牵引力，节省地面空间。 3.螺丝钉：螺纹为环绕斜面，螺纹越密斜面越长，拧螺丝更省力。 4.京张铁路“之字形”线路：山体陡峭无法修长直斜面，折返延长路程、降低坡度，让火车顺利上坡。 课堂小结 【详解】 （24-25九年级上·浙江温州·阶段检测）沿光滑斜面向上匀速拉一个重为10N的木块，此时拉力F的大小可能为（　　） A．15N B．12N C．10N D．8N 【例1】 直接匀速提升物体，用力为10N。斜面光滑，没有摩擦力，且斜面省力，故拉力小于10N。故ABC不符合题意，D符合题意。 D 新知讲授 【详解】 （23-24九年级上·浙江杭州·期末）螺丝钉是被拧成圆柱形的斜面，螺丝钉上的螺纹就像图甲中形成的纹路，一圈圈螺纹的长相当于斜面的长度。仔细观察如图乙、丙所示的两个螺丝钉，则（　　） A．乙更省力 B．丙更省力 C．乙、丙省力情况相同 D．乙、丙都能省功 【例2】 根据功的原理可知，使用任何机械都不能省功，拧相同的深度时，做的功多少相同，斜面越长越省力，由图示可知乙的斜面最长，用的力最小，故A符合题意，BCD不符合题意。 A 新知讲授 【详解】 （23-24九年级上·浙江金华·阶段检测）如图所示，甲、乙两斜面（不计摩擦）高度均为h，但甲比乙长，现把质量相等的两个物体从斜面底端匀速推到斜面顶端，则推力F1与F2的关系为（　　） A．F1>F2 B．F1<F2 C．F1=F2 D．无法确定 【例3】 由图知道，甲图的斜面倾角小于乙图的斜面倾角，因为使用斜面可以省力，斜面越平缓，越省力，所以F1<F2，故B符合题意，ACD不符合题意。 B 新知讲授 教 寄 师 语 细究材料性质，巧造万物便利生活 浙教版 九年级下册 $