第27章反比例函数 数学活动（教学设计）数学新教材人教版九年级上册

该初中数学教学设计聚焦反比例函数“积定反比”核心本质，通过“利用矩形作双曲线”“探究简易密度计规律”两大活动整合几何与物理场景。导入以递进式提问唤醒旧知，搭建从概念到实践的学习支架。 特色在于动手操作与跨学科融合，活动1让学生通过矩形面积定值描点连线，直观生成双曲线，培养几何直观与数形结合能力。活动2结合密度计实验提炼变量关系，发展模型观念与应用意识。例题与分层练习巩固知识，助力学生深化理解，提升教师教学效率。

第27章反比例函数 数学活动（教学设计） 1.教学内容 本节课时是人教版2024版九年级上册第27章《反比例函数》章末数学活动，核心包含两大探究活动：活动1 利用矩形作双曲线、活动2 探究简易密度计中的反比例函数规律.本节裹在立足反比例函数核心本质，整合几何图形与物理实际场景，引导学生通过动手操作、数据测算、建模分析，深化对反比例函数“积定反比”核心特征、图象性质及实际应用的理解，是对本章概念、图象、性质、实际应用的综合性拓展与实践巩固. 2.内容解析 本节课是反比例函数整章知识的升华与综合应用，安排在全章新知学习结束后。此前学生已掌握反比例函数的定义、解析式、图象性质及基础实际应用，本节数学活动打破纯理论学习模式，衔接几何图形与物理生活跨学科场景，是从“知识识记”到“实践建模”的关键过渡.本节课的两大活动紧扣反比例函数核心本质 xy=k（k为定值，k≠0）.活动1从几何静态角度，借助矩形面积定值，探究横、纵坐标乘积恒定的点的轨迹，具象化双曲线的生成过程；活动2从动态实际角度，通过密度计漂浮原理，提炼变量间的反比例变化规律，实现数学建模的落地应用.通过动手操作、数据分析、合作探究，落实数形结合、模型思想、跨学科融合的数学核心素养，让学生体会数学源于生活、用于生活，突破函数学习抽象难懂的难点. 基于以上分析，本节课的教学重点为：理解反比例函数“积定反比”的核心本质；掌握等面积矩形画双曲线的方法；能建立实际情境中的反比例函数模型并求解. 1. 教学目标 （1）深度理解反比例函数“横、纵坐标之积为定值”的核心本质，掌握利用等面积矩形绘制反比例函数图象的方法；能从物理实际情境中提取变量关系，建立反比例函数模型，运用反比例函数性质解决简单跨学科实际问题；熟练掌握“观察变量—分析关系—建立模型—求解验证”的函数应用流程. （2）经历“动手作图、观察猜想、验证归纳、建模应用”的完整探究过程，提升动手操作、数据分析、数形结合推理能力；通过跨学科探究，学会整合多学科知识解决实际问题，提升数学建模与知识迁移能力. （3）在自主探究与小组合作中感受数学的趣味性、实用性，激发函数学习兴趣；体会数形结合、特殊到一般的数学思想，培养严谨的探究习惯和科学思维. 2.目标解析 目标1基于学生已掌握反比例函数基础概念与性质，通过两大实操活动，将抽象的“积定反比”性质转化为可视、可操作的几何轨迹与实际变化规律，弥补常规课堂重理论、轻实践的短板，实现知识的深度内化. 目标2活动1侧重培养数形结合与几何直观能力，让学生直观感知双曲线的形成原理；活动2侧重培养数据分析与建模能力，锻炼学生从复杂实际情境中剥离数学本质的能力. 目标3通过动手实践、合作探究、错题辨析，渗透数形结合、模型思想、转化思想，落实初中数学核心素养，同时借助数学与物理的融合，培养学生综合应用知识的创新意识. 九年级学生已系统学习反比例函数的定义、图象、增减性、比例系数k的几何意义，能解决基础解析式求解、图象辨析、简单实际应用问题，具备开展实操探究的知识储备.学生具备基础的动手作图、数据分析、小组合作能力，但抽象建模能力、跨学科知识融合能力薄弱，难以自主将几何轨迹、物理现象与反比例函数本质关联.学生习惯被动套用公式解题，缺乏“主动探究、归纳本质、迁移应用”的思维，对反比例函数“变化与不变”（变量变化、乘积不变）的核心规律理解不透彻，容易混淆正比例与反比例的变量关系. 基于以上分析，本节课的教学难点确定为：理解矩形定点轨迹与反比例函数图象的内在联系；精准从跨学科实际问题中提炼反比例变量关系，完成建模与验证. 创设情景，引入新课 提出问题：同学们，我们已经学完了反比例函数的全部新知，谁能说一说反比例函数的核心特征是什么？（学生回答：形如y=（k≠0），两个变量的乘积为定值，变量成反比例关系） 追问：我们知道反比例函数的图象是双曲线，大家知道双曲线是如何生成的吗？生活中哪些现象藏着反比例函数的规律？今天我们通过两个趣味数学活动，动手探索反比例函数的本质与应用. 旧知回顾：①反比例函数本质：xy=k（k为定值）；②k的几何意义：双曲线上任意一点向坐标轴作垂线，围成矩形面积为|k|. （设计意图：通过递进式提问唤醒学生旧知，紧扣本节课核心探究内容，搭建新旧知识桥梁，同时抛出探究疑问，激发学生好奇心与探究欲望，明确本节课学习目标) 探究点1 利用矩形画双曲线 活动1. 实践操作. 活动任务：给定矩形面积为10，设矩形的长为x，宽为y，固定矩形一个顶点在坐标原点，两边与坐标轴重合，完成以下探究： （1）列出变量x、y的关系式； （2）自主取值，完成表格： 一边长/cm 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 邻边长/cm 10 5 10/3 5/2 2 5/3 10/7 5/4 10/9 1 （3）在平面直角坐标系中描出对应点，观察点的分布规律. 10个对角的顶点，并把这10个点用平滑的曲线连接起来. 活动2.探究规律. 追问1：这条曲线是反比例函数图象的一支吗？为什么？ 学生活动：独立列式、填表、描点，小组内交流观察结果. 追问2：这里的值取值范围是什么？ 两边长取值为正值. 总结归纳：由矩形面积公式得xy=10，即y==（x＞0），所有描出的点都在同一曲线上，这条曲线就是反比例函数在第一象限的双曲线分支. 核心结论：面积定值的矩形，边长顶点的轨迹是反比例函数图象. （设计意图：通过定量实操活动，让学生亲手经历“列式—取值—描点—观察”的全过程，具象化理解反比例函数图象的生成原理，深度印证k的几何意义，突破“双曲线抽象难懂”的难点，培养几何直观与动手实践能力.） 探究点2：用简易密度计测量密度 活动1.利用实验数据探究规律 问题：如图1，物理兴趣小组的同学们做了一个圆柱形简易密度计，其质量为7.2g，底面积为1cm²，能悬浮在液体中.经过实验，小组同学记录了当简易密度计悬浮在不同液体中时，其浸入液体的深度，得到如下数据： 液 体 汽油 煤油 植物油 水 饱和盐水 蜂蜜 p/(g· cm-²) 0.70 0.80 0.90 1.00 1.15 1.40 h/cm 10.20 9 8 7.2 6.26 5.14 追问1：以上测量用到什么物理原理？ 物理中，物体漂浮时浮力等于重力（F浮=G），同一支密度计重力恒定，在不同液体中漂浮时，排开液体的体积不同。设液体密度为ρ，密度计浸入液体的深度为h，密度计横截面积恒定. 变量分析：液体密度ρ越大，浸入深度h越小，二者乘积为定值，成反比例函数关系. 探究1：简易密度计浸入液体的深度h（单位：cm）与液体的密度ρ(单位：g/cm²）之间是否具有函数关系？如果有，请你选择合适的函数模型描述这种关系. 引导学生按照“提炼变量关系→列出ρ与h的函数关系式→结合数据求函数解析式→分析解析式的正确性.”进行探究. 探究2：当简易密度计悬浮在牛奶中时，它浸入牛奶的深度为6.99cm，则牛奶的密度为多少（结果保留小数点后两位）？ 引导学生求出牛奶ρ与h的函数关系式，再求出牛奶的密度. 总结归纳：由浮力平衡原理得ρh=k（k为定值），代入数据求得k的值，得到函数解析式； 核心结论：密度计刻度上疏下密，液体密度与浸入深度成反比例关系. （设计意图：依托物理跨学科情境，引导学生自主剥离复杂背景、提炼数学变量关系，完整经历数学建模过程，落实模型思想，让学生感受反比例函数的实际应用价值，提升知识迁移与跨学科应用能力.） 典型例题 例１.在平面直角坐标系中，若矩形的面积恒为8，矩形的长为正数x，宽为y，矩形一个顶点在原点，两边分别平行于坐标轴. （1）求y关于x的函数解析式，并写出自变量取值范围； （2）判断点(4,2)、(-2,4)是否在该函数图象上； （3）简述该函数图象的形状与分布. 【分析】本题紧扣本节课矩形画双曲线的活动核心，考查反比例函数建模、图象上点的特征及图象性质.解题关键是利用矩形面积定值建立变量关系，结合自变量实际意义确定取值范围，通过代入验证判断点与图象的位置关系. 【详解】（1）根据矩形面积公式：长×宽=面积，可得xy=8， 变形得函数解析式：y=， 由实际意义可知，矩形的长为正数，因此自变量取值范围：x＞0； （2）验证点(4,2)：将x=4代入解析式，y===2，与点的纵坐标相等，因此点(4,2)在函数图象上； 验证点(-2,4)：自变量取值范围为x＞0，x=-2不符合实际意义，因此点(-2,4)不在函数图象上； （3）该函数图象是反比例函数y=，在第一象限的分支，是一条平滑的曲线，y随x的增大而减小，图象无限靠近坐标轴但不与坐标轴相交. 例2.同一支简易密度计漂浮在不同液体中，浸入液体的深度h（cm）与液体密度\rho（g/cm³）成反比例函数关系。已知密度计在清水中（ρ=1.0g/cm³）浸入深度为24cm. （1）求ρ关于h的反比例函数解析式； （2）若密度计浸入某液体的深度为15cm，求该液体的密度； （3）若某液体密度为1.2g/cm³，求密度计浸入液体的深度. 【分析】：本题是本节课第二个数学活动的原型应用题，核心考查反比例函数在实际跨学科场景中的建模与求解。解题步骤为：先根据反比例关系设出解析式，代入已知数据求比例系数，再利用解析式代入求值，全程结合实际变量意义分析. 【详解】（1）设反比例函数解析式为ρ=（k≠0，h＞0）， 将ρ=1.0，h=24代入解析式： 1.0=，解得k=24， 因此函数解析式为：ρ=（h＞0）； （2）当h=15cm时，代入解析式：ρ==（g/cm³） 答：该液体的密度为1.6g/cm³； （3）当ρ=1.2g/cm³时，代入解析式：1.2= 解得h=20 答：密度计浸入液体的深度为20cm. （设计意图：通过针对性例题，巩固矩形与反比例函数的关联知识点，强化学生根据实际情境确定自变量取值范围的意识，规范解题步骤，突破学生“忽略实际意义、盲目判断图象点”的易错点.） 1.如图是8个台阶的示意图，每个台阶的高和宽分别是1和2，每个台阶凸出的角的顶点记作（m为1～8的整数）．函数的图象为曲线． (1)若过点，则______； (2)若过点，则它必定还过另一点，则______； (3)若曲线使得这些点分布在它的两侧，每侧各4个点，求出所有满足条件的整数． 【详解】（1）解：由图像可知 又∵．函数（）的图象经过 ∴，即， 故答案为； （2）由图像可知、、、、、、、 ∵过点 ∴ 观察发现符合题意，即 故答案为； （3）∵的横纵坐标积分别为： ∴要使这8个点为于的两侧，每次各四个点，必须满足 ∴可取共7个整数值，为、、、、、、. （设计意图：学完新知识后及时进行课堂巩固练习，不仅可以强化学生对新知的记忆，加深学生对新知的理解，还可以及时反馈学习情况，帮助学生查漏补缺，帮助教师及时调整教学策略） 1．为预防传染病，某校定期对教室进行“药熏消毒”．已知药物燃烧阶段，室内每立方米空气中的含药量与燃烧时间成正比例；燃烧后，y与x成反比例（如图所示）．现测得药物分钟燃完，此时教室内每立方米空气含药量为．据以上信息解答下列问题： (1)求药物燃烧时y关于x的函数表达式． (2)求药物燃烧后y关于x的函数表达式． (3)当每立方米空气中含药量低于时，对人体方能无毒害作用，那么从消毒开始，在哪个时段学生不能停留在教室里？ 【详解】（1）解：设药物燃烧时y关于x的函数表达式为， ∴， ∴， ∴药物燃烧时y关于x的函数表达式为； （2）解：设药物燃烧后y关于x的函数表达式为， ∴， ∴， ∴药物燃烧后y关于x的函数表达式为； （3）解：对于，当，； 对于，当时，， ∴从消毒开始，第2分钟到第分钟学生不能停留在教室里． (设计意图:强化本节课核心知识的拓展．) 1．（2025·金安统考）圆锥的体积（S表示圆锥的底面积，h表示圆锥的高线长），某工厂要制作一系列圆锥模型，要求体积保持不变．测得其中一个已做成的圆锥模型的底面半径为，高线长为． (1)求这一系列圆锥模型的底面积关于高线长的函数表达式，并画出函数图象． (2)利用所画的函数图象，求当高线长限定为时，底面积的取值范围． 【详解】（1）解：由题意得， ∴， 函数图象如下所示： （2）解：当时，，当时，， ∴由函数图象可知当高线长限定为时，底面积的取值范围为． 2．（2025·淮安统考）测得不同国家六种硬币的质量和体积数据如下表： 硬币 质量（g） 体积（） A 3.1 0.41 B 4.0 0.50 C 8.6 1.2 D 8.0 0.95 E 9.8 1.1 F 5.0 0.67 (1)设用质量为的某种金属制作成的硬币体积为，求该种金属的密度． (2)从前，奥地利硬币由铜和锌的合金制成，其密度为．你认为上表中，哪一种硬币可能来自奥地利？ (3)已知铜的密度为，锌的密度为．A，B两种硬币都由铜和锌的合金制成，哪一种含锌量较多？请说明理由． 【详解】（1）解：由密度计算公式可知； （2）解：A硬币的密度为，B硬币的密度为，C硬币的密度为，D硬币的密度为，E硬币的密度为，F硬币的密度为， ∴D硬币可能来自奥地利； （3）解：A硬币含锌量比较多，理由如下： ∵铜的密度大于锌的密度， ∴由铜和锌制成的合金材料，含锌越小，密度越大， ∵， ∴A硬币含锌量比较多． 3．（2025·石家庄期中）有一台室内去除甲醛的空气净化器需要消耗药物去除甲醛，设净化药物的消耗量为，室内甲醛含量为，开机后净化器开始消耗净化药物． 当时，室内甲醛含量保持室内起始甲醛含量不改变； 当时，净化器开始计时，开始计时后，设时间为（），并有以下两种工作模式： 模式Ⅰ：室内甲醛含量与净化药物的消耗量成反比，且当时，； 模式Ⅱ：净化药物的消耗量与时间的关系式为，计时后甲醛的减少量与时间的关系式为．（室内甲醛含量＝室内起始甲醛含量－甲醛的减少量） (1)在模式Ⅰ下： ①求出与的关系式（不写的取值范围）； ②如果要求甲醛含量不高于达标，求净化药物的消耗量的最小值； (2)在模式Ⅱ下： ①用表示为：______； ②求与的关系式为：______；（不写的取值范围） (3)若采用模式Ⅱ去除甲醛，当时，与模式Ⅰ相比，消耗相同的净化药物，哪种模式去除甲醛的效果好？请同学计算说明理由． 【详解】（1）①设与的关系式为， 将当时，代入得：，解得：， ∴与的关系式为； ②∵甲醛含量不高于达标，且根据题意有x非负， ∴， ∴，解得：， ∴净化药物的消耗量的最小值为． （2）①根据题意得：， 将代入得：， 故答案为：． ②∵， ∴， 将代入得：， 整理得∶ ． （3）当时， 模式Ⅱ：，解得：，（舍）， 当时， 模式Ⅰ：， ∵， ∴模式Ⅰ去除甲醛的效果好． （设计意图：在学习完知识后加入中考等真题练习，不仅可以帮助学生明确考试方向，熟悉考试题型，检验学习成果，提升应考能力，还可以提升学生的学习兴趣和动力） 知识技能：（1）核心本质：反比例函数的本质是两个变量的乘积为定值，即xy=k（k≠0）；（2）几何应用：面积定值的矩形，边长顶点轨迹为反比例函数双曲线，印证k的几何意义；（3）实际应用：可利用反比例函数解决物理密度、行程、工程、面积等定值类实际问题，掌握“建模—求解—验证”的解题流程. 思想方法：（1）数形结合思想：通过矩形作图，将代数解析式与几何图象结合，直观理解函数规律；（2）模型思想：从几何、物理实际情境中提炼反比例函数模型，实现实际问题数学化；（3）特殊到一般思想：通过具体数据测算、特例探究，归纳出反比例函数的通用规律. 易错提醒：（1）实际情境中必须考虑自变量的取值范围，不可盲目套用解析式；（2）混淆正比例与反比例关系：定值和为正比例，定值积为反比例；（3）矩形画双曲线时，忽略变量正数取值，误画第二、四象限分支；（4）实际问题求解后未验证结果是否符合生活实际. (设计意图：对本课的知识进行总结，有利于学生对增强学习的主动性与连贯性. ） 必做题：课本习题25.3第3、9题. 探究性作业：近年来，电商直播带货成了一个火热的职业．某电商在抖音平台上对一款成本为60元/件的服装进行直播销售，如果按每件100元销售，那么每天可售出20件．经市场调查发现，如果每件服装降价1元，那么平均每天可多售出2件，设每件服装降价x元（降价后不得低于成本）． (1)平均每天销售量增加 件，每件服装盈利 元．（用含x的代数式表示） (2)当每件服装降价多少元时，商家平均每天能盈利1200元？ (3)商家平均每天盈利能达到1350元吗？请说明理由． 【详解】（1）根据题意有：平均每天销售量增加件，每件服装盈利元， 故答案为：，； （2）根据题意，得． 解得，． 经检验，或均符合本题要求． 答：当每件服装降价10元或20元时，商家平均每天能盈利1200元 （3）不能 理由：根据题意，得． 化简，得． ∵， ∴方程没有实数根， ∴商家平均每天盈利不能达到1350元． （设计意图：对本节课的知识进行巩固训练 ） 主板书 27.反比例函数 数学活动 (一) 利用矩形画双曲线 （二）用简易密度计测量密度 （三）易错提醒 副板书 典型例题 （预留区域，课堂书写化简、检验例题） 例题 学生练习板演 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $