内容正文:
27.3 实际问题与反比例函数
(第 3 课时 · 探究:气体压强与体积)
人教版 · 数学 · 九年级上册
授课教师:__________ 班级:__________ 课时:1 课时
学习目标
目标
1. 能通过画散点图,根据数据与图象特征判断两个变量之间的函数关系,选择反比例函数建立函数模型。
2. 能根据实验数据求出常数 k 的值,写出函数解析式,并用模型估计未知量的值。
3. 经历“收集数据—画散点图—选择模型—求出模型—检验—求解”的建模过程,归纳建立函数模型解决实际问题的一般步骤。
一、温故知新(3分钟)
复习
1. 反比例函数 (k≠0)的图象是双曲线:当 k>0 时,两支分别位于第__、__象限;当 k<0 时,两支分别位于第__、__象限。
2. 当 k>0 时,在每个象限内,y 随 x 的增大而__;当 k<0 时,y 随 x 的增大而__。
3. 已知点 A(2, m) 在双曲线 上,则 m=__;
若点 B(n, 3) 也在该双曲线上,则 n=__。
1. 第一、三象限;第二、四象限。
2. 减小;增大。
3. m=6÷2=3;n=6÷3=2。
二、探究引入(2分钟)
情境
函数是刻画现实世界中变量关系和变化规律的数学模型。面对不同的实际问题,我们需要根据数据和图象特征选择合适的函数模型,确定函数解析式,利用函数解决问题。
问题:用注射器封闭一定质量的气体,推动活塞时体积 V 减小、压强 p 增大;松开活塞则体积变大、压强变小。p 与 V 之间存在怎样的函数关系?
猜想:体积 V 变小、压强 p 变大,p 与 V 的乘积可能是一个定值,
即 p 与 V 可能成反比例关系。
三、新课探究 · 探究1(画散点图)
探究
某物理实验小组在温度不变的条件下,测得气体的压强 p(单位:kPa)与体积 V(单位:mL)的 6 组数据(表27.3-1)。
序号 1 2 3 4 5 6
体积 V/mL 20 18 16 14 12 10
压强 p/kPa 100 112 123 145 163 201
以 V 为横轴、p 为纵轴描点,用一条光滑曲线尽量靠近所有点,得到图27.3-4。
发现:散点分布在双曲线的一支上,由此猜想 p 与 V 成反比例关系。
三、新课探究 · 探究2(建立模型)
探究
设函数解析式为 (V>0)。把表27.3-1 中每组 V 与 p 分别代入,求出相应的 k 值,填入表27.3-2。
V/mL 20 18 16 14 12 10
p/kPa 100 112 123 145 163 201
k=Vp
取各次算得的 k 的平均值:
取 k≈1997,得函数模型:(V>0)。 ①
说明:6 组数据算出的 k 值不完全相同,取它们的平均值可以使模型更接近实际数据。
三、新课探究 · 探究3(检验模型)
探究
检验模型:将已知数据代入所得解析式 (或画出所得函数的图象),判断这个函数模型与实际数据是否吻合。
1. 把 V=20、18、16、14、12、10 分别代入 p=1997/V,所得 p 与实验数据相差很小;
2. 各数据点与函数图象基本吻合,说明该模型能较好地反映 p 与 V 的关系;
3. 由数据建立的模型只是近似刻画实际关系,所以需要检验。
三、新课探究 · 探究4(求解问题)
探究
问题:当压强为 132 kPa 时,气体的体积为多少(结果保留小数点后两位)?
解:将 p=132 代入 ①,得
解得
(mL)
答:当压强为 132 kPa 时,气体的体积约为 15.13 mL。
三、新课探究 · 点拨
点拨
问:建立函数模型解决实际问题的一般步骤是什么?
1. 收集数据,画散点图,观察点的分布判断函数类型;
2. 用待定系数法求出模型中的常数,写出解析式并确定自变量的取值范围;
3. 检验模型与实际数据的吻合程度,再用模型求解并作答。
收集数据 → 画散点图 → 选择模型 → 求出模型 → 检验模型 → 求解作答
四、课堂练习(P78~P79)
练习
1. 表27.3-1 中的有些数对只能近似满足 (V>0),即图中的点并没有完全落在函数图象上。这种建立函数模型的方式与你以往所学有什么不同?
以往的函数解析式大多是直接给出的,或由确定的等量关系推出;
现在是先由实验数据猜想函数类型,再用数据确定模型中的常数,
所建立的模型只是近似刻画实际关系,这是解决实际问题更常用的方式。
2. 结合“探究”和上面问题1 所涉及的分析与解决问题的过程,归纳建立函数模型解决实际问题的一般步骤。
答:收集数据 → 画散点图 → 选择函数模型 → 求出模型 → 检验模型 → 求解作答。
其中“检验模型”是本节课新增的关键一步。
五、达标训练 · 练习3(选择)
练习
3.(选择)下列函数关系中,是反比例函数关系的是( )
A. 温度不变时,一定质量气体的压强 p 与体积 V
B. 周长为 20 的长方形中,长 x 与宽 y
C. 圆的面积 S 与半径 r
D. 正方形的周长 C 与边长 a
【答案】A
解析:温度不变时,一定质量气体的压强 p 与体积 V 满足 pV=定值,
即 p 与 V 成反比例关系。
五、达标训练 · 练习4(选择)
练习
4.(选择)在温度不变的条件下,一定质量的气体满足 (V>0),当 V 从 10 mL 增大到 20 mL 时,压强 p( )
A. 增大到原来的 2 倍
B. 减小到原来的一半
C. 保持不变
D. 无法确定
【答案】B
解析:V 由 10 mL 增大到 20 mL(变为 2 倍),
因 p 与 V 成反比例,故 p 减小为原来的一半。
五、达标训练 · 练习5、6(填空)
练习
5.(填空)一定质量的气体在温度不变时满足 pV=2000,
则 p 关于 V 的函数解析式是____。
解:(V>0)。
6.(填空)已知 (V>0),当 p=250 kPa 时,V=___mL。
解:V=1000÷250=4(mL)。
六、课堂小结
总结
【填一填】本节课你学到了什么?
1. 建立函数模型解决实际问题的一般步骤:
收集数据 → 画散点图 → 选择函数模型 → 求出模型 → ___ → 求解作答。
2. 本节课你的收获与疑惑:___。
1. 检验模型;
2. 略(同学自由表达,教师点评)。
七、作业布置
作业
课本本章习题中与“建立反比例函数模型解决实际问题”相关的题目。
要求:解答过程要写清“设—代—解—答”四步,注意自变量的实际取值范围。
提示:先分析数据特征选择函数类型,再用待定系数法求解析式,
最后检验模型并用它解决实际问题。
下课啦!
谢谢观看 · 同学们再见
学而时习之,不亦说乎 —— 课后记得复习巩固哦
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