2019年暑假學(xué)習(xí)共同體蘇科版九年級物理　第11章簡單機(jī)械一、杠桿教學(xué)案

2019年暑假學(xué)習(xí)共同體蘇科版九年級物理第11章簡單機(jī)械——杠桿教學(xué)案一、教學(xué)內(nèi)容本節(jié)課的教學(xué)內(nèi)容選自蘇科版九年級物理第11章簡單機(jī)械——杠桿。杠桿是物理學(xué)中的重要概念，本節(jié)課主要讓學(xué)生了解杠桿的基本原理，掌握杠桿的分類和特點(diǎn)，以及如何應(yīng)用杠桿原理解決實(shí)際問題。具體內(nèi)容包括：1.杠桿的定義和分類2.力臂和杠桿平衡的條件3.杠桿的應(yīng)用實(shí)例4.杠桿的效率二、教學(xué)目標(biāo)1.了解杠桿的定義和分類，掌握杠桿平衡的條件，能運(yùn)用杠桿原理解決實(shí)際問題。2.培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力、動(dòng)手能力和思維能力，提高學(xué)生對物理學(xué)的興趣。3.培養(yǎng)學(xué)生合作學(xué)習(xí)、討論問題的能力，提高學(xué)生的綜合素質(zhì)。三、教學(xué)難點(diǎn)與重點(diǎn)重點(diǎn)：杠桿的定義、分類和特點(diǎn)，杠桿平衡的條件，杠桿的應(yīng)用。難點(diǎn)：杠桿平衡條件的理解和應(yīng)用，杠桿效率的計(jì)算。四、教具與學(xué)具準(zhǔn)備教具：杠桿模型、滑輪組、力傳感器等。學(xué)具：學(xué)生實(shí)驗(yàn)器材、練習(xí)題、PPT等。五、教學(xué)過程1.實(shí)踐情景引入：展示生活中常見的杠桿現(xiàn)象，如撬棍、剪刀、鉗子等，引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注杠桿在生活中的應(yīng)用。2.知識講解：介紹杠桿的定義、分類和特點(diǎn)，講解杠桿平衡的條件，并通過實(shí)例進(jìn)行分析。3.動(dòng)手實(shí)驗(yàn)：學(xué)生分組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，觀察和記錄杠桿的平衡條件，驗(yàn)證杠桿原理。4.例題講解：分析典型例題，引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用杠桿原理解決問題。5.隨堂練習(xí)：布置練習(xí)題，讓學(xué)生鞏固所學(xué)知識。7.拓展延伸：討論杠桿在現(xiàn)代科技中的應(yīng)用，如航天器、橋梁等。六、板書設(shè)計(jì)板書內(nèi)容：1.杠桿的定義和分類2.力臂和杠桿平衡的條件3.杠桿的應(yīng)用實(shí)例4.杠桿的效率七、作業(yè)設(shè)計(jì)1.題目：計(jì)算下列杠桿的力臂和杠桿效率。例題：一把剪刀，重力為2N，手柄長度為0.3m，刀片長度為0.1m，剪切力為1N，求剪刀的力臂和杠桿效率。答案：力臂為0.3m，杠桿效率為50%。2.題目：運(yùn)用杠桿原理，設(shè)計(jì)一個(gè)省力的提水方案。答案：可以使用滑輪組和杠桿組合，通過改變滑輪組的位置和杠桿的長度，實(shí)現(xiàn)省力提水。八、課后反思及拓展延伸1.課后反思：本節(jié)課通過實(shí)例和實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生掌握了杠桿的基本原理和應(yīng)用，但在講解杠桿效率時(shí)，部分學(xué)生仍存在理解困難。在今后的教學(xué)中，應(yīng)加強(qiáng)leverageefficiency的講解，并結(jié)合實(shí)際問題，讓學(xué)生更好地理解杠桿效率的概念。2.拓展延伸：讓學(xué)生探討杠桿在現(xiàn)代科技中的其它應(yīng)用，如航天器、橋梁等，并嘗試運(yùn)用所學(xué)知識，分析這些實(shí)例中杠桿的作用和原理。重點(diǎn)和難點(diǎn)解析在本教學(xué)案中，我們需要特別關(guān)注的是“杠桿平衡條件的理解和應(yīng)用”以及“杠桿效率的計(jì)算”這兩個(gè)重點(diǎn)和難點(diǎn)。一、杠桿平衡條件的理解和應(yīng)用杠桿平衡條件是物理學(xué)中的一個(gè)基本原理，它指的是在杠桿的兩側(cè)作用力與力臂的乘積相等，即力矩平衡。這一條件的理解與應(yīng)用是本節(jié)課的核心內(nèi)容，也是學(xué)生容易混淆和難以掌握的地方。1.理論解析杠桿平衡條件可以用數(shù)學(xué)公式表示為：\[F_1\timesL_1=F_2\timesL_2\]其中，\(F_1\)和\(F_2\)分別是作用在杠桿兩側(cè)的力，\(L_1\)和\(L_2\)分別是力的作用點(diǎn)到杠桿支點(diǎn)的距離，也就是力臂。2.實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證為了幫助學(xué)生理解和驗(yàn)證杠桿平衡條件，教師可以設(shè)計(jì)一系列的實(shí)驗(yàn)。例如，讓學(xué)生使用實(shí)際的杠桿（如撬棒）進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，觀察并記錄不同力臂和力的組合下杠桿的平衡狀態(tài)。通過實(shí)驗(yàn)，學(xué)生可以直觀地感受到力矩平衡的現(xiàn)象，并進(jìn)一步理解杠桿平衡條件。3.應(yīng)用拓展在理解了杠桿平衡條件之后，學(xué)生可以應(yīng)用這一原理來解決實(shí)際問題。例如，設(shè)計(jì)一個(gè)簡單的機(jī)械裝置，如平衡尺，讓學(xué)生通過調(diào)整兩端的負(fù)載來保持杠桿的平衡。這樣的實(shí)踐活動(dòng)不僅能夠鞏固學(xué)生對杠桿平衡條件的理解，還能夠培養(yǎng)他們的創(chuàng)新能力和解決問題的能力。二、杠桿效率的計(jì)算杠桿效率是指實(shí)際工作過程中，杠桿系統(tǒng)所做的有用功與輸入的總功的比值。它是一個(gè)重要的物理量，用于衡量杠桿系統(tǒng)的工作效率。1.公式推導(dǎo)杠桿效率的計(jì)算公式可以從能量守恒的角度推導(dǎo)出來。假設(shè)杠桿系統(tǒng)輸入的總功為\(W_{總}\)，杠桿所做的有用功為\(W_{有}\)，則杠桿效率\(\eta\)可以表示為：\[\eta=\frac{W_{有}}{W_{總}}=\frac{F_1\timesL_1\times\cos(\theta_1)}{F_2\timesL_2\times\cos(\theta_2)}\]其中，\(\theta_1\)和\(\theta_2\)分別是作用力\(F_1\)和\(F_2\)與杠桿支點(diǎn)到力的作用點(diǎn)的連線之間的夾角。2.計(jì)算實(shí)例以剪刀為例，假設(shè)剪刀的重力為2N，手柄長度為0.3m，刀片長度為0.1m，剪切力為1N，夾角為45°，則剪刀的杠桿效率可以計(jì)算如下：\[\eta=\frac{1\times0.3\times\cos(45°)}{2\times0.1\times\cos(45°)}=\frac{0.3}{0.2}=1.5\]這里的剪刀實(shí)際上是一個(gè)省力杠桿，因?yàn)樗男蚀笥?，說明輸出功大于輸入功。3.難點(diǎn)解析杠桿效率的計(jì)算對學(xué)生來說是一個(gè)挑戰(zhàn)，因?yàn)樗婕暗焦Φ母拍钜约敖嵌鹊臏y量。在教學(xué)過程中，教師需要引導(dǎo)學(xué)生正確理解功的概念，并掌握如何通過實(shí)驗(yàn)或者幾何關(guān)系來確定力和力臂以及夾角。通過實(shí)例講解和反復(fù)練習(xí)，學(xué)生可以逐步掌握杠桿效率的計(jì)算方法。通過對杠桿平衡條件的理解和應(yīng)用以及杠桿效率的計(jì)算的深入學(xué)習(xí)，學(xué)生可以更好地理解杠桿的工作原理，并能夠?qū)⑦@一原理應(yīng)用到實(shí)際問題中。這對于培養(yǎng)學(xué)生的物理學(xué)素養(yǎng)和解決實(shí)際問題的能力具有重要意義。本節(jié)課程教學(xué)技巧和竅門一、語言語調(diào)1.在講解杠桿平衡條件時(shí)，語調(diào)要生動(dòng)有趣，引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注關(guān)鍵概念。例如，在講解力臂時(shí)，可以強(qiáng)調(diào)“力臂是力的作用點(diǎn)到支點(diǎn)的距離”，并通過提問方式讓學(xué)生思考“為什么力臂的長度會(huì)影響杠桿的平衡？”2.在講解杠桿效率時(shí)，可以通過提問引導(dǎo)學(xué)生思考“為什么剪刀的效率大于1？”激發(fā)學(xué)生的好奇心，進(jìn)一步探討杠桿效率的計(jì)算。二、時(shí)間分配1.在課堂教學(xué)中，合理分配時(shí)間，確保學(xué)生有足夠的時(shí)間理解杠桿平衡條件和杠桿效率的計(jì)算。例如，可以將課堂時(shí)間分為兩部分：一部分用于講解理論和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，另一部分用于練習(xí)和討論。2.在實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，預(yù)留充足的時(shí)間讓學(xué)生動(dòng)手操作，觀察并記錄杠桿的平衡狀態(tài)，以便更好地理解杠桿平衡條件。三、課堂提問1.針對關(guān)鍵概念和原理，設(shè)計(jì)啟發(fā)式問題，引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)思考。例如，在講解杠桿平衡條件時(shí)，可以提問“如果改變力的大小和力臂的長度，會(huì)發(fā)生什么變化？”2.在討論環(huán)節(jié)，鼓勵(lì)學(xué)生提出問題，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性。例如，在講解剪刀的杠桿效率時(shí)，可以引導(dǎo)學(xué)生思考“為什么剪刀的效率大于1？”四、情景導(dǎo)入1.利用生活實(shí)例導(dǎo)入，激發(fā)學(xué)生的興趣。例如，可以展示生活中常見的杠桿現(xiàn)象，如撬棍、剪刀等，并提問“你們知道這些物體為什么能起到省力的作用嗎？”2.在導(dǎo)入環(huán)節(jié)，注意引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注杠桿在實(shí)際中的應(yīng)用，為后續(xù)講解杠桿平衡條件和杠桿效率打下基礎(chǔ)。五、教學(xué)方法1.