《人與機械》教學設(shè)計

《人與機械》教學設(shè)計##一、教學目標1、**物理觀念**-理解機械的概念，知道常見機械的種類及其功能。-掌握機械功原理，能運用功的原理分析簡單機械的工作過程。2、**科學思維**-通過對不同機械工作過程的分析，培養(yǎng)邏輯思維能力和歸納總結(jié)能力。-能夠運用類比的方法，理解機械的省力與省距離之間的關(guān)系。3、**科學探究**-經(jīng)歷簡單機械省力與省距離關(guān)系的探究實驗，提高動手操作能力和數(shù)據(jù)處理能力。-學會從實驗現(xiàn)象中提出問題、作出假設(shè)、設(shè)計實驗、收集證據(jù)并得出結(jié)論。4、**科學態(tài)度與責任**-感受機械在人類生產(chǎn)生活中的重要作用，激發(fā)對物理學科的學習興趣。-通過小組合作探究實驗，培養(yǎng)團隊協(xié)作精神和實事求是的科學態(tài)度。##二、教學重難點1、**教學重點**-機械功原理的理解和應(yīng)用。-探究簡單機械省力與省距離的關(guān)系。2、**教學難點**-理解機械功原理中“使用任何機械都不省功”的含義。-如何引導學生通過實驗探究得出正確的結(jié)論，并能將結(jié)論應(yīng)用到實際問題的分析中。##三、教學方法講授法、實驗探究法、討論法、類比法##四、教學過程###（一）導入（5分鐘）1、展示一些生活中常見的機械圖片，如起重機、螺絲刀、剪刀等，然后提問學生：“同學們，這些東西大家都見過吧？它們都有一個共同的名字，叫做機械。那你們能說說機械在我們生活中有什么作用嗎？”引導學生思考并回答，比如機械可以幫助我們省力、方便干活等。2、接著再展示一個工人用撬棍撬石頭的動畫視頻，提問：“你們看這個工人用撬棍撬石頭，好像很輕松就把大石頭撬動了，那這個撬棍是怎么做到的呢？這里面有沒有什么物理原理呢？”從而引出本節(jié)課的主題——人與機械。###（二）新授（25分鐘）1、**機械的概念與種類（5分鐘）**-講解機械的概念：機械是能夠幫助人們降低工作難度或省力的工具裝置。-讓學生分組討論生活中還有哪些常見的機械，并派代表發(fā)言。然后教師總結(jié)，將機械分為簡單機械（如杠桿、滑輪、斜面等）和復雜機械（由簡單機械組合而成，像起重機就是由多個滑輪等簡單機械組成的）。2、**機械功原理（10分鐘）**-教師提出問題：“我們知道機械可以省力，那使用機械的時候，力做的功會有什么變化呢？”引導學生進行思考。-以使用斜面搬運物體為例，假設(shè)斜面的高度為h，長度為L，物體的重力為G，沿斜面的拉力為F。讓學生根據(jù)功的計算公式W=FL（這里的F是拉力，L是拉力方向上的位移）和W=Gh（這里的G是重力，h是重力方向上的位移），分析拉力做的功和直接提升物體重力做的功之間的關(guān)系。-通過理論推導得出機械功原理：使用任何機械時，動力對機械所做的功等于機械克服阻力所做的功，也就是使用任何機械都不省功。用公式表示為W_動=W_阻。-教師再通過幾個簡單的例子，如使用滑輪組提升重物，加深學生對機械功原理的理解。3、**探究簡單機械省力與省距離的關(guān)系（10分鐘）**-實驗探究：簡單機械省力與省距離的關(guān)系。-實驗器材：杠桿、鉤碼、彈簧測力計、刻度尺等。-實驗步驟：-調(diào)節(jié)杠桿在水平位置平衡。-在杠桿一端掛上一定數(shù)量的鉤碼，用彈簧測力計在另一端豎直向上拉，使杠桿再次在水平位置平衡，記錄彈簧測力計的示數(shù)F1和鉤碼對應(yīng)的力臂L1，以及彈簧測力計拉力對應(yīng)的力臂L2。-改變鉤碼的數(shù)量，重復上述實驗步驟。-學生分組進行實驗，教師巡視指導，提醒學生注意實驗安全和數(shù)據(jù)的準確記錄。-實驗結(jié)束后，讓學生根據(jù)實驗數(shù)據(jù)進行分析，得出結(jié)論：省力的機械必然費距離，省距離的機械必然費力，即力與距離的乘積是一個定值。###（三）鞏固（10分鐘）1、布置幾道關(guān)于機械功原理和簡單機械省力與省距離關(guān)系的練習題。-（1）用一個動滑輪將重為100N的物體勻速提升2m，拉力為60N，則拉力做的功是多少？這個動滑輪的機械效率是多少？（答案：拉力做的功W=Fs=60N×2×2m=240J，有用功W_有=Gh=100N×2m=200J，機械效率η=W_有/W×100%=200J/240J×100%≈83.3%）-（2）有一個斜面，高為1m，長為3m，將一個重為500N的物體沿斜面勻速拉到頂端，拉力為200N，則在這個過程中，有用功是多少？總功是多少？額外功是多少？（答案：有用功W_有=Gh=500N×1m=500J，總功W_總=FL=200N×3m=600J，額外功W_額=W_總-W_有=600J-500J=100J）-（3）使用剪刀剪東西時，我們發(fā)現(xiàn)剪刀的刀刃部分比較長，手柄部分比較短，這是為什么呢？（答案：刀刃長手柄短是為了省距離，雖然費力但是能更精準地剪東西，符合省力與省距離的關(guān)系原理。）2、讓學生在課堂上獨立完成，然后同桌之間相互批改，教師對學生存在的問題進行集中講解。###（四）總結(jié)（5分鐘）1、請幾位同學回顧本節(jié)課所學的內(nèi)容，包括機械的概念、機械功原理以及簡單機械省力與省距離的關(guān)系。2、教師進行補充和總結(jié)，強調(diào)重點知識，如機械功原理中“不省功”的含義，以及在實際生活中如何根據(jù)需要選擇合適的機械。###（