人教版（2024新版）八年級下冊物理第十二章《簡單機械》教案（共4節(jié)）

第第頁人教版（2024新版）八年級下冊物理第十二章《簡單機械》教案（共4節(jié)）第1節(jié)《杠桿》教案教學(xué)目標(biāo)物理觀念:認(rèn)識杠桿,知道關(guān)于杠桿的五要素(支點、動力、阻力、動力臂、阻力臂),會畫力臂;理解杠桿的平衡條件,并會相關(guān)計算;知道生活中杠桿的一些應(yīng)用,能對杠桿分類。科學(xué)思維:經(jīng)歷繪制杠桿示意圖的過程,體會科學(xué)抽象的方法;通過觀察和實驗,了解杠桿的結(jié)構(gòu),具有一定的觀察能力、分析和概括能力?？茖W(xué)探究:經(jīng)歷探究杠桿平衡條件的過程,學(xué)習(xí)分析實驗現(xiàn)象,尋找數(shù)據(jù)間的規(guī)律,從中歸納出實驗結(jié)論的一般方法。科學(xué)態(tài)度與責(zé)任:關(guān)心社會生產(chǎn)、生活,保持對自然現(xiàn)象的好奇心,并樂于探索自然現(xiàn)象和日常生活中的物理學(xué)道理。教學(xué)重難點教學(xué)重點:杠桿的五要素,杠桿的平衡條件及應(yīng)用。教學(xué)難點:正確畫出力臂,杠桿的平衡條件及應(yīng)用。教學(xué)準(zhǔn)備教師準(zhǔn)備:教學(xué)課件。學(xué)生準(zhǔn)備:剪刀、鋼絲鉗、鐵絲、笤帚、鑷子、小石塊、杠桿、鉤碼、鐵架臺、彈簧測力計等。教學(xué)過程教學(xué)環(huán)節(jié)設(shè)計意圖一、創(chuàng)設(shè)情境導(dǎo)入新課1.播放視頻“戰(zhàn)無不勝的投石機”,提出問題,投石機相當(dāng)于什么機械?投石機為什么能把幾百斤的石頭投到遠(yuǎn)處?2.“給我一個支點,我就能撬動地球。”——阿基米徳,阿基米德有沒有吹牛?今天我們來探究杠桿的奧秘。利用視頻中的“投石機”和阿基米德“撬地球”,激發(fā)學(xué)生好奇心,提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性二、新課講解探究新知探究點一杠桿(一)杠桿的定義學(xué)生活動:使用杠桿進行以下活動。用剪刀剪紙片、用鑷子夾取小石塊、用鋼絲鉗剪斷鐵絲、用笤帚掃地。課件展示相關(guān)圖片,讓學(xué)生對比找出共同點。學(xué)生:都能繞一固定點轉(zhuǎn)動。學(xué)生:有力作用在物體上。歸納總結(jié):一根硬棒,在力的作用下能繞著固定點轉(zhuǎn)動,這根硬棒就是一個杠桿。課件展示,古代人們使用的一些杠桿,分別找出圍繞轉(zhuǎn)動的點(支點)。搗谷的碓(duì)汲水的桔槔(jiégāo)中國傳統(tǒng)的桿秤讓學(xué)生通過類比分析,通過思考和總結(jié),得出杠桿的定義通過對我國勞動人民在生產(chǎn)、生活中智慧的展示,樹立民族自豪感教師:在我們的生活中,還有很多機械屬于杠桿,你能舉出生活中的實例嗎?學(xué)生:羊角錘、開瓶器、扳手等。(二)杠桿的五要素自主學(xué)習(xí),閱讀課本:什么是杠桿的五要素?1.支點:杠桿可以繞其轉(zhuǎn)動的點(O點)。2.動力:使杠桿轉(zhuǎn)動的力(F1)。3.阻力:阻礙杠桿轉(zhuǎn)動的力(F2)。4.動力臂:從支點到動力(F1)作用線的距離(l1)。5.阻力臂:從支點到阻力(F2)作用線的距離(l2)。播放視頻“杠桿與杠桿的五要素”,進一步加深學(xué)生對杠桿五要素的理解。教師用課件展示杠桿的五要素,重點放在動力臂和阻力臂的畫法上。點撥:1.“力的作用線”是指過力的作用點沿力的方向所畫的直線;力臂是支點到力的作用線的距離,不是支點到作用點的距離;力臂不一定在杠桿上(如圖中l(wèi)1、l2);若力的作用線過支點,則力臂為0。2.支點:一定在杠桿上,可以在杠桿的一端,也可以在杠桿的其他位置;同一杠桿,使用方法不同,支點位置可能改變。3.動力與阻力:作用點都在杠桿上,分別使杠桿向相反方向轉(zhuǎn)動,動力和阻力是相對的,一般把人對杠桿施加的作用力稱為動力。例題1畫出圖中杠桿各力的力臂。學(xué)生完成后,找學(xué)生代表板演作圖,教師及時做出評價。例題2如圖,硬棒OB能繞支點O轉(zhuǎn)動,A處用繩子拉住固定在墻壁上,B處懸掛重物。請畫出物體所受的重力G的力臂l1和拉力F的力臂l2。找兩名學(xué)生上臺進行板演,其他學(xué)生畫在學(xué)案上,完成后找其他學(xué)生進行評價。知道如何畫杠桿的力臂,培養(yǎng)物理觀念。通過練習(xí)畫杠桿中的力臂,鞏固力臂的畫法,為杠桿平衡條件的學(xué)習(xí)打好基礎(chǔ)總結(jié):動力臂和阻力臂的畫法。一找(找準(zhǔn)支點、動力和阻力作用點);二畫(畫出力的作用線);三引(引垂線);四標(biāo)(標(biāo)力臂——支點到垂足的距離)。探究點二杠桿的平衡條件(一)杠桿的平衡思考:什么是杠桿的平衡狀態(tài)?學(xué)生:當(dāng)杠桿在動力和阻力作用下靜止時,我們就說杠桿平衡了。教師:還有一種情況,當(dāng)杠桿在動力和阻力的作用下,勻速轉(zhuǎn)動時,我們也可以說杠桿平衡了,但勻速轉(zhuǎn)動不是勻速圓周運動。(二)探究杠桿平衡的條件提出問題:如圖(a)所示,為什么體重不同的兩人能讓蹺蹺板水平靜止?如圖(b)所示,為什么重力相同的兩人不能讓蹺蹺板水平靜止?在杠桿的使用中,杠杠的平衡狀態(tài)是一種常見而且重要的狀態(tài)。杠桿在滿足什么條件時才會平衡呢?也就是說動力、動力臂和阻力、阻力臂應(yīng)滿足什么條件?學(xué)生猜想:1.動力×動力臂=阻力×阻力臂。2.動力+動力臂=阻力+阻力臂。3.動力動力臂=阻力教師:三個猜想,有一個肯定是錯誤的,是哪一個?學(xué)生:“動力+動力臂=阻力+阻力臂”這個猜想是錯誤的,因為不同的物理量不能相加。教師:為了得到確切的結(jié)論,不能只憑猜想,還必須通過實驗來研究,請同學(xué)們利用桌上器材,設(shè)計實驗,進行探究。小組合作學(xué)習(xí):1.杠桿兩側(cè)的螺母有什么用?調(diào)節(jié)杠桿的平衡。2.杠桿在水平位置靜止的目的是什么?一是使杠桿的重心在支點,以消除杠桿自身重力對實驗的影響;二是便于在杠桿上直接測出力臂。3.實驗過程中能否調(diào)節(jié)螺母使杠桿平衡?不能。在實驗過程中,只能通過增減兩側(cè)的鉤碼數(shù)量和移動鉤碼的位置來調(diào)節(jié)杠桿的平衡。4.多次測量獲得多組實驗數(shù)據(jù)的目的是什么?避免偶然性,獲得普遍性的結(jié)論。進行實驗:提醒小組內(nèi)同學(xué)要密切配合,做好分工,防止杠桿翻倒和鉤碼脫落。實驗器材:杠桿、鉤碼、鐵架臺、彈簧測力計。測量的物理量:動力、阻力、動力臂、阻力臂。實驗步驟:1.把杠桿安裝在支架上,調(diào)節(jié)杠桿兩端的螺母,使杠桿保持水平并靜止,達(dá)到平衡狀態(tài)。2.如圖所示,在杠桿兩邊掛不同數(shù)量的鉤碼,把支點右邊的鉤碼對杠桿的作用力當(dāng)作動力F1,支點左邊的鉤碼對杠桿的作用力當(dāng)作阻力F2。調(diào)節(jié)鉤碼的位置,使杠桿在水平位置重新平衡,將動力F1、阻力F2、動力臂l1、阻力臂l2的數(shù)值填入表中。小組合作學(xué)習(xí),為順利實驗做鋪墊結(jié)合課本梳理實驗,設(shè)計步驟,并完成實驗得出實驗數(shù)據(jù),分析實驗結(jié)論3.改變阻力和阻力臂的大小,相應(yīng)調(diào)節(jié)動力和動力臂的大小,使杠桿在水平位置重新平衡,再做幾次實驗,把數(shù)值填入表中。實驗次數(shù)動力F1/N動力臂l1/cm阻力F2/N阻力臂l2/cm123…讓完成情況較好的小組報告實驗結(jié)論,組織學(xué)生對實驗結(jié)果進行分析。杠桿的平衡條件:杠桿平衡時,動力×動力臂=阻力×阻力臂。公式表示:F1l1=F2l2。[想想議議]思考課本圖12.14所示的杠桿與實驗中的杠桿有什么不同?學(xué)生:實驗中動力和阻力在支點的兩側(cè),圖中動力和阻力在支點的同側(cè)。例題3閱讀課本例題,討論后分享例題的解題思路。例題4身高1.7m,質(zhì)量為50kg的小明同學(xué)做俯臥撐運動,此時將他視為一個杠桿如圖所示,他的重心在A點,g=10N/kg,則:(1)他的重力為多大?(2)若他將身體撐起,地面對手的作用力至少要多大?找兩名學(xué)生進行板演,其他學(xué)生做在學(xué)案上,完成后小組同學(xué)評價,教師做出評價。解(1)小明同學(xué)的重力G=mg=50kg×10N/kg=500N(2)由圖可知,O為支點,動力臂l1=0.9m+0.6m=1.5m,阻力臂l2=0.9m,阻力等于人的重力,即F2=G=500N由杠桿平衡條件可得F1l1=F2l2即F1×1.5m=500N×0.9m解得F1=300N即地面對手的作用力至少要300N大。探究點三生活中的杠桿小組合作學(xué)習(xí):1.請仔細(xì)觀察如圖所示的三種杠桿,它的動力臂和阻力臂,哪個更長呢?使用該杠桿省力還是費力?小組合作進行實驗,培養(yǎng)團隊合作意識和分析歸納問題能力通過例題,培養(yǎng)學(xué)生規(guī)范解題習(xí)慣,加深對平衡條件的理解2.閱讀課本,根據(jù)杠桿平衡條件,判斷以上三種杠桿分別屬于什么杠桿?這三種杠桿分別有什么特點?討論交流后總結(jié)根據(jù)杠桿的平衡條件:F1l1=F2l2。若l1>l2,則F1<F2,為省力杠桿,省力費距離;若l1=l2,則F1=F2,為等臂杠桿,不省力也不費距離;若l1<l2,則F1>F2,為費力杠桿,費力省距離。播放視頻“杠桿的分類”。3.課件展示生活中的部分杠桿,學(xué)生搶答進行分類。學(xué)以致用,讓學(xué)生將物理知識運用于生活三、歸納概括課堂小結(jié)學(xué)生總結(jié)本節(jié)所學(xué)知識,教師課件展示。梳理杠桿知識,形成一個完整的知識體系板書設(shè)計第1節(jié)杠桿1.杠桿(1)定義:在力的作用下能繞著固定點轉(zhuǎn)動的硬棒,叫作杠桿。(2)杠桿的五要素:支點、動力、阻力、動力臂、阻力臂。(3)畫力臂的方法:①一找支點;②二畫線(力的作用線);③三作垂線段;④四標(biāo)力臂符號。2.杠桿的平衡條件(杠桿原理):動力×動力臂=阻力×阻力臂或?qū)憺镕1l1=F2l2。3.杠桿的分類杠桿類型力臂關(guān)系力的關(guān)系優(yōu)缺點省力杠桿l1>l2F1<F2省力但費距離費力杠桿l1<l2F1>F2費力但省距離等臂杠桿l1=l2F1=F2既不省力也不省距離作業(yè)設(shè)計必做題:教材第110頁練習(xí)與應(yīng)用1~5題。選做題:尋找人體中的杠桿,體驗它們的作用,完成科學(xué)小論文。教學(xué)反思杠桿是力學(xué)部分的重要內(nèi)容,它是學(xué)習(xí)其他簡單機械的基礎(chǔ)。因此,學(xué)生對杠桿相關(guān)的知識理解與掌握程度,對學(xué)習(xí)簡單機械有著舉足輕重的作用。新教材重點突出了力臂的作圖和探究杠桿的平衡條件。結(jié)合學(xué)生實際,對于力臂的理解、實際作圖和杠桿平衡條件的應(yīng)用都需要強化訓(xùn)練,這是本節(jié)的難點。而研究杠桿的平衡條件是本節(jié)課的重點,雖然難度不是很大,但是要透過現(xiàn)象看本質(zhì),就必須要先弄清力臂的概念和畫法。在此基礎(chǔ)上本實驗的目的是通過經(jīng)歷探究過程,學(xué)習(xí)科學(xué)探究的基本方法和處理數(shù)據(jù)的基本技能,最終理解杠桿的平衡條件并能簡單應(yīng)用。第2節(jié)《跨學(xué)科實踐:制作簡易桿秤》教案教學(xué)目標(biāo)物理觀念:在制作簡易桿秤的過程中,加深對杠桿五要素的理解,知道“小小秤砣壓千斤”的道理;了解簡易桿秤的原理和使用方法?？茖W(xué)思維:學(xué)生通過運用杠桿平衡條件推導(dǎo)驗證桿秤的刻度是均勻的?？茖W(xué)探究:利用杠桿的平衡條件制作簡易桿秤,使用簡易桿秤稱量不同物體的質(zhì)量?？茖W(xué)態(tài)度與責(zé)任:能夠客觀評價自己的作品以及自己在制作簡易桿秤過程中的表現(xiàn),并進行思考和改進;通過制作桿秤了解中國優(yōu)秀的傳統(tǒng)文化,以及古代科技文明的發(fā)展,增強文化自信和民族自豪感。教學(xué)重難點教學(xué)重點:簡易桿秤的制作。教學(xué)難點:簡易桿秤零刻度線和刻度的確定。教學(xué)準(zhǔn)備教師準(zhǔn)備:教學(xué)課件、桿秤實物。學(xué)生準(zhǔn)備:筷子、鉤碼、砝碼、細(xì)線、小盆、剪刀、美工刀、工字釘、刻度尺、記號筆等。教學(xué)過程教學(xué)環(huán)節(jié)設(shè)計意圖一、項目提出播放視頻“古代秤桿的智慧”。桿秤是人類發(fā)明的各種衡器中歷史最悠久的一種。在我國湖南長沙東郊楚墓出土的文物中,就有它的身影。古時候,人們在生活中買賣商品離不開它。介紹其他桿秤:八兩秤、藥店的秤等。桿秤的制作是即將消失的傳統(tǒng)工藝,為現(xiàn)代生活留下許多豐厚的歷史文化積淀。今天我們來學(xué)習(xí)制作簡易桿秤,并且利用簡易桿秤來稱量物體的質(zhì)量。通過播放視頻,導(dǎo)入本課關(guān)于“桿秤”的課題,初步了解相關(guān)概念二、項目分析(一)展示桿秤實物,同時課件展示桿秤,閱讀課本,了解桿秤的組成及使用方法。學(xué)生:桿秤由帶有秤星的秤桿、秤砣、秤盤、提紐等組成。學(xué)生:稱量時被稱物體放在秤盤中,移動系秤砣的掛繩使秤桿平衡,根據(jù)掛繩所處的位置就可以讀出被稱物體的質(zhì)量。教師介紹桿秤讀數(shù)的方法,學(xué)生稱量物體的質(zhì)量,并且讀數(shù)。(二)分組討論:要制作簡易桿秤需要考慮的幾個關(guān)鍵問題。1.根據(jù)桿秤的結(jié)構(gòu),列出制作桿秤需要哪些材料,分別代表桿秤的哪個結(jié)構(gòu)?筷子——秤桿鉤碼——秤砣細(xì)線——提紐 小盆——秤盤記號筆、小刀、刻度尺、質(zhì)量不同的砝碼——標(biāo)記刻度2.如何確定桿秤的零刻度(定盤星)?用細(xì)線系一個20g的鉤碼,作為秤砣。提起提紐,調(diào)整秤砣的位置;當(dāng)秤桿達(dá)到平衡時,細(xì)線所在的位置就是秤的零刻度線(O),也就是平衡點。用記號筆在這里做一個記號。這一步驟決定秤的制作精確度。了解桿秤的組成部分以及稱量方法,為順利制作簡易桿秤打好基礎(chǔ)3.如何確定出桿秤上的其他刻度?找到桿秤的零刻度線后,在秤盤中放100g砝碼,移動系秤砣(鉤碼)的掛繩使桿秤平衡,用記號筆標(biāo)記掛繩的位置,在相鄰刻度線之間進行均分,分成10格(或5格),就可以得到每一格表示的質(zhì)量(分度值)。4.桿秤上的刻度是否均勻(課件進行展示)?選桿秤上提紐處O點為支點,A為秤盤懸掛點,C為桿秤重心點,B為零刻度線,在這個位置上,掛上秤砣,不在秤盤中放物體時,桿秤正好平衡,由杠桿的平衡條件得G盤×OA=G砣×OB+G桿×OC①;將重物放在秤盤內(nèi),移動秤砣至D點杠桿平衡,由杠桿平衡條件得(G盤+G)×OA=G砣×OD+G桿×OC②;②-①得G×OA=G砣×BD,G=G砣OA×BD,G=mg,所以m=m砣加深對杠桿平衡條件的理解,從理論上推導(dǎo)桿秤的刻度是均勻的三、項目實施制作過程:(一)制作1.取一根筷子當(dāng)作秤桿。2.用小盆當(dāng)作秤盤,在小盆邊緣用工字釘均勻扎三個小孔,用細(xì)線拴好并吊起。3.在秤桿一端刻一槽A,距離槽A稍近處再刻一槽B。4.把小盆掛在槽A處作為秤盤,在槽B處系一根細(xì)線作為提紐。5.取一個20g的鉤碼拴上細(xì)線作為秤砣。(二)刻度1.秤盤(不放物體)、秤砣分別位于提紐的兩側(cè),用提紐提起秤桿,調(diào)節(jié)秤砣的位置,使秤桿水平平衡,標(biāo)記(或刻下)所在的位置,就是桿秤的零刻度線(定盤星)。2.在秤盤放入50g的砝碼,手提提紐,調(diào)節(jié)秤砣的位置,使秤桿再次水平平衡,標(biāo)記(或刻下)秤砣所在的位置,此處為50g所在的位置。3.在秤盤放入100g的砝碼,手提提紐,調(diào)節(jié)秤砣的位置,使秤桿再次水平平衡,標(biāo)記(或刻下)秤砣所在的位置,此處為100g所在的位置?！谙噜徔潭染€之間進行均分,就可以得到每一格表示的質(zhì)量。學(xué)生分組制作簡易桿秤,小組之間相互合作,教師巡視指導(dǎo),并拍照。通過分組制作簡易桿秤,培養(yǎng)動手操作能力、合作探究意識四、展示交流1.各小組展示制作的簡易桿秤,用制作好的簡易桿秤稱量砝碼的質(zhì)量,看看是否標(biāo)準(zhǔn),如果不標(biāo)準(zhǔn),想想問題出在哪里,怎樣進行調(diào)整糾正。教師進行評價。2.通過觀察各小組制作的桿秤,你能發(fā)現(xiàn)什么?各小組進行討論交流。小組1:不同提紐的桿秤,秤盤的位置相同,相同刻度的間距不同,提繩位置不同,稱量范圍不同。小組2:提繩離秤盤近,稱量范圍大;提繩離秤盤遠(yuǎn),稱量范圍小。小組3:增加桿秤的長度,可以增加它的測量范圍和精度。小組4:增加秤砣的質(zhì)量,也可以增加它的量程?！處熆偨Y(jié):桿秤的文化內(nèi)容豐富,它象征公平公正,是天地良心的標(biāo)尺,人們常說天地間有桿秤,就是說公道自在人心的意思。隨著時代發(fā)展,和電子秤的普及,桿秤逐漸淡出商品交易市場,但它承載著中華民族數(shù)千年的歷史,是中國文化的典型符號之一。對制作過程及制作成果及時進行反思,不斷改進通過了解桿秤的發(fā)展歷史,增強文化自信和民族自豪感板書設(shè)計第2節(jié)跨學(xué)科實踐:制作簡易桿秤一、項目提出:制作簡易桿秤二、項目分析1.結(jié)構(gòu):筷子——秤桿鉤碼——秤砣細(xì)線——提紐小盆——秤盤2.零刻度線和刻度的確定3.桿秤上的刻度是均勻的三、項目實施1.制作2.刻度四、展示交流作業(yè)設(shè)計1.優(yōu)化你所制作的簡易桿秤,嘗試提高稱量的精度,學(xué)有余力的學(xué)生可以嘗試制作雙測量范圍的桿秤。2.請對古今稱質(zhì)量的工具進行調(diào)查,并從制作、使用、精度等方面進行匯總和比較,寫成科學(xué)小論文,并與同學(xué)們進行交流。教學(xué)反思通過桿秤的制作,學(xué)生不僅經(jīng)歷了完整的制作過程、研究了桿秤上的科學(xué),而且體驗到制作帶來的成就和快樂。在杠桿這種簡單機械上,包含著很多細(xì)節(jié)的處理。課堂上以桿秤制作為載體,使學(xué)生理解杠桿平衡條件、力與力臂、如何確定刻度、刻度是否均勻、如何增大測量范圍,如何提高精度等問題,進而運用杠桿平衡原理制作簡易桿秤,解決生活問題,學(xué)以致用。通過桿秤的制作和使用,讓學(xué)生們深刻理解桿秤包含的物理知識和制作過程,明白一個產(chǎn)品的生產(chǎn)必須經(jīng)過設(shè)計、制作、測試、再制作、再測試的過程,使學(xué)生們對真實桿秤的構(gòu)造有了更深刻的認(rèn)識。經(jīng)歷學(xué)習(xí)過程,讓思維得以發(fā)展。這次桿秤制作項目化活動,不僅激發(fā)了學(xué)生們對物理濃厚的興趣,更是培養(yǎng)了學(xué)生科學(xué)探究的能力。同時通過討論和總結(jié),引導(dǎo)學(xué)生思考和分析測量誤差的原因,并探討如何減小誤差,培養(yǎng)學(xué)生的觀察和解決問題的能力。最終達(dá)到提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和動手能力,培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)實驗的能力和思維方法的目的。第3節(jié)《滑輪》教案教學(xué)目標(biāo)物理觀念:知道滑輪的概念,能區(qū)分不同滑輪的工作特點。科學(xué)思維:經(jīng)歷滑輪概念的建立過程,提升從復(fù)雜物理現(xiàn)象中歸納簡單物理規(guī)律的思維?？茖W(xué)探究:通過實驗探究定滑輪、動滑輪和滑輪組的特點?？茖W(xué)態(tài)度與責(zé)任:通過對生活實例進行分析計算,感悟物理與生活的緊密聯(lián)系,養(yǎng)成交流合作的習(xí)慣。教學(xué)重難點教學(xué)重點:定滑輪、動滑輪、滑輪組的特點。教學(xué)難點:定滑輪、動滑輪、滑輪組的特點。教學(xué)準(zhǔn)備教師準(zhǔn)備:鐵架臺、滑輪、鉤碼、刻度尺、彈簧測力計、細(xì)線等。學(xué)生準(zhǔn)備:細(xì)線、刻度尺、滑輪、鐵架臺、鉤碼。教學(xué)過程教學(xué)環(huán)節(jié)設(shè)計意圖一、創(chuàng)設(shè)情境導(dǎo)入新課每周一早上我們都會舉行隆重的升旗儀式。你知道國旗是怎么升到旗桿頂端的嗎?播放“升國旗視頻”,旗桿有一個重要的機械,它是什么機械?學(xué)生:滑輪。教師:除了杠桿之外,滑輪也是一種常見的簡單機械,它在日常生活中的應(yīng)用非常廣泛,生活中哪些場所應(yīng)用了滑輪呢?學(xué)生:起重機、健身器材、電動晾衣架、電梯等。課件展示相關(guān)圖片。起重機上的滑輪健身房器材上的滑輪電動晾衣架上的滑輪電梯上的滑輪滑輪在生活中很多應(yīng)用,那么使用滑輪有什么特點呢?今天我們一起學(xué)習(xí)“第3節(jié)滑輪”。用生動形象的畫面激活學(xué)生的思維,培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣列舉生活中的滑輪,從生活走向物理二、新課講解探究新知探究點一定滑輪和動滑輪(一)定滑輪和動滑輪的定義小組合作學(xué)習(xí):以小組為單位組裝定滑輪和動滑輪,然后用定滑輪和動滑輪提起鉤碼。觀察并歸納定滑輪和動滑輪的概念。小組上臺演示定滑輪和動滑輪提起鉤碼。師生共同歸納總結(jié):軸固定不動的滑輪叫定滑輪,軸隨重物一起運動的滑輪叫動滑輪。在學(xué)生演示組裝滑輪的基礎(chǔ)上,通過對比觀察,讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)兩種提升方法的不同點,使學(xué)生認(rèn)識什么是定滑輪,什么是動滑輪(二)定滑輪和動滑輪的特點小組合作學(xué)習(xí):閱讀課本P114“演示”的內(nèi)容,思考以下問題:1.所需要的實驗器材。2.需要測量的物理量。3.實驗步驟。小組代表進行回答:學(xué)生:實驗器材:鐵架臺、定滑輪、動滑輪、細(xì)線、鉤碼、刻度尺、彈簧測力計。學(xué)生:拉力F、鉤碼重力G、彈簧測力計移動的距離s、鉤碼移動的距離h。學(xué)生:把定滑輪(動滑輪)固定在鐵架臺上,鉤碼掛在細(xì)線的一端;彈簧測力計掛在細(xì)線的另一端,用力緩慢拉動彈簧測力計向下勻速運動。記錄彈簧測力計拉力的大小和方向,以及彈簧測力計和鉤碼移動的距離。小組做好分工,進行實驗,收集實驗數(shù)據(jù),記錄在表格中,并歸納實驗結(jié)論。鉤碼重G/N鉤碼移動方向鉤碼移動距離h/m拉力F/N拉力方向拉力移動距離s/m教師巡視指導(dǎo),并拍照,發(fā)現(xiàn)完成情況較好的小組,展示實驗數(shù)據(jù),引導(dǎo)學(xué)生分析:1.拉力與物體重力有什么關(guān)系?省力嗎?2.拉力的方向與物體移動的方向有什么關(guān)系?3.拉力與物體移動的距離有什么關(guān)系?省距離嗎?師生共同分析:定滑輪的特點:1.拉力與重力的大小關(guān)系:F=G,使用定滑輪不省力。2.拉力的方向:可以改變力的方向。3.拉力(繩子自由端)移動距離s與鉤碼上升高度h的關(guān)系:s=h。動滑輪的特點:1.使用動滑輪能省一半的力:F=122.拉力方向與物體移動方向相同。3.繩子自由端移動距離:s=2h。歸納(課件展示):使用定滑輪不省力,不省距離,但可以改變力的方向。F=G,s=h。使用動滑輪可以省力,但不改變力的方向,且費距離。F=12拓展:定滑輪的實質(zhì)(課件展示)通過實驗探究,理解動滑輪和定滑輪工作時的特點,培養(yǎng)物理觀念和科學(xué)探究能力培養(yǎng)學(xué)生動手實驗?zāi)芰?、合作探究能力培養(yǎng)動手實驗?zāi)芰头治隹偨Y(jié)的能力培養(yǎng)總結(jié)歸納能力、語言表達(dá)能力定滑輪的實質(zhì)是等臂杠桿:支點在軸心O處,拉力F1是動力,重物的拉力是阻力F2;兩個力臂l1、l2都等于輪的半徑。動滑輪實質(zhì)(課件展示)動滑輪的實質(zhì)是一個動力臂是阻力臂二倍的杠桿。支點在繩和輪相切的A處,拉力F1是動力,重物的拉力是阻力F2,動力臂l1是輪直徑、阻力臂l2是輪半徑。例題一輛汽車陷進了泥潭,司機按如圖所示的(甲)、(乙)兩種方式安裝滑輪,均能將汽車從泥潭中拉出,(甲)方式中滑輪的作用是改變力的方向;設(shè)兩種方式將汽車?yán)龅淖钚×Ψ謩e是F1、F2,則F1>(選填“>”“<”或“=”)F2。

探究點二滑輪組教師:定滑輪可以改變力的方向,但不能省力,而動滑輪能省力卻無法改變力的方向,如果我們既要省力、又要改變力的方向,該怎樣做?學(xué)生:可以把定滑輪和動滑輪結(jié)合起來使用。教師:對,動滑輪和定滑輪結(jié)合起來就組成滑輪組。由一個定滑輪和一個動滑輪組成滑輪組有幾種組合?這樣的組合各有什么特點?學(xué)生利用桌上的器材組裝滑輪組,教師巡視,找小組同學(xué)上臺進行展示兩種不同的組裝方式,課件進行展示。教師:請同學(xué)們利用手中的器材組裝由一個定滑輪和一個動滑輪組成的滑輪組并用它來提升重物,思考以下問題。1.通過實驗分析你的滑輪組,是由幾段繩子承擔(dān)物重的?2.通過實驗分析你的滑輪組,繩子自由端的拉力和物體的重力之間的關(guān)系。3.通過實驗分析你的滑輪組繩子自由端移動的距離與物體上升的高度之間的關(guān)系。學(xué)生組裝滑輪組,分組進行實驗,為節(jié)省時間,奇數(shù)組繩子段數(shù)為2,偶數(shù)組繩子段數(shù)為3。通過例題,加深對定滑輪和動滑輪特點的理解實驗數(shù)據(jù):物重G/N物體移動距離h/m拉力F/N拉力方向拉力移動距離s/m小組代表進行展示,其他小組進行補充。實驗結(jié)論:重物由2(或3)段繩子承擔(dān),拉力是重力的12(或1歸納:若重物由n段繩子承擔(dān),拉力是重力的1n;繩子自由端移動的距離是物體上升高度的n倍,即F=1點撥:承重繩子段數(shù)的判斷方法(課件展示)。探究點三其他簡單機械學(xué)生閱讀“科學(xué)世界——輪軸和斜面”,分析書上列舉的生活中實例,它們是怎樣省力的?省了距離還是費了距離?對輪軸和斜面進行簡單講解。利用一個定滑輪和一個動滑輪組成不同的滑輪組,通過實驗總結(jié)滑輪組的工作特點歸納滑輪組繩子段數(shù)的判斷方法,加深對滑輪組特點的理解了解生活中的其他簡單機械板書設(shè)計第3節(jié)滑輪1.定滑輪(1)定義:軸不隨物體移動的滑輪。(2)特點:不省力,不省距離,但可以改變力的方向。F=G,s=h。(3)實質(zhì):等臂杠桿2.動滑輪(1)定義:軸隨著物體移動的滑輪。(2)特點:省力,但費距離,不能改變力的方向。F=12(3)實質(zhì):動力臂是阻力臂二倍的杠桿。3.滑輪組(1)定義:定滑輪與動滑輪的組合。(2)特點:使用滑輪組既可以省力,又可以改變力的方向。F=1n作業(yè)設(shè)計必做題:教材第116頁“練習(xí)與應(yīng)用”的1~4題。選做題:當(dāng)動力作用在動滑輪時[如圖(甲)],動滑輪可以省力,但費距離。如圖(乙),當(dāng)動力作用在軸上,動滑輪有什么特點,請你設(shè)計實驗進行驗證。教學(xué)反思本節(jié)課通過升國旗引入課題,創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)情景,激發(fā)學(xué)生對生活中的事物、現(xiàn)象的學(xué)習(xí)興趣,幫助學(xué)生聯(lián)系社會生活,使得學(xué)生對物理知識產(chǎn)生濃厚興趣,幫助學(xué)生產(chǎn)生不斷前進、渴求新知、欲求明白的強烈渴望,激發(fā)學(xué)生的求知欲。變演示實驗為學(xué)生實驗,培養(yǎng)學(xué)生歸納、推理能力,通過小組合作實驗可以培養(yǎng)學(xué)生合作能力和集體意識,通過實驗數(shù)據(jù)的分析可以培養(yǎng)學(xué)生收集和處理信息的能力,帶領(lǐng)學(xué)生學(xué)習(xí)滑輪的本質(zhì)。倡導(dǎo)自主、合作、探究的學(xué)習(xí)方式,密切聯(lián)系生活實際,從生活中去學(xué)習(xí)。第4節(jié)《機械效率》教案教學(xué)目標(biāo)物理觀念:結(jié)合實例分析什么是有用功、額外功和總功;理解機械效率,會用公式進行簡單的計算;通過實驗?zāi)苷f出提高機械效率的方法?？茖W(xué)思維:通過觀察、分析和討論,理解額外功產(chǎn)生的原因,知道機械效率η<1?？茖W(xué)探究:測量滑輪組的機械效率,掌握實驗方法和技巧;學(xué)習(xí)運用控制變量法進行探究實驗,培養(yǎng)科學(xué)思維和實驗?zāi)芰Α？茖W(xué)態(tài)度與責(zé)任:知道提高機械效率的實際意義和方法,有合理改進機械、提高效率的意識,增強將科學(xué)服務(wù)于人類的責(zé)任感。教學(xué)重難點教學(xué)重點:機械效率的概念和意義,機械效率的計算,提高機械效率的途徑和意義。教學(xué)難點:有用功、總功和額外功之間的區(qū)別和聯(lián)系;運用機械效率的計算公式解決實際問題。教學(xué)準(zhǔn)備教師準(zhǔn)備:教學(xué)課件、吸盤(帶掛鉤)、鉤碼、細(xì)線、彈簧測力計、動滑輪、刻度尺等。學(xué)生準(zhǔn)備:鐵架臺、定滑輪、動滑輪、鉤碼、細(xì)線、鉤碼、刻度尺、彈簧測力計等。教學(xué)過程教學(xué)環(huán)節(jié)設(shè)計意圖一、創(chuàng)設(shè)情境導(dǎo)入新課課件展示圖片:要把重100N的大米運上三樓,圖中畫了三種辦法。哪種辦法最好,哪種辦法最不好?學(xué)生根據(jù)圖片回答,可能會有多種答案,教師先不做評價。學(xué)習(xí)了今天的知識你就明白了,今天我們學(xué)習(xí)“第4節(jié)機械效率”。觀看漫畫并思考問題,提高學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣,讓學(xué)生主動參與到課堂學(xué)習(xí)中,為下面學(xué)習(xí)有用功與額外功做好鋪墊二、新課講解探究新知探究點一有用功和額外功(一)研究使用動滑輪是否省功。教師:把一個鉤碼提升一定高度,你能想到幾種辦法?學(xué)生:使用定滑輪。學(xué)生:使用動滑輪。學(xué)生:直接用手提升。教師:直接用手提升鉤碼所做的功與使用機械提升物體做功相同嗎?演示實驗:使用動滑輪是否省功。按照如圖所示的方法進行實驗。1.如圖(甲)所示,用彈簧測力計將鉤碼緩慢地提升一定的高度,計算拉力所做的功。2.如圖(乙)所示,用彈簧測力計并借助一個動滑輪將同樣的鉤碼緩慢地提升相同的高度,計算彈簧測力計拉力所做的功。比較兩次彈簧測力計拉力所做的功,你能發(fā)現(xiàn)什么?找出原因。將數(shù)據(jù)記錄在表格中。做功方式拉力F/N拉力移動的距離s/m拉力做的功W/J直接提升2個鉤碼用動滑輪提升2個鉤碼分別計算用手直接提升鉤碼所做的功和使用動滑輪提升鉤碼所做的功,兩次做功相同嗎?學(xué)生:使用動滑輪提升鉤碼所做的功多。歸納總結(jié):使用任何機械都不能省功。小組合作學(xué)習(xí):討論為什么使用動滑輪提升鉤碼做的功比直接用手提升鉤碼做的功多。討論后小組代表回答,其他小組進行補充完善。歸納總結(jié):使用動滑輪時,不可避免地要克服動滑輪重力、繩子重力做功,還要克服摩擦力做功,所以使用動滑輪所做的功多。(二)有用功和額外功。1.小組合作學(xué)習(xí):閱讀課本,然后討論使用動滑輪提升鉤碼時,哪些是我們需要做的功?哪些是我們不需要、但又不得不做的功?師生共同歸納總結(jié):(1)有用功:將鉤碼提升一定的高度是我們的工作目的,動滑輪對鉤碼的拉力所做的功,叫作有用功,用W有用表示。有用功是為了達(dá)到某一目的而必須要做的功。(2)額外功:用動滑輪提升鉤碼時,我們不可避免地要克服動滑輪本身所受的重力以及摩擦力等因素的影響而多做一些功,這部分功叫作額外功,用W額外表示。額外功是對人們沒有用,但又不得不做的功。(3)總功:有用功與額外功之和叫總功,用W總表示,W總=W有用+W額外。若使用滑輪組提升重物,則總功為拉力做的功,即動力做的功,即W總=Fs。想想議議:①用水桶從井中提水的時候,所做的功哪部分是有用功,哪部分是額外功?②如果桶掉到井里,從井里撈桶的時候,撈上的桶里帶了一些水,這種情況下哪部分是有用功,哪部分是額外功?學(xué)生思考回答:①用水桶從井中提水的時候,提水所做的功是有用功,提桶所做的功是額外功。②如果水桶掉到井里,從井里撈水桶的時候,提桶所做的功是有用功,提水所做的功是額外功。2.播放視頻“有用功和額外功”,加深學(xué)生對有用功和額外功的理解。3.教師:現(xiàn)在你能解答使用哪種方法提升大米最好嗎?教師再次展示提升大米的三種方法的圖片。學(xué)生:方法三,因為使用方法三所做的額外功最少。探究點二機械效率學(xué)生閱讀課本P18頁內(nèi)容,完成以下問題:1.什么是機械效率?2.機械效率的公式?3.為什么機械效率總是小于100%?教師點撥(課件展示):機械效率通過對直接提升重物和使用動滑輪提升重物時的做功分析,引入對有用功和額外功的學(xué)習(xí)鍛煉分析實際問題的能力。通過交流與合作,培養(yǎng)學(xué)生團結(jié)合作精神用生活中的實例分析有用功和額外功,加深對有用功和額外功的理解自主學(xué)習(xí),培養(yǎng)良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣,建立機械效率的概念,理解物理意義1.定義:有用功跟總功的比值叫作機械效率。2.計算公式:η=W有用3.物理意義:機械效率是標(biāo)志機械做功性能的物理量,有用功占總功的比例越大,機械效率越高,這個機械的性能越好。注:機械效率只有大小,沒有單位。由于有用功總小于總功,所以機械效率總小于1。機械效率通常用百分?jǐn)?shù)表示。例題1學(xué)生閱讀課本例題,討論分享解題思路。探究點三滑輪組機械效率的計算1.課件展示圖片:滑輪或滑輪組豎直拉動物體。如圖所示,利用滑輪組把重力為G的物體提高h(yuǎn)。F為動力,s為繩子自由端移動的距離,n為承擔(dān)重物的繩子段數(shù),G動為動滑輪重。小組合作學(xué)習(xí):推導(dǎo)滑輪組機械效率的計算公式。小組:機械效率:η=W有用W總=Gh小組:不計繩重、摩擦力時,機械效率:η=W有用W總=Gh2.課件展示圖片:滑輪或滑輪組水平拉動物體(不計滑輪及繩重)。如圖所示,使用動滑輪或滑輪組用力F沿水平方向勻速拉動物體,物體與水平面的摩擦力為f,s繩為繩子自由端移動的距離,s物為物體移動的距離,n為動滑輪上的繩子段數(shù)。小組合作學(xué)習(xí):推導(dǎo)滑輪組機械效率的計算公式。小組:機械效率:η=W有用W總=f出示例題(見PPT課件)找兩名學(xué)生進行板演,其他學(xué)生做在學(xué)案上。完成后找其他學(xué)生對板演學(xué)生進行評價,教師做出評價。探究點四測量滑輪組的機械效率小組合作學(xué)習(xí):1.測量滑輪組的機械效率,需要測量哪幾個量?測量的物理量有:物體的重力G及升高的高度h,拉力F及拉力移動的距離s。2.實驗器材有哪些?定滑輪、動滑輪組成的滑輪組,彈簧測力計,鉤碼和刻度尺。3.怎樣計算有用功?怎樣計算總功?W有用=Gh,W總=Fs,η=W有用4.閱讀課本,明確實驗步驟。(1)用彈簧測力計測出鉤碼所受的重力G并填入表格,按照圖(甲)所示安裝滑輪組,分別記下鉤碼和繩端的位置。通過例題,規(guī)范學(xué)生答題習(xí)慣,加深對滑輪組特點和機械效率的理解通過推導(dǎo)滑輪組機械效率的公式,初步學(xué)會滑輪組的機械效率計算(2)如圖(乙)所示,豎直勻速緩慢拉動彈簧測力計,使鉤碼升高,讀出拉力F,并用刻度尺測出鉤碼上升的高度h和繩端移動的距離s,將這三個量填入表格。(3)算出有用功W有用、總功W總、機械效率η并填入表格。(4)改變鉤碼的數(shù)量,重復(fù)上面的實驗。(5)換用圖(丙)所示的裝置重復(fù)實驗步驟(1)