杠杆
教学目标(知识与能力;过程与方法;情感态度与价值观) 1、知道什么是杠杆,能从常见的工具中辨认出杠杆。2、知道几个与杠杆有关的名词。3、能从现实生活中感受杠杆,理解力臂,会画有关杠杆受力的力臂。4、激发对生活中杠杆应用现象的探究兴趣。
教材分析 重 点 教学重点:力臂的画法;
难 点 教学难点:力臂的概念
教 学 方 法 自学、实验探究、关键点拨、练习巩固等相结合
教 具 准 备
学 法 指 导
教学过程
导入 一、导入:幻灯片展示生活中的常见工具,并讨论其共同点:1.想一想:我们在生活中常常见到下面这些工具,他们在使用过程中有哪些相同的地方?请把你的看法写下来。小组讨论共同点:
新授 自主学习: 让学生通过阅读课本完成自主学习部分,教师巡回检查学生完成情况,让学生更好的理解的对杠杆的五要素,特别是对力臂的认识,教师要以实验为载体进行进一步介绍。三、合作探究(学法指导)1.力臂的概念。力臂是本节的难点。对力臂的理解,注意以下几点:(1)力臂是指支点到力(动力或阻力)作用线的距离,而不是从支点到力的作用点的距离。(2)当作用在杠杆上的力的方向改变时,其力臂的大小一般也将发生改变。(3)力臂不一定在杠杆上,如图所示 (4)若力的作用线过支点,则它的力臂为零。(5)画力臂三步骤:找支点、画出力的作用线、作支点到力的作用线的垂线(有时需要将力的作用线进行正向或反向延长)。四、典型例题:1、画出图中所示杠杆力F1和F2的力臂。2、画出图中所示的扳鱼网的杠杆示意图,并画出杠杆所受的动力和阻力及动力臂和阻力臂。
板书设计
作业布置
教学反思
F2
L2
L1
F1
O滑轮
教学目标(知识与能力;过程与方法;情感态度与价值观) 一、 知识与技能1、 认识定滑轮和动滑轮,能够识别生活和生产中常见的滑轮。2、 会根据要求使用和组装简单的滑轮组。二、过程与方法1、通过观察和实验,了解定滑轮和动滑轮的结构。2、通过实验探究,了解定滑轮和动滑轮以及滑轮组的特点。3、通过实验探究,学习数据信息处理的方法,有初步处理信息的能力。三、情感、态度与价值观1、在实验探索中,培养学生实事求是的科学态度,通过分析数据,感受收集数据信息的重要性。2、通过学习,初步认识科学技术对人类社会发展的作用。
教材分析 重 点 教学重点:定滑轮、动滑轮的特点
难 点 教学难点:理解滑轮的实质
教 学 方 法 教学方法:实验探究—归纳教学法
教 具 准 备 滑轮 、铁架台、 钩码、 细线 、(学生实验8组、演示实验)弹簧秤、刻度尺。
教学过程
导入 一、引入新课从生活中的滑轮引入,提出问题。给出滑轮实物,让学生观察滑轮的构造,认识滑轮。
新授 二、新课教学观察课本图9-9甲,乙两图,思考两次使用滑轮有什么不同?(学生讨论)教师引导学生总结归纳得出:(一)滑轮: 定滑轮:滑轮的轴不随物体一起移动的滑轮。动滑轮:滑轮的轴随物体一起移动的滑轮。提出问题:工人师傅要把货物提升到同一高度,使用哪种滑轮好?或使用这两种滑轮各有什么好处?将猜测可能出现结果写在黑板上:①省力②省距离③省功④或﹍ 结合学生讨论结果,确立研究课题。两个滑轮还有什么区别吗 (二)定滑轮、动滑轮的特点1、提出问题:小组合作,采用绳和一个滑轮将货物提到高处,你有什么方法?请用钩码替代重物来实验.课题:使用定(动)滑轮是否省力?或省距离?2、实验探究:首先按图(a)或(b)组装器材,用弹簧秤和刻度尺分别测出力和距离,将测量结果填入表格。(教师巡回指导解决出现的问题)实验次数物体重力(N)物体升高的高度(cm)弹簧秤示数(N)弹簧秤升高的高度(cm)用力的方向123交流讨论:组织指导学生分组交流讨论。(1)比较1、2两次实验,使用定滑轮与不使用滑轮直接提升物体时拉力的大小有什么不同?拉力的方向有什么不同 (2) 比较1、3两次实验,使用动滑轮与不使用滑轮直接提升物体时拉力的大小与方向又有什么不同 结论:A、使用定滑轮不省力也不费力,但可以改变力的方向.s=h,F=G.B、使用动滑轮可以省一半的力,但费一倍的距离,不改变力的方向.S=2h,F=G/2. 同样用滑轮提升重物,为什么会有不同的结果呢?学生分析回答后,教师演示。先将一根杠杆挂在支架上,用力让杠杆旋转(越快越好),让学生发现原来连续旋转的杠杆就是滑轮的雏形,而滑轮则是杠杆的变形。既然滑轮是杠杆的一种变形,用三种杠杆的特点,很容易解释为什么定(动)滑轮会有不同效果问题。教师板演:用杠杆平衡条件解释滑轮的实质。滑轮的实质: 定滑轮是等臂杠杆。动滑轮是动力臂为阻力臂二倍的杠杆三、巩固练习1、如图所示,甲、乙、丙所挂的重物质量相等,不计任何摩擦、绳重和滑轮重,下列关系正确的是( )A F1>F2>F3 B F1板书设计 板书设计第二节 滑轮1、定滑轮:轴不随物体一起移动特点:不省力,但能改变力的方向2、动滑轮:轴随物体一起移动特点:能省一半力,但不改变力的方向滑轮实质:3、滑轮实质:定滑轮是等臂杠杆。动滑轮是动力臂为阻力臂二倍的杠杆。
作业布置 布置作业:观察生活实际或上网查找资料,哪些地方应用了滑轮?配套练习
教学反思
F
F
F1
L1
L2
F1
F2
L2生会发现原来连续旋转的杠杆就是滑轮的雏形,而滑轮则是杠杆的变形。既然滑轮是杠杆的一种变形,用三种杠杆的特点,很容易解释为什么定(动)滑轮会有不同效果问题。
多媒体课件演示:用杠杆平衡条件解释滑轮的实质。
L2
L1
F2
FB
FA
FA
FC
FB
FC杠杆
教学目标(知识与能力;过程与方法;情感态度与价值观) 1、会探究杠杆平衡条件并会利用杠杆平衡条件解决有关问题2、理解杠杆的平衡条件,知道三种杠杆的特点及应用3、通过三种杠杆的分析,培养学生观察、分析、概括能力及应用物理知识分析解决简单问题的能力。4、能根据自己制定的分类原则给杠杆分类;学习分类的方法。
教材分析 重 点 教学重点:杠杆平衡条件的得出过程
难 点 教学难点:杠杆的平衡条件
教 学 方 法 实验探究、小组讨论、关键点拨
教 具 准 备
学 法 指 导
教学过程
导入 一、导入:同学们小时候一定玩过跷跷板吧,你知道跷跷板为什么会上下转动 跷跷板受到那些力的作用 怎样才能使 跷跷板保持水平平衡
新授 自主学习: 让学生通过阅读课本完成自主学习部分,教师巡回检查学生完成情况。三、合作探究(学法指导)1.经历探究杠杆平衡条件的过程是本节学习的重点,探究的过程中要注意以下几点:(1)设计实验方案①选取实验工具②写出实验步骤③设计记录数据的表格等。(2)调节杠杆水平平衡时,依照“右高右旋,左高左旋”的方法(这一方法让学生通过实验小组讨论总结得出),即杠杆右边高则螺母向右移,杠杆左边高则向左移,直至杠杆水平平衡。注意杠杆水平平衡一旦调好,不得随意再旋转平衡螺母,否则会影响实验结果。(3)实验中,每次改变动力、阻力、动力臂、阻力臂后都要使杠杆保持水平平衡,这样动力臂和阻力臂都可以直接读出。动力臂和阻力臂的长度单位不一定要用米,只要两个力臂的长度单位统一就可以了。(4)在实验的过程中老师有意展示一种杠杆不在水平位置平衡的状态,让学生画出此时杠杆的五要素,分析对比与杠杆在水平位置平衡时的不同,让学生谈谈在探究杠杆的平衡条件时为什么要求调节杠杆水平平衡,这样做有什么好处?2.杠杆的分类 让学生小组讨论杠的分类,首先要制定分类原则,然后按原则分类。 无论学生怎样分类,只要符合分类原则,都应充分肯定。要求学生根据已学过的杠杆知识,注意观察生活中各种形状的杠杆,如指甲剪、钓鱼竿、剪刀、筷子、天平、独轮车等。并能按照动力臂与阻力臂长短的关系分析和判断是省力杠杆、费力杠杆还是等臂杠杆。根据杠杆平衡条件,生活中使用时要注意两点:(1)要省力就要多移动距离;(2)要省距离就要费力,省力又省距离的杠杆是没有的。四、总结提升:要引导学生利用杠杆的平衡条件判断。
板书设计
作业布置
教学反思机械效率
教学目标(知识与能力;过程与方法;情感态度与价值观) 知识与技能 (1)能结合实际实例认识什么是有用功、额外功和总功;(2)理解机械效率的概念,知道机械效率是小于1的,能用机械效率的公式进行简单的计算。过程与方法 通过经历测量滑轮组的机械效率的过程,了解滑轮组机械效率的高低与物体重力的大小有关。情感、态度与价值观 关注生产、生活中各种机械的机械效率,具有用机械效率来评价机械的意识。
教材分析 重 点 重点:机械效率概念
难 点 难点:测滑轮组的机械效率。
教 学 方 法
教 具 准 备 动滑轮、铁架台、钩码若干、细绳、刻度尺、弹簧测力计、多媒体。定滑轮和动滑轮各两个、铁架台、钩码若干、细绳、弹簧测力计、刻度尺
教学过程
导入
新授 一、导入新课二、进行新课(一)有用功、额外功、总功有用功:使用机械时,所做的对人们有用的功;额外功:使用机械时,所做的对人们没有用但又不得不做的功;总功:使用机械时,总共做的功。(二)机械效率1、概念:有用功跟总功的比值2、表达式:(三)测滑轮组的机械效率(四)提高机械效率的方法 复习引入:(一)、提出复习内容:1、使用杠杆、滑轮各有什么好处?2、什么是功?功的计算公式?(二)在复习的基础上提出问题:使用机械能够省力,能否省功呢?引入课题:本节课我就来研究这个问题,板书课题。在引入(使用机械能能否省功?)的基础上,演示课本12.3-1实验。 甲 乙(一)进行实验:实验1:用图甲所示的装置,用弹簧测力计将重为1N的钩码匀速提升10cm,读出弹簧测力计的示数并算出此时所做的功;实验2:用图乙所示的装置,用动滑轮将同样的钩码缓慢的匀速提升相同的高度,读出弹簧测力计的示数并算出此时所做的功;(二)比较实验1和实验2计算结果,探究使用机械能能否省功?(三)分析使用机械不但不省功,而且费功的原因:注:此时老师反复演示用滑轮提升物体,给学生以暗示。(四)在实验及分析的基础上,给出有用功、额外功、总功的概念。小试身手----巩固练习:1用水桶从井中提水的时候,所做的功哪部分是有用功?哪部分是额外功?2如果桶掉到井里,从井里捞桶的时候,捞上的桶里带了一些水,这种情况下哪部分是有用功,哪部分是额外功?点拨:W总=W有+W额(五)在上面实验、计算及分析的基础上,引领学生总结有用功、总功的计算方法。点拨:公式W有=Gh中,G代表物体重力,h代表物体升高的高度;公式W总=FS中,F代表施加在杠杆上的力,S代表该力移动的距离。应用练习:用如图所示的滑轮组把重为200N的货物提到9m高的楼上,所用的拉力为80N,则总功为 ;有用功为 ,额外功为 。点拨:绳端移动的距离为27m.(六)拓展:若水平方向拉动物体,有用功如何计算 过渡语:既然使用各种机械做功时,不可避免的要做额外功,而人们又希望比较有用功占总功的比例,因此引入了机械效率的概念。组织学生看书“机械效率”的概念及表达式。点拨:(1)“机械效率”的含义:机械效率反映的是有用功跟总功的比值的高低,而不是有用功或总功的大小。并举例说明:如:起重机的机械效率为40℅,抽水机的机械效率为60℅. 也就是说1、起重机做功时有用功在总功中占有40%,另外的60%是额外功.抽水机做功时有用功在总功中占有60%,另外的40%是额外功.2、起重机的有用功占总功的比值小于抽水机的有用功占总功的比值;但是起重机做的有用功不一定比抽水机做的有用功少,而起重机做的总功不一定比抽水机做的总功多。(2)机械效率总小于1且无单位。(3)求解机械效率的思路:先求有用功:W有=Gh或W有=fS再求总功:W总=FS;最后求机械效率:例题:用一个动滑轮把500N的重物 提高1m,所用的拉力是300N,在此过程中有用功为多少?总功为多少?动滑轮的机械效率为多少?注:一个同学到黑板板演,其余同学在下面做。拓展:机械效率的变形公式: 2、组织学生汇报、讨论、交流课前收集的常见机械的机械效率值,同时老师用课件展示。提出问题:要测如图所示滑轮组的机械效率,需要哪些器材?需要测哪些量?2、组织学生检查器材是否齐全。3、按照步骤进行实验:(1)按照图示安装滑轮组,算出钩码的重力并记下钩码和弹簧测力计的位置。(2)匀速竖直缓慢拉动弹簧测力计,使钩码缓慢上升,读出拉力F的值,并用刻度尺测出钩码上升的高度h和弹簧测力计移动的距离S.(3)算出有用功W有,总功W总,机械效率,并填入表格。(4)改变钩码的数量,再做两次上面的实验。实验表格:次数钩码的重力G/N提升的高度h/m有用功W有/J拉力F/N绳端移动距离S/m总功W总/J机械效率123注:学生实验过程中,将实验步骤及实验表格用大屏幕展示出来供学生参考。小结:根据实验数据小结同一滑轮组的机械效率并不是固定不变的,随所提升重力的增大而升高。拓展:思考若用不同的滑轮组提升相同的重物,机械效率是否相同?且用实验验证。(用两定、两动的滑轮组提升与上面相同的重物)过渡语:使用机械时,机械效率越高越好,那么如何提高机械效率呢?组织学生从影响一个机械的机械效率高低的影响因素额外功的角度,提出提高机械效率的方法。 复习回顾:1、使用杠杆、滑轮均可以省力。2、如果一个力作用在物体上,物体在这个力的方向上移动了一段距离,则这个力就对物体做了功;功的计算公式:W=FS计算直接用弹簧测力计提升钩码所做的功:W=Gh=1N×0.1m=0.1J计算用动滑轮提升钩码所做的功:W=FS=0.6N×0.2m=0.12J不省功;(且费功)以小组为单位交流、讨论、分析:使用机械时,不仅对提升物体做了有用的功,同时还要对动滑轮的重以及摩擦做额外的功。由于目的是提水,故提水做的功是有用功,提桶做的功是额外功。由于目的是捞桶,故提桶做的功是有用功,提水做的功是额。有用功的计算方法:W有=Gh;总功的计算方法:W总=FSW总=FS=80N×27m=2160JW有=Gh=200N×9m=1800J.W额= W总 -W有=2160J-1800J=360JW有=fS,其中f代表物体与接触面的摩擦力,S代表物体水平移动的距离。有用功跟总功的比值叫做机械效率。表达式为:由于使用各种机械时,不可避免的要做额外功,因此有用功占总功的比一定小于1;而功比功单位消掉,故无单位。求解:W有=Gh=500N×1m=500JW总=FS=300N×2m=600J= 500J/600J=83.3℅展示课前准备的常见机械的机械效率值。以小组为单位交流、讨论,得出结论:器材:定滑轮、动滑轮各一个,弹簧测力计、钩码、细绳、刻度尺、铁架台。需测的量:钩码的重G,钩码被提升的高度h,拉力F和绳端移动的距离S学生检查器材是否齐全小组同学交流合作,按照步骤进行实验,并将实验数据填入表格。分析原因:同一滑轮组,额外功一定,所提升的重力越大,有用功占总功的比越大,故机械效率越高不相同。因为有用功一定,额外功不同。并用实验验证。改进结构,使之更合理,更轻巧;并在使用中经常保养,使其处于良好的状态
板书设计 第三节 机械效率一、有用功、额外功、总功有用功:使用机械时,所做的对人们有用的功;额外功:使用机械时,所做的对人们没有用但又不得不做的功;总功:使用机械时,总共做的功同一滑轮组的机械效率并不是固定不变的,随所提升重力的增大而升高。不同的滑轮组提升相同的重物,机械效率是不同的。 二、机械效率:有用功跟总功的比值三、滑轮组的机械效率同一滑轮组的机械效率并不是固定不变的,随所提升重力的增大而升高。不同的滑轮组提升相同的重物,机械效率是不同的
作业布置 汽车司机利用如图所示的装置,把汽车从泥坑里拖出来,在这个过程中,哪部分功是有用功?哪部分功是总功?2、一台起重机将重3600N的货物提高4m。如果额外功是9600J,起重机做的有用功是多少?总功是多少?机械效率是多少?起重机在哪些方面消耗了额外功?3、起重机把质量为0.6t的重物提升了3m,而它的电动机所做的功是3.4×104J,起重机的效率是多少
教学反思 1、本节课通过用动滑轮提升物体来分析有用功、额外功和总功,更能使学生真正认识机械效率的含义。2、让学生经历组装实验装置、测量数据、得出结论的过程,既能激发他们的学习兴趣,又能增加实践体验。3、让学生课前收集有关机械使用历史发展的资料,通过汇报、讨论、交流等多种形式,认识机械的使用对社会发展的作用,体现了“注意学科渗透,关心科技发展”的课程理念。4、对测滑轮组机械效率的教学,除了按照课本设计的内容进行了实验,总结出了同一滑轮组的机械效率随所提升重力的增加而升高的结论,同时还补充了不同的机械提升同一物体的机械效率不同的问题更有利于学生知识体系的完整,对后续处理相关习题也很有好处。