杠 杆
教学目标
三维目标要求
一、知识与技能
1.知道什么是杠杆。
2.理解支点、阻力、阻力臂、动力、动力臂。
3.知道杠杆平衡的条件。
4.能根据实际需要正确选择和使用杠杆。
二、过程与方法
1.通过举例认识杠杆，会分析杠杆的几个概念。
2.经历“探究杠杆平衡条件”的过程。
三、情感态度与价值观
体验科学探究的乐趣，了解杠杆在生活中的应用。
教学重点和难点
一、教学重点
1.认识杠杆，知道杠杆的五要素。
2.探究杠杆的平衡条件，知道杠杆的一些应用。
二、教学难点
会画力臂。
教学过程
情景导入
通过浮力的学习，同学们已经知道了阿基米德是古希腊伟大的科学家，他在物理学方面的主要贡献有两项：浮力问题与杠杆平衡问题。阿基米德有句名言：“给我一个支点，我可以撬动地球。”
置疑：阿基米德说这句话的根据是什么 ? 你认为这可能吗？
阿基米德用来撬动地球的工具就是杠杆，也就是这节课要研究的问题。
多媒体展示：古埃及人建造金字塔时利用简单机械搬动巨大石块；我国古代利用桔槔在井上汲水；在现代建筑工地上，人们利用挖土机、起重机、吊车、钳子等工具进行劳动；让学生找出它们的共同特点。通过这些实例，有效地引起学生的注意，从而导入新课。
教学活动
一、杠杆
要求学生阅读教材P72，观察“生活中常见的杠杆”，如图11-1-3所示。
要求学生举出其他生活中的杠杆。
学生分析、讨论，举例。
找出图中杠杆的共同特征——都绕一固定点转动。
教师出示羊角锤，分析使用时有一固定点。要求学生分析其余杠杆的固定点。
得到杠杆概念：在力的作用下，能绕某一固定点转动的硬杆，叫杠杆。
“硬杆”指在力作用下不易发生形变的受力的杆状物体，可以是直的也可是弯的，形状也可以是各种各样的，可是方的、圆的等。
要求学生再举其他例子。例如：用来拧螺母的扳手可以使我们轻易地将螺母拧紧或拧松；订书机可以很方便地把纸装订在一起。
二、 杠杆的平衡条件
出示杆秤，对杆秤进行分析，画出支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂。
使用杆秤称水果，要求称不等量的水果，请一位学生上来演示。
置疑：你为什么要这样称？对，我们要使杠杆达到平衡。
杠杆的平衡与哪些因素有关，有什么样的关系？
与动力、阻力、动力臂、阻力臂有关。
1.杠杆平衡。
当动力和阻力对杠杆的转动效果相互抵消时，杠杆将处于平衡状态，这种状态叫作杠杆平衡。
阅读教材P73，观察：杠杆平衡。如图11-1-6。
（1）如图（a）是一个平衡的杠杆，移动一边钩码的悬挂点，会产生什么现象？
（2）如图（b）所示，用带杆的滑轮向左或向右推动右边挂钩码的悬线，改变作用力的方向，这时会产生什么现象？
结论：杠杆的平衡不仅与动力和阻力的大小有关，还与力的作用点及力的作用方向有关。
2.杠杆五要素。
认识杠杆的几个概念：
（1）支点 ( O ) ：杠杆绕着转动的固定点。
（2）动力 ( F1 ) ：使杠杆转动的力。
（3）阻力 ( F2 ) ：阻碍杠杆转动的力。
（4）动力臂 ( Ｌ1 ) ：支点到动力作用线的距离。
（5）阻力臂 ( Ｌ2 ) ：支点到阻力作用线的距离。
力臂是支点到力的作用线的距离，作力臂的步骤：
（1）找准支点；
（2）沿力的方向作出力的作用线；
（3）从支点向力的作用线画垂线；
（4）标出力臂。
教师列举杠杆撬石块的例子分析五个概念。画出杠杆撬石块中的各种物理量。如图所示。
支点是杠杆绕着转动的固定点，在分析支点时，我们可以假想杠杆发生转动，杠杆围绕哪一点转动，哪一点就是支点。如图所示，我们假设杠杆在动力作用下做逆时针转动，其中O点是不动的，所以O点就是支点。
力的作用线就是从力在杠杆上的作用点起，沿力的方向所画的直线，如图所示，动力的作用线是从A点起沿F1方向的直线。
从支点O向动力F1的作用线所画的垂线就是动力臂Ｌ1，从支点O向阻力F2的作用线所画的垂线就是阻力臂Ｌ2了。画力臂实际上就是作一个点到一条线的垂线，只要把平面几何中作“点到直线的距离”的方法迁移过来，就不难解决力臂作法这一难点。
必须明确：力臂是支点到力的作用线的垂直距离，而不是支点到力的作用点的距离，如图所示，不能把OA和OB作为动力臂和阻力臂。
例题： 在黑板上画出各杠杆的示意图，画出它们的支点、动力和阻力。 如：铡刀、瓶盖起子、独轮车、铁锹等。
由4名学生分别画出它们的动力臂和阻力臂，巡回指导，最后进行讲评。
可选择分析一些实际杠杆，如：抽水机、汽车刹车踏板、胳膊、缝纫机踏板等。
3.实验探究：杠杆的平衡条件。
我们把刚才杠杆所处的状态叫杠杆的平衡，所谓杠杆的平衡就是杠杆处于静止状态，那么杠杆的平衡跟哪些因素有关呢？
阅读教材P74，实验探究：杠杆的平衡条件。如图11-1-8。
（1）猜想：
（2）设计实验：
（3）进行实验：
①把杠杆用细线挂在铁架台上，调节两端的平衡螺母，使杠杆不挂钩码时在水平位置平衡(便于测量力臂)。
②给杠杆两端挂上不同数量的钩码，移动钩码的位置，使杠杆平衡。这时杠杆两端受到的作用力等于各自钩码的重量。
把支点右边的钩码重量当作动力F1，支点左边的钩码重量当作阻力F2；量出杠杆平衡时的动力臂L1和阻力臂L2；把相应的数值填入表中。
③改变力和力臂的数值，再做两次实验。
实验
次数
动力
F1/N
动力臂
L1/m
阻力
F2/N
阻力臂
L2/m
1
2
3
（4）分析论证，得出结论：根据表中的数据进行分析，例如可以对它们进行加、减、乘、除等运算，找出它们之间的关系。
杠杆的平衡条件：
动力×动力臂＝阻力×阻力臂
或写成：F1L1＝F2L2
它的含义：如果动力臂是阻力臂的几倍，那么动力就是阻力的几分之一。
三、杠杆的分类
根据支点相对于动力和阻力作用线的位置关系，杠杆可以分为省力杠杆、费力杠杆和等臂杠杆。请同学们分析、讨论它们的特点。
1.省力杠杆。
多媒体展示：撬棒撬石头示意图。
请同学们根据杠杆示意图发现它有什么特点？再根据杠杆平衡条件判断一下？
归纳总结：省力杠杆：动力臂大于阻力臂，动力小于阻力，省力但费距离。
请同学们回答在日常生活中有哪些省力杠杆？
出示省力杠杆：铡刀(图)、瓶盖起子(图)、独轮车(图)等。
2.费力杠杆。
多媒体展示：铁锹挖土。
请同学们根据杠杆示意图发现它们有什么特点？再根据杠杆平衡条件判断一下？
归纳总结：费力杠杆：动力臂小于阻力臂，动力大于阻力，费力但省距离。
请同学们回答在日常生活中有哪些费力杠杆？
出示费力杠杆：筷子、镊子等。
简介筷子：筷子，被外国人誉为“东方的文明”。是中华民族的国粹。它的使用，标志着中华民族文明的进步。美国哈佛大学一位人类学家认为，中国最古老的筷子的出现，大约是在公元前1200多年以前，比西方人使用刀叉要早几百年。
3.等臂杠杆。
多媒体展示：跷跷板。
特点：动力臂等于阻力臂，动力等于阻力。
等臂杠杆最重要的应用是天平，还有跷跷板等。天平、跷跷板是支点在中间的等臂杠杆。
多媒体展示：人体内许多地方的骨骼、关节构成的杠杆。
教师结合一些具体的动作(例如举、拿、抬、踢等)来讲解这些杠杆是如何工作的。
由杠杆的平衡关系，杠杆的类别可概括为：
杠杆类型
省力杠杆
费力杠杆
等臂杠杆
力臂的大小关系
L１>L２
L１L１=L２
力的大小关系
F1F1>F２
F1=F２
力的作用点移动距离的大小关系
s1>s２ 费距离
s1ｓ1=ｓ２
分析中提出相关问题：省力、费力是谁相对谁而言？省距离、费距离的含义是什么？
举例分析：从撬棒撬石头分析费距离的含义。
所谓省距离或费距离指的是动力作用点移动距离ｓ１ ，相对于阻力作用点移动距离ｓ2 而言的。杠杆平衡条件说明，当动力臂大于阻力臂时，动力小于阻力是省力杠杆。如图所示，当动力作用点移动 ｓ1 距离时，阻力作用点移动ｓ2 距离，且ｓ1 >ｓ2 ，因此使用撬棒撬石头省力而费距离。
???? 要求学生举例，并进行分类。
阅读教材P76，讨论交流：研究杆秤。如图11-1-10。
杆秤曾是我国应用最广泛的称重工具，这是一种典型的杠杆。试分析它的工作原理，并比较它和天平的优缺点。
学生分析、讨论。
教师纠正、总结。
教师介绍我国2000多年前《墨经》中对杠杆原理的利用——捣谷的舂和井上汲水的桔槔（如图11-1-11）。让学生产生国家认同感，为我国这样悠久的文化历史感到自豪，为我国古代劳动人民的智慧结晶感到骄傲。
板书设计
1.杠 杆
教学反思
通过本节课的学习，使学生领悟到杠杆的理论知识来源于实践，反过来又指导实践；并且让他们知道杠杆在我国古代就有了许多巧妙地应用，大约在三千多年前就有用来捣谷的舂，用来井上汲水的桔槔，还有能够做精确称量的天平和杆秤。在古书《墨经》就有相关记载，这样的记载在世界物理学史上都是非常有价值的，同学们应该为我国这样悠久的文化历史感到自豪。
滑 轮
教学目标
三维目标要求
一、知识与技能
使学生借助已有知识：理解滑轮的原理，知道滑轮的作用。
二、过程与方法
由问题的提出、猜想、经过实验探究，使学生亲身经历物理问题的研究过程。
三、情感态度与价值观
1.体验科学探究的乐趣，学习科学的探究方法，从而领悟科学的思想和精神，培养抽象思维和论证问题的能力。
2.通过对实验数据的收集，培养严肃认真的操作态度及科学分析实验数据的能力。
教学重点和难点
一、教学重点
认识定滑轮和动滑轮，探究定滑轮和动滑轮的特点。
二、教学难点
认识定滑轮和动滑轮，探究定滑轮和动滑轮的特点。
教学过程
情景导入
当我们参加升旗仪式时，看到站在地面上的人向下拉绳子，国旗就徐徐升起了。你知道旗杆顶端有一个什么机械帮助把旗升上去的吗？你了解它的作用与实质吗？你还能举出它在其他方面的应用吗？引导学生有目的地观赏、有目的地思考、回答，从而引入课题。
教学活动
观察多媒体课件图片，得出滑轮定义。
中心有轴，周边有凹槽，可以绕装在框子里的轴转动的轮子叫作滑轮。
滑轮的位置固定不变的叫作定滑轮。
滑轮的位置跟被拉动的物体一起运动的叫作动滑轮。
一、定滑轮
???? 观察定滑轮。定滑轮工作时，它的轴固定不动。
举例：如旗杆顶部的装置为定滑轮。
提问：使用定滑轮有什么特点？
演示实验：
（1）称量钩码的重力；
（2）演示如图所示的实验，匀速拉动弹簧测力计，物体上升，拉力的方向改变，但弹簧测力计的示数不变，特点是 G=F 。使用定滑轮吊起物体时，可以改变力的作用方向，达到操作方便的目的。
提问：使用定滑轮不能省力，那么能否省距离？
按照下图进行演示。使学生清楚地看到：“动力作用点移动的距离 s 与物体上升高度 h 相等，使用定滑轮不能省力，也不能省距离。”
提问：为什么沿各个方向拉动时拉力大小都一样呢？
定滑轮的实质是l1＝l2的等臂杠杆。
阅读教材P78，讨论交流：使用定滑轮。如图11-2-4。
仔细观察图，注意力的方向及大小。并与同学一起讨论，你们都在哪些场合见过这种滑轮，它能给我们带来哪些方便？
学生分析、讨论作答：虽说不能省力，但向下拉可比向上提要舒服得多。
教师纠正、总结。
二、动滑轮
?? 教师边讲边演示动滑轮提升重物。如图11-2-5。
???? 要求学生讨论分析，此时提起重物使用的动滑轮与刚才演示实验使用的定滑轮有何不同点？
???? 教师在学生讨论后小结：动滑轮工作时，轴和重物一起移动。另外用力方向也不同，使用定滑轮时拉力方向是向下的，使用动滑轮提升重物时拉力方向是向上的。
???? 提问：使用动滑轮有什么好处？动滑轮中绳的拉力情况怎样？
阅读教材P79，实验探究：使用动滑轮。如图11-2-6。
提出问题：
（1）在动滑轮的使用中，绳子两端的拉力是否相等？
（2）用动滑轮提重物有什么优越性？
猜想与假设：使用动滑轮可能省力。
仪器安装：按照如图11-2-6安装实验装置。
实验步骤：
（1）在动滑轮下方挂上重力为G的钩码，记下弹簧测力计的示数F1和F2；
（2）用F2竖直向上匀速拉弹簧测力计，记录钩码升高的高度H1和手拉弹簧测力计绳子自由端提起的高度H2；
（3）改变钩码个数，重复上述实验过程。
记录数据：填在如下表格中。
被测物理量
次数
H1/cm
H2/cm
F1/N
F2/N
1
2
3
分析数据：F1=F2，G=2F2，H1=1/2H2。
实验结论：
（1）使用动滑轮能省一半力；
（2）使用动滑轮不能改变用力方向；
（3）使用动滑轮费距离。
说明：在提升钩码的过程中也把动滑轮提升起来了，当钩码重远大于动滑轮重时，动滑轮重才可忽略不计，从而得出使用动滑轮可以省一半力的结论。
提问：斜着拉动时拉力大小还是重力一半吗？
强调：只有竖直方向拉动时，才能省一半的力。
提问：为什么沿斜向拉动时拉力大小不等于重力的一半呢？
动滑轮实质是l1＝2l2的省力杠杆。
三、滑轮组
教师：请同学们先回顾定滑轮、动滑轮的特点。
学生回顾、思考、作答。
教师总结定滑轮和动滑轮的工作特点，自然地引出滑轮组：使用动滑轮可以省力，定滑轮能改变力的方向，如果我们既想省力，又要改变力的方向，大家想想有什么好办法？
阅读教材P80，讨论交流：滑轮的组合。如图11-2-7。
学生分析、讨论。
教师总结：如图11-2-7，左图是由两个定滑轮组成的滑轮组，不能省力，但可以改变力的方向；右图是由一个动滑轮和一个定滑轮组成的滑轮组，既可以省力，又能改变力的方向。
让学生们动手实验。
实验的目的有两个：一是让学生练习组装简单的滑轮组；二是探究滑轮组在工作时的省力情况。
提出问题：
用一个动滑轮和一个定滑轮组合起来提升重物，你能设计出多少种方法？每种方法分别能省多少力？
设计实验与进行实验：
教师引导：向学生简单介绍一下绳子的固定端与自由端的概念，提醒他们绳子的绕法是设计实验的关键。让学生充分发挥想象力，大胆、科学地设计。然后让学生交流设计的方案，并给予鼓励。
让学生按照设计的方案进行操作，准确记录实验数据并填在教材表格中，引导学生观察吊起动滑轮的绳子的股数。再次提醒学生注意操作安全，加强合作。
分析论证与实验结论：
分析表格中的数据和吊起动滑轮的绳子的股数，可以得出结论：使用滑轮组吊重物时，若动滑轮的重力和摩擦不计，动滑轮被几股绳子吊起，所用的力就是物重的几分之一，即F＝G。
拓展与提高：
根据班级的实际情况，还可以提出如下问题，引导学生思考、讨论。
(1)通过观察，你认为滑轮组省力的多少取决于什么？
(2)若不计摩擦但考虑动滑轮重，则拉力与物重、动滑轮的重之间有什么关系？
(3)课前多媒体所示的情景，你认为这可能吗？理由是什么？
学完这部分内容后，可以引导学生通过表格的形式对定滑轮、动滑轮和滑轮组进行对比总结。
定滑轮
动滑轮
滑轮组
定义
实质
特点
板书设计
2.滑 轮
教学反思
本节知识具有承上启下的作用：滑轮是继上一节“杠杆”之后学生学习的又一种重要的简单机械，滑轮实质上是杠杆的变形，可以通过杠杆平衡条件来分析；同时滑轮也是以后学习机械效率的基础。通过对滑轮特点的理论分析，再次体会从具体到抽象的研究方法。首先从实物引入，通过让学生认识滑轮、利用滑轮、区分滑轮；然后让学生探究使用定滑轮和动滑轮的好处，并从理论上分析滑轮的实质；最后把定滑轮和动滑轮组合起来使用，即滑轮组，就可以既省力又改变力的方向，接着研究使用滑轮组时拉力与物重的关系。通过图片、录像等多媒体资料介绍我国古代对简单机械的利用情况，来拓宽学生的知识面，同时进行爱国主义教育。
功 功率
教学目标
三维目标要求
一、知识与技能
1.结合实例知道机械功的概念。
2.知道功率，能说出功率的物理意义，并能写出功率的定义式及其单位。
3.能用生活、生产中的实例解释机械功的含义。
4.能结合生活中的实例说明功率的含义。
5.理解功的概念，知道使用任何机械都不能省功。
6.能应用功率的定义式进行简单的计算，并能利用功率的概念设计测量生活中功率的大小。
二、过程与方法
1.通过观察和实验了解功的物理意义。
2.通过资料认识常见运动物体的功率大小，了解功率在实际应用的重要价值。
三、情感态度与价值观
1.通过测量活动的组织安排，培养学生的合作意识和协作能力。
2.进一步培养学生对科学的求知欲，使学生形成乐于探究自然现象和日常生活中的物理学道理的习惯，增强将科学技术应用于日常生活、社会实践的意识。
教学重点和难点
一、教学重点
1.知道功的两个要素，知道功的概念、公式及单位。
2.知道功率的概念、公式及单位。
3.了解功的原理，知道使用任何机械都不能省功。
二、教学难点
1.能计算功和功率。
2.能用生活、生产中的实例解释功的含义。
教学过程
情景导入
问：平时，我们常用力去移动物体，使其位置改变。下面请同学们一起做三个小实验。
学生实验1：用手将放在桌旁地面上的书包和4本书分别匀速提到桌面上。
问：两次移动的距离怎样？哪次“累”一些呢？为什么？
答：两次移动的距离相同，提书包“累”一些，因为提书包需较大的拉力。
学生实验2：用手将放在桌旁地面上的书包分别匀速提到凳子上和桌面上。
问：哪次“累”一些呢？为什么？
答：提到桌面上“累”一些，因为移动的距离较大。
学生实验3：用手将书包匀速提5厘米左右和将4本书从地面匀速提到桌面上。
问：哪次“累”一些？为什么？
答：无法比较，因为两种情况需要的拉力大小不同，移动的距离也不同。力的大小不同，移动的距离不同，无法比较哪次更“累”。
讲述：由此，人提物体“累”的程度，不能仅仅单独由力的大小或单独由移动的距离大小来比较或表示，所以我们引入一个新的物理量——功。
教学活动
一、做功
生活中常常需要把粮食、蔬菜、水果等生活用品从楼下拿到楼上，工厂里常常需要把机器、材料和产品从一个地方运送到另一个地方……这些过程需要推、拉、搬、提等，耗费一定的力气，在物理学中如何来描写这个过程呢？
阅读教材P82，观察：他们的效果相同吗？如图11-3-2。
小明和小聪分别用力移动箱子，发生了什么物理现象？
小明推箱子，虽然费了力气，但箱子没有移动；小聪用力将箱子拉走了。
从而引进功的概念。物理学中规定：如果物体受力且沿受力方向移动一定的距离，就说力对物体做了功。
功这个物理量和什么因素有关呢？
请同学们看多媒体课件：这两幅图中有什么共同的地方或者共同的要素。
答：都有力，物体都移动了一段距离。
问：移动的距离和力之间有何关系？
答：是在力的作用下，在力的方向上移动的距离。
讲述：在物理学中就说图中的力对物体做了功。
若用力而未移动距离或水平方向移动了距离但水平方向上却没有力。
分析得出：做功的两个必要因素：
(1)作用在物体上的力；
(2)物体在力的方向上移动的距离。
讲述：必要的意思就是一个都不能少，请同学们用做功的两个必要因素判断下面几种情况下，力对物体是否做功？
(1)手提着钩码在空中静止不动，问拉力是否对钩码做功？为什么？
(2)用力推讲台，讲台没有动，人做功了吗？
(3)用脚踢出足球，球在地面上滚动，滚动过程中，人对球做功了吗？
(4)人推着木箱前进时，箱子的重力和支持力做功了吗？为什么？
(5)人提一桶水沿水平方向前进，提力做功了吗？
(6)手提着钩码匀速上升，问拉力是否对物体做功？为什么？
讲述：通过以上分析，我们看出，物理学中的做功与日常生活中工作的意思不同。日常生活中所说的工作包括一切消耗体力和脑力的劳动，但物理学中功的涵义要狭窄且严格得多，即做功必须同时满足两个必要因素。想一想同学们一起做的提书包和提书的实验中，我们所说的“累”的程度大小，这个“累”字体现的含义是什么？
教师归纳总结出，不做功的三种情况：
(1)有力没有距离不做功，即物体受到力的作用，但保持静止状态(s＝0，劳而无功)；如一人用很大的力推一辆汽车，汽车没移动，推力对物体没有做功。
(2)有距离没有力不做功，即物体在运动方向上不受力的作用(F＝0，不劳无功)；如在光滑的水平冰面上，一物体由于惯性做匀速直线运动，没受力没有做功。
(3)通过的距离与力的方向垂直不做功，即物体受到某力的作用，但运动方向始终与该力垂直(F⊥s，劳而无功)。手提一桶水在水平地面上行走，提桶的力没有对桶做力。
身边的物理：
不同跳高方式的区别——背越式跳高优于跨越式跳高，如图所示。
背越式跳高时，由于头部和脚部在腰部下侧，因此重心也会比较低，而跨越式跳高时，重心较高。背越式跳高时，人的重心在杆的下面，身体成一个圆弧过杆，重心为圆心，人体的各个部位是依次越过横杆的，身体重心相对低，而且起伏比较小。这样克服重力做功较少，自身就更易越过。而跨越式跳高时，人的重心在杆的上面，要求有更高的高度，人体的躯干是在横杆上方一起过去的，重心相对高，并且起伏较大。所以背越式优于跨越式。
二、功的计算
1．功的大小与力和距离这两个因素有何关系呢？
力越大，使物体在力的方向上移动的距离越大，这个力的成效越显著，说明力所做的功越多。
2．物理学中，力与物体在力的方向上移动的距离的乘积叫作功。即功＝力×距离。功的大小与作用在物体上的力成正比，跟物体通过的距离成正比。
功的公式：W＝Fs。
W—功—焦耳(J)，F—力—牛顿(N)，s—距离—米(m)。
3．功的单位：焦耳(J)
l焦耳＝l牛顿·米（1J＝1N·m）。
4. 1焦耳的物理含义：在1牛顿力的作用下，物体在这个力的方向上通过的距离是1米。
例题：一个人用50N的力沿水平方向匀速推一辆重200N的车前进2m，求这个人对车做功多少？重力对车做功多少？
解：W人＝Fs＝50N×2m＝100J，W重＝Gh＝200N×0m＝0J。
三、功率
1．引导回顾“速度”的知识。速度是表示物体运动快慢的物理量。
教师引导：以前学习过要比较两物体运动的快慢，可以先确定路程再比较时间，也可以先确定时间再比较路程。同理，要比较物体做功的快慢可采用什么方法？
2．向学生提供一组数据，让学生想一想，议一议谁做功最快？说出比较的依据。
物体
所做的功
所用时间
A
1000J
5s
B
1000J
10s
C
4000J
1min
D
6000J
1min
学生在小组讨论的基础上进行回答，由他人(同组同学或其他组同学)适当补充，再通过教师的引导使学生领悟比较物体做功快慢的方法：(1)做功相同，比较做功的时间，时间短的做功快；(2)时间相同，比较做功的多少，做功多的做功快。
3．提问：用什么方法可以方便准确地表示物体做功的快慢呢？
教师引导：用一个包含有功和做功所用的时间的概念来表示物体做功的快慢是否可行？
4．介绍功率的概念及计算公式并以适当的事例加以巩固。
学生在教师的引导下，理解功率的概念，功率表示的物理意义，认识功率的相关单位及计算公式。
教师总结：
(1)意义：功率是用来表示做功快慢的物理量。
(2)定义：单位时间内所做的功，叫作功率。通常用符号“P”表示。
(3)公式：P＝W/t。
(4)单位：瓦特。
在国际单位制中，W的单位是焦耳(J)；t的单位是秒(s)；P的单位是瓦特(W)。
1瓦特＝1焦耳/秒（1kW＝1000W）。
5．巩固提高：
例题1：用1牛的力在2秒内将物理课本从地上提高1米，你能算出这个力做功的功率吗？
教师先引导学生求出所做的功，再求功率，这对学生巩固前后知识均有所帮助。
同时推导出功率推导式：P＝Fv。
例题2：体重为600N的爷爷与体重为300N的小孙子举行登楼活动，楼高三层共10米。若：
(1)爷、孙两人同时从一楼起步，半分钟后同时到达三楼；
(2)爷爷年纪大、身体较重，孙子登楼用了半分钟，爷爷所用的时间是孙子的2倍；
(3)孙子登楼用了半分钟，爷爷所用的时间是孙子的3倍。
以上三种情况下，谁做功多？谁做功少？谁用的时间多？谁用的时间少？谁做功快？谁做功慢？
引导学生回到前面所举的例子，通过讨论及训练，培养学生运用所学知识解决实际问题的能力。学生边思考，边动手进行计算解答。教师把学生的答案进行投影，可进行全班讨论，加深理解。
6．学生自己阅读课本例题，动手做一做。
学生自己阅读、解答，教师在教室巡视，给有学习困难的学生适当的帮助。学生解答完后，教师再做解题示范，强调解题的方法和规范的解题步骤。
四、功的原理
使用动滑轮能省力，但不能省功。大量的实验和理论研究表明：使用任何机械都不能省功，这个结论叫作功的原理。
复杂机械是由简单机械组合而成的，因此功的原理对一切机械都适用。这个结论在历史上曾被誉为“机械的黄金定律”，对机械的使用和研制都具有重要的指导意义。
板书设计
3.功 功率
教学反思
功是能量转化的量度。正确理解功的含义，是学好功的计算、功率、机械效率和机械能等知识的基础。特别对做功的两个必要因素，学生如果能够很好地掌握它，就能够更好地去理解功的原理、机械效率等知识，并解决有关的问题。因此理解做功的两个必要因素是本节课的重点。由于“工作”概念的影响，学生对有些物体运动的情况是否做功还是不能正确地判断，例如举重运动员高举杠铃未动，人推车车不动等，虽然人都消耗了体力，但是从物理学的角度来看，他们并没有做功；再比如冰块在光滑的冰面上滑动的过程，也没有做功。所以判断是否做功是教学中的难点。
以往的教学过程按教材的思路进行授课，课堂显得枯燥，学生学习热情不高。本节课教学设计按照新课标的要求和理念，为学生创设了一个熟悉的生活情境，引起学生的注意和思考，再通过小组讨论的方式逐步引导学生认识功率，最后让学生用所学知识解决实际问题，学生体会到学以致用的乐趣。本人教学实践证明，这节课取得不错的教学效果。
机械效率
教学目标
三维目标要求
一、知识与技能
1.理解有用功、额外功和总功的含义。
2.理解机械效率的定义及物理意义，会进行相关的计算。
3.知道提高机械效率的意义和主要方法。
二、过程与方法
经过举例理解有用功、额外功、总功及机械效率；通过讨论，了解如何提高机械效率。
三、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。
教学重点和难点
一、教学重点
1.知道有用功、额外功、总功的含义，指出它们之间的关系。
2.能结合实例认识什么是有用功、额外功、总功。
3.理解机械效率的概念，知道机械效率小于1及没有单位的原因。
4.会利用公式进行有关计算。
二、教学难点
分析影响机械效率大小的因素，掌握提高机械效率的方法。
教学过程
情景导入
小明家最近买了一处新楼房，家在三楼。现需把装修用材料运到三楼。
请学生发表自己的见解，提出各种方案。并对各个方案进行讨论，比较优缺点。
教学活动
一、有用功和额外功
阅读教材P86，观察：做功的不同办法。如图11-4-2。
要把重100N的沙子运上三楼。图11-4-2中画了三种办法。哪种办法最好，哪种办法最不好？
（1）人做功=对沙子做功+对桶做功+克服自重做功。
（2）人做功=对沙子做功+对桶做功+对动滑轮做功。
（3）人做功=对沙子做功+对口袋做功+对动滑轮做功。
思考：
(1)在把沙子从一楼运上三楼的过程中，每种方法中各对哪些物体做了功？
(2)无论他采取哪种方法都必须做的功是他对什么做的功？
(3)在几种不同的方法中他不愿做但又不得不做的功分别是什么？
从而引出有用功、额外功和总功的概念。
（1）无论采取哪种办法都必须做的功叫作有用功。
（2）并非我们需要但又不得不做的功叫作额外功。
（3）有用功加上额外功是总共做的功，叫作总功。
指出：前面实验中，第三种方法最好，因为第三种方法做的额外功最少，总功最少。
教师可视学生理解程度再列举几个日常生活中的例子。
鼓励并引导学生自己思考举例。
二、机械效率
如果用 表示总功， 表示有用功， 表示额外功，它们的关系是 。
由上式可知，任何机械做的有用功只是总功中的一部分。物理学中把有用功跟总功的比值叫作机械效率。
工作中，我们总是希望额外功越少越好，也就是有用功在总功中所占的比例越大越好。在物理学中，用机械效率表示有用功在总功中所占的比例。机械效率越高，就说明有用功所占的比例越大。
机械效率＝×100%
计算公式：η＝×100%
注意：对于实际机械，由于总是有额外功存在，故η＜1。
组织学生讨论：
(1)机械效率有单位吗？
(2)为什么机械效率没有大于1的？
(3)用小数和百分数来表达机械效率，你认为哪种表示更好？
学生经过讨论回答：机械效率没有单位，总小于1，用百分数表示更好。
阅读教材P87，做“活动：计算机械效率”。
算出图11-4-2中三种不同做功方式的机械效率。
学生各自计算。
得出结论：第三种做功方式的机械效率最高，第一种做功方式的机械效率最低。
多媒体展示例题：
例 利用如图所示的滑轮组，在F＝80N的拉力作用下，将一个重为180N的物体匀速提高1m，绳重、摩擦不计。求：总功、有用功、额外功和滑轮组的机械效率。
(1)组织学生分析、讨论、计算；
(2)展示学生解题过程；
(3)总结、评价。
在实际机械中，与摩擦力有关的额外功往往是不可以忽略的，对提高机械效率，更充分地发挥机械设备的作用，有重要意义。
思考：提高机械效率有什么意义？
学生分析讨论。
教师总结：
提出提高机械效率的意义：
机械效率表示有用功在总功中所占的比值，机械效率越大，做相同的有用功，需要的总功越少，机械能够更好地发挥效用。η的高低是机械性能优劣、质量好差的重要标志之一。
常见机械的效率：
（1）滑轮组 50%~70% ；
（2）起重机 40%~50% ；
（3）抽水机 60%~80% ；
（4）离心式水泵 60%~80% 。
阅读教材P88，实验探究：测量滑轮组的机械效率。如图11-4-3。
(1)实验原理：η＝×100%＝×100%。
(2)器材：刻度尺，钩码，弹簧测力计，铁架台，甲、乙两个滑轮组，长约2m的细绳。
(3)步骤：
①用弹簧测力计测量钩码所受的重力G并填入表格。
②分别记下钩码和弹簧测力计的位置。
③缓慢拉动弹簧测力计，使钩码升高，读出拉力F值，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，将这三个量填入表格。
④算出有用功W有用、总功W总功、机械效率η并填入表格。
滑轮组
G(N)
h(m)
W有用
(J)
F(N)
s(m)
W总(J)
η
（a）
（b）
（c）
(4)分析讨论：（a）、（b）两个装置，挂的钩码数量相同时，机械效率有什么不同？（b）、（c）为同一装置，挂的钩码数量不同时，它的机械效率有什么变化？出现机械效率高低不同的原因是什么？
学生分析、讨论。
教师总结作答：（a）、（b）两个装置，挂的钩码数量相同时，两装置有用功相同，（a）装置额外功小于（b）装置，故（a）装置机械效率大于（b）装置。（b）、（c）为同一装置，额外功相同，（c）装置挂的钩码数量多，其有用功多，机械效率高；（b）装置挂的钩码数量少，其有用功少，机械效率低。出现机械效率高低不同的原因是有用功所占总功的比值不同。
（5）结论：
①动滑轮重一定，物重越大，机械效率越高。
②物重一定，动滑轮越重，机械效率越低。
讨论：如何提高滑轮组的机械效率？
学生讨论后得出：提高滑轮组的机械效率的主要方法有：尽可能地增加物重，减小动滑轮重，减轻绳重和滑轮转轴处的摩擦。
板书设计
4.机械效率
教学反思
本节主要讲述有用功、额外功、总功和机械效率等方面的内容。前面我们已经学习了功的基本概念，而引入这些物理概念的目的就在于要研究机械做功的问题。一谈到机械做功就不得不谈到机械效率的问题，所以这节课将更多地与我们的实际生活相联系。我在上课时注重与生活实际相联系，让学生通过学习，明确机械的使用就是为了代替人力做功，鼓励学生认真了解和认识身边的机械，而且在教学过程中让学生自己动手探究了滑轮组的机械效率，调动了并激发了学生学习的积极性和主动性。
改变世界的机械
教学目标
三维目标要求
一、知识与技能
1.知道轮轴和斜面及其省力和做功情况。
2.了解机械发展史及对社会发展的作用。
二、过程与方法
通过讨论交流理解轮轴和斜面也能省力及做功情况。
三、情感态度与价值观
通过列举一些学生感兴趣的机械，培养学生学习物理的兴趣，使学生意识到机械的发展在人类文明中的重要地位，树立科学的发展观。
教学重点和难点
一、教学重点
知道轮轴和斜面也能省力及做功情况。
二、教学难点
知道轮轴和斜面也能省力及做功情况。
教学过程
情景导入
教师演示用手拧螺丝，但拧不动，让班上的大力士也用手拧拧看，依然拧不动。
师：谁有办法将螺丝拧动？学生发表各自的看法，有学生提议用扳手来拧螺丝。教师可以请一位力气较小的女生用扳手来拧螺丝。
师：同学们，刚才这位力气较小的女同学用扳手将螺丝拧动了，这说明扳手起到了省力的作用。生活中有很多地方使用各种机械方便我们的生活，就让我们一起进入本节的学习，了解它们的工作原理吧！
教学活动
一、简单机械的家族
1.轮轴。
教师用多媒体播放生活中各种简单机械的使用视频。
教师引导学生总结出轮轴的概念。
阅读教材P90，讨论交流：从杠杆到轮轴。如图11-5-3。
生1：由一个轴和一个大轮组成，并能绕共同的轴线转动的简单机械叫轮轴。
生2：轮轴上中间靠近转动轴线半径较小的是轴，离轴线较远半径较大的是轮。
生3：动力一般是作用在轮上，阻力作用在轴上，因此轮轴是省力机械。
教师引导学生分析：轮轴也相当于一个杠杆。如图，轮和轴的中心O点是支点，作用在轮上的力F1是动力，作用在轴上的力F2为阻力，轮半径为R，轴半径为r，由杠杆平衡条件可知F1R=F2r，R＞r，F1＞F2，所以轮轴省力。
师：生活中有哪些机械可以抽象成轮轴？
生：船舵、门的把手、螺丝刀、单车的踏板等。
师：动力作用在轮上，轮轴是一个省力杠杆，但费距离；如果动力作用在轴上，轮轴又将起到什么作用？
生：如果动力作用在轴上，轮轴费力但省距离。
师：简单介绍自行车的传动装置。
总结：（多媒体展示）
（1）轮轴：由一个轴和一个大轮组成能绕共同的轴线转动的简单机械，实质是一个可以连续转动的杠杆，使用轮轴可以省力。
（2）轮轴主要功能：一是改变用力大小；二是改变物体的运动速度。
（3）轮轴不能省功。它实现直线运动和圆周运动的相互转化，是机械传动的重要装置。
注意：轮轴使用时，当轮半径是轴半径的n位时，在不计摩擦情况下，作用在轮上的力的大小为作用在轴上的力的大小的n分之一。
2.斜面。
师：斜面是一个与水平面成一定夹角的倾斜平面。了解了轮轴，再来讨论斜面为什么也是简单机械，这种简单机械对我们有什么用呢？请同学们想想骑自行车上坡直线行驶和弯曲行驶时的情景，然后按教材P91图11-5-5的模拟实验做一做。
学生操作、讨论，然后交流。
生1：使用斜面看起来是费了距离，但是省了力，如果从山下直通山顶需要很大的力，不容易爬上去，而沿着弯弯曲曲的盘山公路行走就可以用较小的力爬上山顶。
生2：我们常见的螺丝钉就可以认为是一种斜面。
斜面省力原理：
根据功的原理（不计斜面摩擦），即没有额外功，得W有=W总，Gh=FL，所以F=Gh/L。
总结：
（1）斜面是一个与水平面成一定夹角的倾斜平面，斜面是一个费了距离但能省力的简单机械。
（2）斜面长是斜面高度的n倍时，在不计摩擦的情况下，所用的推力为物重的n分之一。
螺旋——特殊的斜面。
阅读教材P92，讨论交流：螺旋——特殊的斜面。如图11-5-6。
螺旋可以看作是绕在圆柱上的斜面。
螺旋除了省力，还可以将螺旋运动与沿轴向的运动进行相互转化。
师：斜面在生活和生产中也有许多的应用，希望同学留心观察，做生活的有心人。
二、改变世界的机械
机械的发明，改变了整个世界。
机械的大型化和微型化、精密化。
现代机械极大地扩大了人们的活动范围，从陆地到海洋、天空到太空。
信息时代，人们将智慧赋予机械，自动化、智能化机械进入到我们生活。
板书设计
5.改变世界的机械
教学反思
对于轮轴和斜面学生并不陌生，在分析斜面省力时，要注意引导学生学会利用功的原理进行分析，这对分析其他机械都有帮助，对于斜面的机械效率可以课后让学生自己探究。对于阅读材料的教学把握，应在完成本节课程标准规定的内容时间充裕的条件下，教师才适当进行教学，通常还是留给学生课后自学处理。
