-苏教版[原创]第十一章简单机械和功(全套教案)[下学期]

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名称 -苏教版[原创]第十一章简单机械和功(全套教案)[下学期]
格式 rar
文件大小 203.1KB
资源类型 教案
版本资源 苏科版
科目 物理
更新时间 2006-08-09 13:07:00

文档简介

课题 二、滑 轮 课时 1课时 课型 新授课
教学目标 认识定滑轮和动滑轮,能用杠杆原理解释定滑轮和动滑轮的特点.知道定滑轮、动滑轮和滑轮组的作用.能根据滑轮组的构成方式判断省力情况.能识别生活和生产中常见的滑轮,能根据要求组装简单的滑轮组.
重点难点 重点:知道定滑轮、动滑轮和滑轮组的作用.难点:判断滑轮组的省力情况,会根据实际要求组装简单的滑轮组.
教材分析 教材从“如何把木料运上楼”这一实际问题出发,引入课题认识滑轮。教材还介绍了一些生活和生产中常见的利用简单机械的设备,使学生了解杠杆和滑轮的广泛用途.
教学方法 通过观察,了解定滑轮和动滑轮的结构.通过探究,了解定滑轮和动滑轮的特点.
教具 铁架台、弹簧测力计、细线、单滑轮2只、双滑轮2只、钩码若干……
教 学 程 序 设 计 学生活动
一引入课题二教学过程 ①怎样才能把放在地面上的实验器材拿到讲台上?②但在某些情况下无法直接拿,又该怎么办?观察课本P9图11-14③想一想,每周一的晨会上是如何把五星红旗升到高高的旗杆顶端的?滑 轮(活动1)观察以下述两种提升钩码的方法,分析两种方法中使用滑轮的不同之处.一、定滑轮:工作时,滑轮的轴固定不动.(活动2)探究定滑轮的特点实验步骤:详见课本P10实验表格:实验次数钩码所受重力G (N)测力计的示数F (N)①②③1.特点:①不省力但能改变力的方向②动力和阻力移动的距离相等使用定滑轮为什么不省力?如图,滑轮可看作变形的杠杆,定滑轮的支点在轴心,轮半径为r.∵ F1×l1 = F2×l2 且l1 = l2 = r∴ F1 = F22.实质:等臂杠杆定滑轮在实际生活中还有那些应用?(天平)二、动滑轮:工作时,轴和重物一起移动.(活动3)探究动滑轮的特点实验步骤:详见课本P10-11实验表格:1.特点:实验次数钩码所受重力G (N)测力计的示数F (N)①②③①能省一半力但不能改变力的方向.②动力移动距离是阻力移动距离的两倍.使用动滑轮为什么能省一半力?如图,滑轮可看作变形的杠杆,动滑轮的支点在滑轮的边缘,轮半径为r.∵ F1×l1 = F2×l2 且l1 = 2l2 = 2r∴ F1 = 1/2 F22.实质:动力臂为阻力臂两倍的省力杠杆怎样才能既省力又改变力的方向?三、滑轮组:定滑轮和动滑轮的组合装置(活动4)探究滑轮组的特点特点:1.使用滑轮组时,重物和动滑轮的总重由几段绳子承担,提起重物所用的力就是总重的几分之一.F=(G动+G物)/n2.动力移动距离s是阻力移动距离h的n倍.s=nh 用手直接拿例:质量太大或不方便直接拿旗杆顶端有一滑轮观察实验学生讨论观察实验,分析表中的实验数据.分析定滑轮的支点、动力臂、阻力臂观察实验,分析表中实验数据.分析动滑轮的支点、动力臂、阻力臂分析讨论:判断物重由几段绳子承担的方法
三、思考与作业
四教学后记
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2课题 三、功 课时 1课时 课型 新授课
教学目标 知道做机械功的两个要素.知道机械功的物理意义、公式及单位,了解1J的功大约有多大.理解功的计算公式,会用功的计算公式解题.能用生活中的实例解释机械功的含义.
重点难点 重点:功的概念、计算公式、单位.难点:机械功概念的引出和做功的两个必要因素.
教材分析 教材从“探究斜面”入手,让学生从探究中体会力和距离的关系;通过探究活动使学生认识到:力与物体在力的方向上通过的距离的乘积是一个有物理意义的量,即机械功,功是本章学习的重点内容.
教学方法 创设情景,让学生发现问题和提出问题;通过实验探究,提高学生根据实验事实分析问题、解决问题的能力.
教具 长木板、木块、弹簧测力计、小车、钩码、细绳、刻度尺……
教 学 程 序 设 计 学生活动
一引入课题二教学过程 ①在前面的学习中我们了解到那些简单机械?②这些简单机械有何共同的特点?③有没有既省力又省距离的机械?(活动)探究斜面实验器材:注意事项:同一斜面、匀速拉动小车实验步骤:详见课本P14实验表格:次数F(N)G(N)s(m)h(m)Fs(N·m)Gh(N·m)①②③①为什么要测量三组数据?②分析实验数据,可得到什么结论?(1)拉力F总小于小车和砝码的总重G,而小车移动距离s总大于小车上升高度h.这一结论说明什么?(2) F·s乘积大于(等于)G·h的乘积.(3)当G增加后,F·s和G·h的值有所增大.③为什么G增加后,F·s的值会随之而增大?④在上述分析讨论的基础上,可推理得出什么结论?如果小车和斜面之间的摩擦力为零,则F·s和G·h就相等.由此可见,力与距离的乘积是一个有意义的物理量,这就是物理学中所说的机械功.一、功:作用在物体上的力和该物体在力的方向上通过的距离的乘积.观察课本P15-P16图11-30(a)、(b)、(c)、(d),分析在图示的几种情况中人对物体是否做了功?为什么?1.做功的两个必要因素:(1)作用在物体上的力(2)物体在力的方向上通过的距离2.功的公式:W = F·sW —— 功 F —— 作用在物体上的力s —— 物体在力的方向上移动的距离3.功的单位:牛顿·米(N·m) 专门名称——焦耳(J)1 J = 1 N·m①1J的物理意义?1N的力作用在物体上,使物体在力的方向上通过1m的距离所作的功是1J.②1J的功有多大?从地上拿起一个鸡蛋并缓缓举过头顶的过程中,对鸡蛋做的功约为1J.③生活中的“工作”、“做功”与物理学中的“功”是否相同?[例题] 详见课本P16在了解了功的有关概念后,我们再回头看刚开始的斜面实验,斜面和杠杆、滑轮一样也是一种简单机械,任何一种机械都不可能既省力又省距离,换句话说,没有能省功的机械.二、功的原理:使用任何机械都不省功.(练习)课本P16“WWW”解:F = G = mg = 8×10-2kg×10N/kg = 0.8N W = F·s = 0.8N×5m = 4J2.解:W = F·s = Gh = 500N×6m = 3000J3. 解: W = F·s = Gh = mgh = 207.5kg×10N/kg×2m =4250J 杠杆、滑轮省力的机械费距离省距离的机械费力学生讨论所需器材设计实验表格记录实验数据多测几次避免结论的偶然性(可改变小车重力)既省力又省距离的机械是不存在的.小车对斜面的压力增大,小车与斜面之间的摩擦力增大,最终导致拉力F增大.学生讨论举例说明日常生活中做功或不做功的事例.学生回答课本P15图11-29不同学生课堂练习注意解题规范,纠正解体过程中的错误.
三、思考与作业
四教学后记
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2课题 四、功 率 课时 1课时 课型 新授课
教学目标 知道功率的概念和功率的物理意义.能通过实例作图等多种方式来描述功率.知道功率的公式、单位,能用公式计算功率.能自己设计实验测量功率.
重点难点 重点:知道功率的概念,理解功率的物理意义和计算公式.难点:用功率的公式解决较综合的题目,设计实验估测人的功率.
教材分析 教材从“小明上楼,两次所用时间不同”引入功率的概念,接着用类比的方法,将速度和功率进行比较,从而引出功率的物理意义,推导出功率的公式.
教学方法 从生产和生活实际出发,认识做功不但有多少之分,而且还有快慢之分,用速度概念的引入做类比,引出做功的快慢,理解功率的定义及其公式.
教具
教 学 程 序 设 计 学生活动
一引入课题二教学过程 ①做功的两个必要因素?功的计算公式?②有多少种方法能把重5×104N的砖块运到10m高的楼上?③这些方法的共同点是什么?④这些方法的不同之处是什么?⑤观察课本P17图11-33不同情况下,人做功的快慢不同.一、功率:表示做功快慢的物理量功率大表示物体做功快,功率小表示物体做功慢.①功率的大小即做功的快慢可能与哪些因素有关?②怎样比较物体做功的快慢?③如何与“速度”类比,得到功率的定义?定义:单位时间内作的功叫做功率④怎样计算功率的大小?二、功率的公式:P = W / tP — 功率 W — 功 t — 时间⑤在国际单位制中功和时间的单位是什么?⑥功率的单位又是什么?三、功率的单位:瓦特(W)1 W = 1 J/s1.意义:1 W表示物体在1s内作的功是1J.2.其它单位:千瓦(kW)兆瓦(MW)1 kW = 103W 1 MW = 106W功率大小是描述机器性能的一个重要指标,通常所说的机器功率多大是指机器正常工作时的功率.汽车的功率一定,在下列几种情况下该如何行驶?阻力较小 (2)阻力较大 (3)上坡或负载加重时P = W / t = Fs / t = Fv(活动)估测人上楼的功率想一想:①所需实验器材?②待测物理量?实验步骤:用磅秤测出某同学的质量m.用刻度尺测出一级台阶的高度h.用秒表记下该同学上楼所需的时间t,同时数出所上楼层的台阶数n.换一个同学重复上述实验.实验表格:人的质量m/kg楼层高度nh/m时间t/s功W/J功率P/ W①②(课堂练习)课本P20“WWW”解:W = Fs = 100N×50m = 5000J P = W/t = 5000J/30s = 166.67J2.解:W = Pt = 7×103W×600s = 4.2×107J 人力搬运、起重机、动滑轮……对砖块做的功相同完成同样的功所需的时间不同做功多少、所需时间相同时间比较做功的多少做功相同比较时间长短焦耳、秒阅课本P18图11-35“一些物体的功率”(2)、(3)减速前进磅秤、秒表、刻度尺人的质量、楼层高度、所需时间学生课堂练习讲解解题规范、纠正错误课后观察家中家用电器的铭牌,了解各家用电器的功率.
三、思考与作业
四教学后记
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2课题 一、杠杆 课时 3课时 课型 新授课
教学目标 知道什么是杠杆,能辨认实际生活中的杠杆.知道杠杆的五要素,理解力臂的概念,会画杠杆的示意图.理解杠杆的平衡条件,会用杠杆平衡条件解决实际问题.了解杠杆的应用,能对杠杆进行分类,并了解分类原则.
重点难点 重点:认识杠杆,知道杠杆的五要素,会画杠杆的示意图;理解杠杆的平衡条件。难点:画杠杆的示意图;用杠杆平衡条件解决实际问题;对杠杆进行分类.
教材分析 本节从学生身边熟悉的物体入手,探究并认识其中隐含的物理规律,将学生认识到的物理知识及科学研究方法与社会实践结合起来.教材探究关于转动的问题,是“运动和力”知识的加深和拓展.
教学方法 从生活中杠杆应用的实际出发,引导学生分析总结杠杆的特点,训练学生作图、识图的能力,让学生经历探究杠杆平衡条件的过程,学习从物理现象和实验中归纳简单的科学规律.
教具 铁架台、筷子、起子、老虎钳、扳手、锤子、镊子、各种剪刀、切纸铡刀、各类夹子、木板、图钉、弹簧测力计、钩码……
教 学 程 序 设 计 学生活动
一引入课题二教学过程 (第一课时)(活动1)P2图11-1“用各种不同的方法拔出这只图钉”用手直接拔、起子撬、老虎钳拔……,方法不同,所需用里的大小也不同.在日常生活中我们经常会遇到类似的情况,在进行某项工作时,必须要利用一些工具帮助我们更容易地完成任务。下面让我们来观察或亲自体验一下这些需要利用工具的工作.(活动2)P2图11-2“用开瓶扳手开启瓶盖”(活动3)试着用两根铅笔当筷子夹起橡皮(活动4)观察各类剪刀、夹子……(活动5)铡刀切纸、活塞式抽水机抽水、用撬棒撬起石块…想一想:①上述工具在使用时有何共同的特点?都是由较硬的材质制成的,都受到力的作用且能绕固定点转动。②这些硬棒是否都是直的?像这样一根硬棒,如果在力的作用下能绕固定点转动,这根硬棒就叫做杠杆.杠杆是简单机械的一种.一、杠杆:一根在力的作用下能绕固定点转动的硬棒.③如何辨别实际生活中的杠杆?④实际生活中还有那些机械也是杠杆?为什么?脚踏式垃圾桶(盖子、踏脚部分)、杆秤、天平、自行车上的杠杆、老虎钳、各类剪刀、钓鱼竿、筷子……传说古希腊科学家阿基米德曾说过这样一句话“给我一个支点和一根足够长的硬棒,我就能将地球撬起.”你们认为他的这一说法是否可能?这种设想在理论上是合理的,为了能进一步理解这种理论上的合理性,让我们先来认识几个与杠杆有关的概念.二、杠杆的五要素:支点O:杠杆绕着转动的点;动力F1:使杠杆转动的力;阻力F2:阻碍杠杆转动的力;动力臂l1:支点到动力作用线的垂直距离;阻力臂l2:支点到阻力作用线的垂直距离;以实际生活中的杠杆为例,讨论杠杆示意图的画法。①分析并标明支点;②明确力的作用点和方向,画出动力F1和阻力F2的示意图;③从支点分别向动力和阻力的作用线作垂线;④标出动力臂l1和阻力臂l2.(第二课时)①什么是杠杆?杠杆的五要素?②在实际生活中使用杠杆时,杠杆通常处于何种状态?③什么是物体的平衡状态?杠杆的平衡指得又是什么?④古埃及人在修建金字塔时,是利用什么工具搬起了巨大的石头?⑤人们在实际生活中使用杠杆的目的是什么?使用杠杆为什么能满足人们的这些需要(在杠杆的一端施加一个很小的力,在另一端就能产生很大的力)?要解决上述问题,我们就必须去研究杠杆处于平衡状态时应满足的条件.三、杠杆平衡:杠杆保持静止或匀速转动.(活动1)演示杠杆静止在不同位置时的情况设计实验:探究杠杆的平衡条件实验器材:铁架台、杠杆、钩码、弹簧测力计想一想:①实验时,应将杠杆的那一点挂起装到支架上?为什么?②应使杠杆在什么位置平衡?为什么?③实验前,怎样使杠杆在水平位置平衡?调解杠杆两端的平衡螺母(具体方法同天平的调节)实验步骤:详见课本P3-P4实验表格:次数F1(N)l1(m)F1·l1(N·m)F2(N)L2(m)F2·l2(N·m)①②③④为什么要进行三次实验?⑤分析、比较表中数据,能得出什么结论?四、杠杆平衡条件:动力×动力臂 = 阻力×阻力臂F1×l1 = F2×l2(练习)设人的最大臂力是600N,阻力臂长1m,试着用杠杆平衡条件分析阿基米德所说的杠杆需多长?解:F1 = 600N l1 = 1m F2 = G地 = 6.0×1025N∵ F1×l1 = F2×l2∴ l2 = (F2/ F1) ×l1 =(6.0×1025 N/600N) ×1m =1.0×1023 m(第三课时)①杠杆平衡条件?②我们使用杠杆的目的是什么?③观察课本P5图11-6,分析总结实际使用杠杆时的几种不同情况及各自的特点.三、杠杆的分类:1.省力杠杆:动力臂大于阻力臂①这类杠杆为何能省力?∵ F1×l1 = F2×l2 且l1>l2∴ F1<F2②省力杠杆的特点?省力但费距离(画图说明)③日常生活中还有那些省力杠杆?2.费力杠杆:动力臂小于阻力臂①这类杠杆为何费力?∵ F1×l1 = F2×l2 且l1<l2∴ F1>F2②人们为何要使用费力杠杆?费力但省距离(画图说明)③日常生活中还有那些费力杠杆?3.等臂杠杆:动力臂等于阻力臂①等臂杠杆的特点?∵ F1×l1 = F2×l2 且l1 = l2∴ F1 = F2所以使用等臂杠杆既不省力也不省距离②日常生活中还有那些等臂杠杆?[例题]见课本P6想一想:①阅读课本P5“生活·物理·社会”,分析这些剪刀中那些是省力杠杆?哪些是费力杠杆?他们各有什么优缺点?分析总结:使用杠杆时,省力的同时要费距离,省距离的同时要费力,既省力又不省距离的杠杆是不存在的.②我们该如何对杠杆进行分类?③阅课本P7“生活·物理·社会”,分析讨论人体中的杠杆.④课本P8“WWW”1~3因为缝衣针不可能正好在重心位置,质量略大的那端向下倾斜,火苗向上烧,使这端的蜡烛熔化较快,质量很快小于另一端,向上翘起,另一端就会向下倾;同理,当另一端质量变小后又向上翘起,使蜡烛跷跷板不停地往复摆动. 学生讨论并亲自体验各种不同方法引导学生积极参与各项活动观看Flash动画观察、思考、讨论学生回答直的、弯的都有受力的作用、硬棒、绕固定点转动这些工具在使用时都具备上述特点学生讨论分析讨论杠杆示意图的画法(练习)画出以下杠杆的示意图:钓鱼竿、剪刀、老虎钳……学生回答平衡状态静止或匀速直线运动杠杆省力或省距离中点,避免杠杆自身重力对实验的影响.水平位置,便于读出力臂的大小.为了得到具有普遍性的结论省力或省距离列举并分析日常生活中其它一些利用杠杆原理的机械撬棒、扳手、羊角锤、铡刀、瓶盖起子……镊子、筷子、扫帚、钓鱼竿、理发剪刀……天平(a)、(b)是费力杠杆(c)、(d)是省力杠杆比较动力臂和阻力臂的长度从使用杠杆的目的出发
三、思考与作业
四教学后记
F1
O
l1
l2
F2
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1课题 五、机械效率 课时 2课时 课型 新授课
教学目标 通过探究动滑轮,知道有用功、总功、额外功及它们之间的关系.理解机械效率的概念,知道机械效率的计算公式,会进行有关机械效率的计算.知道机械效率的物理意义,知道实际的机械效率不可能是100%.能设计试验,测定某种简单机械的机械效率.
重点难点 重点:有用功、总功、额外功、机械效率的概念.难点:有关机械效率的计算.
教材分析 教材通过探究动滑轮的活动,让学生亲身体会什么是有用功,什么是总功,通过比较有用功和总功的大小,认识机械效率的物理意义.找出提高机械效率的方法.
教学方法 通过探究动滑轮的活动,知道使用机械就要做额外功.通过实验和讨论,认识提高机械效率的主要方法.
教具 单滑轮2个、弹簧测力计、刻度尺、钩码若干、铁架台、细线……
教 学 程 序 设 计 学生活动
一引入课题二教学过程 ①世界上有没有能够省功的机械?②理想情况下(不考虑机械中和摩擦等因素的影响),利用机械做功和直接对物体做功的大小有何关系?③实际生活中,人们利用机械做功和直接对物体做功的大小又有何关系?为什么?(活动)探究使用动滑轮和滑轮组时的做功情况实验器材:注意事项:竖直向上匀速拉动弹簧测力计实验表格:钩码重G/N钩码上升高度h/m对钩码做功Gh/J绳端拉力F/N绳端移动距离s/m手拉绳做的功Fs/J1234①分析表中实验数据可得到什么结论?②产生这一现象的原因是什么 ③活动中几种不同情况的共同目的是什么?对钩码做的这部分功是我们所需要的,称之为有用功.一、有用功:利用机械工作时,对人们有用的功.在提升重物的情况下:W有用 = Gh在上述实验中,钩码被提升到一定高度的同时,动滑轮也被提升,运动过程中还存在着各种摩擦,这样人们在利用机械做功时就不得不多做一部分功,这就是利用机械工作时的额外功.二、额外功:利用机械工作时,并非人们需要而又不得不做的功.额外功主要包括以下两个方面:(1)克服机械自身重力而做的功(2)克服各种摩擦而做的功利用机械工作时,人对机械做的功称之为总功.三:总功:利用机械工作时,人对机械做的功.W纵 = W有用 + W额外通常情况下:W纵 = FsF — 作用在机械上的力s — 在力F的方向上通过的距离在使用机械时,有用功只占总功的一部分.人们总希望有用功在总功中所占的比例越大越好.四、机械效率:有用功与总功的比值.η = W有用 / W纵机械效率通常用百分数来表示[例]用定滑轮提升质量为20kg的物体,所用拉力为220N,当物体升高到2m时,求有用功、总功和定滑轮的机械效率.解:W有用 = Gh = mgh = 20kg×10N/kg×2m=400J W纵 = Fs = 220N × 2m = 440Jη = W有用 / W纵 = 400J / 440J =91%①机械效率有没有可能大于100%?1.机械效率总是小于1通常,起重机的机械效率为40%~50%,滑轮组的机械效率60%~80%,抽水机的机械效率60%~80%.②计算活动中几种不同情况下,动滑轮和滑轮组的机械效率③四种情况下的机械效率是否相同?④机械效率的大小可能与哪些因素有关?⑤怎样提高机械效率?η = W有用 / W纵=W有用 / (W游泳+ W纵)2.提高机械效率的方法:(1)减小额外功(有用功一定的情况下)(2)增大有用功(额外功一定的情况下)对于同一个滑轮组,在滑轮组能够承受的范围内,提升的物体越重,机械效率越高;对于不同的滑轮组,在提升相同重物时,滑轮组的结构越简单,动滑轮越轻,机械效率越高.(课堂练习)课本P22“WWW”1、2 没有相等利用机械做功大于直接对物体做功分析所需器材及待测物理量人拉绳做的功总是大于直接对钩码所做的功动滑轮重、绳重、摩擦…将钩码提升到一定的高度讨论额外功包含哪些方面机械效率50%表示有用功在总功中所占的比值为50%不可能因为有用功总是小于总功不相等动滑轮重、绳重、摩擦、物重讨论提高机械效率的方法及时纠正错误
三、思考与作业
四教学后记
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