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教学设计
苏科版初中物理（九上） 第十一章 简单机械和功
二、功
主讲教师：镇江市外国语学校 段宏
1、 设计思想
功的概念与前面学习的简单机械知识紧密相连，又为后面即将学习的功率、机械效率打下基础。
功的概念比较复杂、抽象，本节课首先让学生回顾已经学过的简单机械，让他们去发现问题。在“探究斜面”的活动中，让学生从探究中体会力和距离之间的关系，引导学生通过对实验数据的分析、总结，让他们认识到在使用简单机械时省力的机械要费距离，省距离的机械要费力，不可能有既省力又省距离的机械。同时知道力与物体在力的方向上通过的距离的乘积是一个差不多的数值，是有物理意义的，我们把这个量定义为机械功，简称功。
通过对生活实例、图片的分析，加深学生对做功的两个必要因素的理解，区分生活中的“工作”和“做工”与机械功的区别，认识在什么情况下、是哪个力在做功。在理解功的物理意义的基础上，能用计算公式解题，了解功的单位。
二、教学准备
教师演示：斜面、小车、弹簧测力计、砝码
学生分组：斜面、小车、弹簧测力计、砝码
三、教学流程
教学过程 教学活动 学生活动 备注
1．课题引入 主讲教师：回顾我们已经学过的简单机械：用笤帚扫地，手臂只需移动较小的距离就可使笤帚在地上扫过一大片，虽费力但省距离；利用动滑轮提升重物，可以省力，但要费距离。这说明了省力的机械要费距离，省距离的机械要费力。那么，有没有一种机械既省力又省距离呢？这节课我们将以斜面为例来深入探究这个问题。 现场学生：思考回答问题。 现场教师可帮助学生回顾一下已经学过的简单机械。
2．探究斜面 ppt课件： （出示图片和问题。）主讲教师：在生活中，工人师傅常用斜面这种机械将货物搬上卡车，那么，利用斜面这种机械提升重物和直接用手提升重物有什么区别，下面我们将通过实验来探究。主讲教师（演示组装斜面，并在斜面上拉动小车及砝码）在这个实验中，我们首先组装好一个斜面。以小车及砝码为研究对象，来比较直接用手提升小车及砝码和利用斜面提升小车及砝码的情况。在这个实验中需要测量哪些物理量，可以解决我们需要探究的问题？拉动小车时要注意什么？现场教师：组织回答问题，并做出简要评价。ppt课件（出示老师提出的问题和答案）我们需要测量小车及砝码的重力G、匀速拉动小车时的拉力F、斜面的长度s、斜面的高度h这几个物理量。斜面的长度是指从斜面底部到小车最终所在位置的距离，测量时要注意使刻度尺平行于斜面，斜面的高度是指从斜面底部到小车最终所在位置的竖直距离。拉动小车时要注意平行于斜面，匀速拉动。主讲教师：请同学们设计好记录实验数据的表格。ppt课件（出示实验表格和实验要求。）主讲教师：请同学们分小组进行实验并将实验数据纪录在表格中。然后分析表格中的数据，你能得出什么结论？现场教师：指导学生进行实验并对实验数据分析﹑归纳。主讲教师：通过对表格中数据的分析，我们发现：用手直接把重为G的物体匀速提升高度h，所用拉力大小等于G，手移动的距离等于h。如果利用斜面完成同样的任务，所用拉力F﹤G，重物通过的距离s﹥h，通过计算可以发现Fs与Gh近似相等。由于在实验过程中，摩擦力是不可避免的，而如果不存在摩擦等因素， Fs则等于Gh。也就是说，在刚才工人师傅用斜面这种机械将货物搬上卡车的过程中，虽然省了力，但是费了距离，而力和距离的乘积没有改变。大量实验表明，使用其他机械也可得到与使用斜面时相似的结论，即没有既省力又省距离的简单机械。 现场学生：带着问题进入到本节课的学习。现场学生：观察﹑了解实验课题。现场学生：思考﹑回答问题。现场学生：分小组设计表格。现场学生：以小组为单位分工合作进行实验。 实际数据应该是Fs略大于Gh，现场教师要指导学生对数据进行详细的分析。
3．功的概念 ppt课件（出示功的定义和计算公式） 主讲教师：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，物理学中称这一乘积为机械功，简称功。用W表示功，F表示力，s表示物体在力的方向上通过的距离．功的计算公式为W=Fs。ppt课件（出示功的单位和1J大小的图片）主讲教师：我们已经知道，在国际单位制中，力的单位是牛，距离的单位是米，那么功的单位就应该是牛·米。为了纪念英国物理学家焦耳对科学的巨大贡献，牛·米有一个专门的名称——焦耳，符号：J，1J=1N·m。那么，1J的功到底有多大呢？从地上拿起一只约50g的鸡蛋，并把它缓缓举过头顶，大约提升了2 m，做的功大约为1J。 现场学生：思考理解功的概念。 这里关键是让学生知道物理学中的“功”是一个有意义的物理量，区别与生活中的“工作”和“做工”。
4．判断有没有做功 ppt课件（出示做功的两个必要条件的画面）根据功的定义和公式，物理学中的对物体做功可不等同于生活中的“工作”或者“做工”，他必须满足两个必要条件：一是物体要受力的作用，二是物体要在力的方向上通过一定距离。判断是否对物体做功，这两个必要条件缺一不可。ppt课件（出示力对物体没有做功的几种情况的画面）在下列三种常见的情况中，力对物体没有做功：1.物体受力的作用，但在力的方向上没有通过一定距离，例如举重运动员将杠铃举在头顶稳稳地停留3s的过程中；2.物体由于惯性通过了一段距离，但在运动方向上没有受到力的作用，例如，小球从斜面上滚下来，在光滑水平面上滚动一段距离的过程中；3.物体受到的力的方向与物体运动的方向始终垂直，例如人肩上扛着重物，在水平路上匀速前进了一段距离。那么，在你的周围你发现有哪些做功的例子？说出来大家交流一下，看谁对生活观察得最仔细？ppt课件（出示判断力对物体没有做功的问题和图片）请同学们判断在如图所示的几种情景中，人做功了吗？为什么？司机用力推汽车，但汽车纹丝不动；学生背着书包在水平路面上匀速前进；足球在草地上滚了一段距离； 女孩把一箱报刊搬起来。现场教师：组织、指导学生进行交流讨论并回答。 现场学生：思考老师提出的问题并进行交流。现场学生：判断力对物体有没有做功。 这里要强调做功一定是某个力对物体做功。
5．关于功的计算 ppt课件（出示例题及解答）主讲教师：一起来看这样一条例题，陈杰同学将质量为10kg的水桶从离井口3m深处提到井口（如图所示）.在这一过程中,陈杰对水桶做了多少功 解答这个问题关键是要弄清楚陈杰在提水桶的过程中，对水桶的拉力大小等于水桶的重力，用公式计算是98N，水桶在拉力的方向上移动的距离是3m，最后带入功的计算公式进行计算得出陈杰对水桶做的功为294J。现场教师： 现场学生：思考例题。
6．小结 ppt课件（出示小结）主讲教师：本节课我们从探究斜面的活动出发，在体会到简单机械给人们带来方便和快捷的同时，通过对实验数据的分析、总结，认识到不可能有既省力又省距离的机械，同时了解力和物体在力的方向上通过的距离的乘积是有物理意义的量，即物理学中的“做功”。利用功的概念我们可以判断是否对物体做了功，以及计算做了多少功。ppt课件（出示思考题）最后，请同学们思考完成这样一个问题。如图所示，在平地上，用50N的水平推力推动重100N的箱子，前进了10m，推箱子的小朋友做了多少功？如果把这个箱子匀速举高1.5m，他做了多少功？ 现场学生：回顾所学知识、思考并交流课堂的收获。现场学生：思考例题。
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教学设计
苏科版初中物理（九上） 第十一章 简单机械和功
二、滑轮
主讲教师：镇江市外国语学校 段宏
1、 设计思想
“滑轮”是初中物理力学中比较重要的一种简单机械，它是在同学们学习了杠杆后，对一些变形的杠杆的进一步认识，对生活中现象的进一步观察和应用。由于滑轮按使用情况可以分为定滑轮、动滑轮和滑轮组，而且学生对滑轮组的绕线及段数的判断不容易理解。为了降低坡度，分散教学难点，我们让学生始终处于问题的氛围中，去猜想、去设计实验验证，并和其他的同学交流讨论，学生在自评、互评、教师评价的热烈情境中，不知不觉加深了对知识的理解。
我们采用“问题——实验——交流”的物理课堂教学模式。它是在教师的引导下，学生根据对身边物理现象的已有观察和对生产技术的已有感性认识去发现问题，提出假设和猜想，进而自行设计实验、验证假设、交流评价，最后归纳出物理概念和规律的一系列教学活动，从而使学生把科学知识的获得与思维能力的培养有机的结合起来，主动获得对科学的理解，达到获取物理知识、培养创造能力和实践能力的一种探究性教学模式。
二、教学准备
教师演示：滑轮（2个）、铁架台、细线、钩码
学生分组：滑轮（2个）、铁架台、细线、钩码
三、教学流程
教学过程 教学活动 学生活动 备注
1．课题引入 主讲教师：先请同学们观看一段视频。ppt课件：（出示起重机起吊重物的视频）主讲教师：起重机能够很方便而轻松地将重物提升上去，可能是什么起了作用？现场教师：组织学生回答问题。同学们一定猜到了是滑轮，今天这节课我们就来共同探究有关滑轮的知识。ppt课件：出示课题。 现场学生：思考回答问题。
2．认识两种滑轮 主讲教师：请同学们仔细观察课桌上滑轮的结构，你能说出它的构造特点吗？ 现场教师：组织学生观察滑轮、回答问题，并做出简要评价。主讲教师：同学门一定注意到了滑轮是周边有槽，可以穿绳，轴间摩擦比较小的小轮。在使用中，滑轮能绕轴转动。你能谈谈生活中还有哪些地方应用到滑轮吗？现场教师：组织回答问题，并做出简要评价。主讲教师：正如同学们所说到的，滑轮在生活中的应用还是十分广泛的。例如我们校园里旗杆的顶部，大厦的电梯中都装有滑轮。ppt课件：（出示旗杆顶部和电梯滑轮的示意图。）主讲教师：（分别出示一个滑轮、绳、钩码）采用一个滑轮和绳将重物提升到高处，你有什么方法？请同学们用桌面上的钩码替代重物分小组试一试，相信你们一定会成功的。现场教师：组织指导学生分小组尝试用一个滑轮提升重物。主讲教师：相信同学们一定找到了滑轮的这样两种使用方法：在使用滑轮的过程中，轴心位置固定不移动的滑轮是定滑轮；轴心位置可以随重物一起移动的滑轮是动滑轮。ppt课件：（出示定滑轮和动滑轮的示意图。） 现场学生：观察滑轮并回答问题。现场学生：思考回答问题。现场学生：分小组尝试用一个滑轮提升重物。 如果学生缺乏生活经验，现场教师可作适当提示。现场教师要放手让学生尝试。
3．探究使用定滑轮和动滑轮的特点 主讲教师：同学们刚才在使用这两类滑轮提起同一个钩码时，感觉手的拉力是否相同？定滑轮和动滑轮在使用过程中到底有怎样的特点，下面我们将通过实验来探究。先来探究使用定滑轮的特点。先请同学们按图所示的方式组装定滑轮，在它的左侧挂上钩码，竖直向下拉弹簧测力计，使钩码保持平衡状态，读取弹簧测力计的示数，看一看这个示数与钩码所受重力的大小有何关系？再分别改变弹簧测力计拉力的方向和钩码的个数，情况又如何？把你在实验中测得的数据填在表格中并与同学们交流？通过实验，你能发现使用定滑轮有什么特点？ppt课件：（出示实验操作方法及实验表格的图片）现场教师：组织、指导学生进行分组实验、交流讨论并归纳结论。主讲教师：通过实验，同学们一定得到了使用定滑轮不省力也不费力，但可以改变拉力的方向这样的特点。ppt课件：（出示实验结论）主讲教师：下面我们用和探究定滑轮使用特点同样的方法，来探究动滑轮的使用特点。如图组装好动滑轮后，竖直向上拉弹簧测力计，使钩码保持平衡状态，读取弹簧测力计的示数。看一看这个示数与钩码所受重力的大小有何关系？改变钩码的个数，情况又如何？把你在实验中测得的数据填在表格中并与同学们交流？通过实验，你能发现使用动滑轮有什么特点？ppt课件：（出示实验操作方法及实验表格的图片）现场教师：组织、指导学生进行分组实验、交流讨论并归纳结论。主讲教师：通过实验，同学们一定得到了使用动滑轮可以省一半的力，但不可以不改变力的方向这样的实验结论。ppt课件： （出示实验结论） 现场学生：分组实验探究，填写实验结论。现场学生：分组实验探究，填写实验结论。 现场教师应提示学生实验误差的客观存在。
4．利用杠杆原理分析使用定滑轮和动滑轮的特点 主讲教师：外形相同的滑轮,为什么由于使用方法的不同,出现了如此不同的作用 回忆已学过能产生滑轮这样效果的简单机械有什么呢？大家一定都想到是杠杆。那么滑轮在使用过程中可不可以看作是杠杆模型呢？(演示用定滑轮提升重物)注意老师用定滑轮提升重物。我们发现，定滑轮在使用中，整个轮子是在力的作用下绕着圆心转动的。定滑轮的实质是个等臂杠杆。从杠杆平衡角度分析：使用定滑轮时，它的支点在圆心，动力臂和阻力臂都是轮的半径。用弹簧测力计拉定滑轮时，力无论沿竖直向下拉、水平横拉、斜拉时均是等臂杠杆，因此，使用定滑轮与不使用定滑轮而直接用手去提拉物体，用力的大小是相等的，即使用定滑轮不省力。ppt课件： （定滑轮和动滑轮的杠杆示意图）主讲教师： (演示用动滑轮提升重物)再注意观察老师用动滑轮提升重物。动滑轮的支点在这个位置，注意看图。所以动滑轮的实质是动力臂是阻力臂二倍的杠杆．从杠杆平衡角度分析：使用动滑轮时动力是阻力的一半。从力的平衡角度分析：使用动滑轮提升重物时，两段绳子向上的拉力之和等于重物的重力，简单说，是两段绳子承担总重，每段绳子只承担总重的一半，所以使用动滑轮省一半力．
5．滑轮组 主讲教师：使用定滑轮时不能省力但能改变力的方向，使用动滑轮时能省力但不能改变力的方向。你能将一个动滑轮和一个定滑轮组合在一起使用，使它们既可以省力，又可以改变施力方向吗？现场教师：组织、指导学生进行分组组装滑轮组。主讲教师：同学们是不是得到了滑轮组的两种组装方法。如（a）图所示重物由三段绳子吊着，每段绳子承担物重的三分之一。用这个滑轮组提升重物，只要用三分之一物重的力就可以了。也就是说用滑轮组起吊重物时，滑轮组用几段绳子吊物体，提起物体的力就是物重的几分之一。但是，用（a）图这样的滑轮组虽然省力多了，但是仍然没有改变力的方向。而用(b) 图这样的滑轮组才能做到既省力，又改变力的方向，那么，请大家思考：用(b) 图这样的滑轮组起吊重物时，拉力和物重是什么关系呢？ppt画面：（出示滑轮组两种组装方式的图片）现场教师：指导学生回答问题。 现场学生：分组组装滑轮组。实验。现场学生：思考、回答问题。 这个实验难度较大，现场教师要适当提示、指导。
6．小结 主讲教师：今天这节课，我们一直在和滑轮打交道。现在，滑轮也想和大家说几句话呢。同学们,我是滑轮,在今后的学习中,你们会经常看到我的身影,人们利用我可以改变力的方向,可以省力,还可以既省力又改变力的方向,还可以和其它的机械组合在一起,同学们,你们明白了吗 最后，请同学们阅读生活·物理·社会中有关轮轴和斜面这两种简单机械的知识，了解它们在生活中的应用。ppt课件：（出示轮轴和斜面的图片） 现场学生：阅读课本、思考并交流课堂的收获。 图、文、声并茂的小故事，通过人性化的语言,营造和谐、愉悦的课堂氛围,从中感受学习的快乐,在兴趣的激发下完成教学内容。
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苏科版初中物理(9上) 第十一章 简单机械和功
四、功率
主讲教师：海门市东洲中学 滕玉英
一、教学思路
本节教材主要介绍了：功率的定义、计算公式、单位，估测功率的方法。就课堂教学而言，主要由五个活动组成。
教学中首先通过实例分析，使学生认识到做功不仅有多有少，而且有快有慢，进而引出“功率”这一物理量；接着通过与“速度”这一物理量的定义方法的类比,从而引出功率的物理意义,推导出功率的计算公式；在介绍功率的单位瓦特时,介绍瓦特的生平,激发学生的学习热情,强化学生振兴中华的使命感和责任感；通过一些物体功率的介绍,使他们了解一些生活中常见物体的功率,从而增加关于功率大小的感性认识；通过估测人体的功率的活动，让学生在学习物理知识的同时激发学习的兴趣和求知欲，在解决问题的探究过程中获得成功的喜悦。
教学中采用学生自主学习与小组活动相结合的方式，可以让学生对物理量的建立过程有清楚地认识，进而体会到做功多不等于功率大，科学地理解功率的物理意义。
二、教学准备
教师：ppt课件
学生：体重计、秒表、刻度尺
三、教学流程
教学过程 教师活动 学生活动 备注
（一）、引入——创设情境 引出课题 一、新课导入师：请同学们思考两个问题(ppt)，通过这两个问题的解决你有什么发现？问题1：小明的教室在五楼，通常上楼需要1.5min，一次他跑步上楼只用了40s，请问：⑴小明在两种情况下，做的功是否相同？⑵你认为这两种上楼方法从物理的角度思考，有什么不同？问题2：有一堆沙子约1t，要送到七楼上去，一种方法是把它们装在桶里，一桶一桶的抬上去；另一种方法使用小型塔吊一次吊到七楼。你认为两种情况下，对沙子做功是否相同？说出你的理由。用这两种方法运送沙子，所用的时间是否相同？哪一个快？ 学生观察、思考、讨论生：做功不仅有多有少，而且有快有慢 使学生产生疑问，激发学习的兴趣。
（二）新课教学 二、关于功率的概念师：为了描述做功的快慢，需要引进一个新的物理量---功率师：结合速度的定义、计算和单位，请同学们通过小组活动、利用类比迁移的方法完成下列表格(ppt)。物理量速度功率物理意义表示物体运动快慢定义单位时间内运动的路程计算公式V=s/t单位m/s km/h师：J/S在国际单位制中叫瓦特,简称瓦(瓦特：英国工程师、发明家) ，用符号W表示。1W=1J/s在工程技术中，功率常用的单位还有：千瓦（kW）、兆瓦（MW）换算关系：1kW=103W 1MW=106W 三、介绍一些常见物体的功率：师：请大家观看图片(ppt)，了解一些物体的功率，记住人平时骑自行车的功率约为60～80W.四、设计、实施估测人的功率的实验师：在现代生活中，在制定健身训练计划时，常常要测出在正常情况下人的功率。在学校里，我们可以利用台阶进行测量。请同学根据学过的知识回答(ppt)： ⑴需要测量哪些物理量，可以测出人的功率？ ⑵所需要的测量工具是什么？ ⑶计算功率的表达式是怎样的？ ⑷设计出记录表格实验次数重力G/N台阶数n一级台阶高度h/m时间t/s功率P/W123师：请同学们相互合作，测量在不同情况下人的功率。师：请同学们思考两个问题（ppt）：⑴还有哪些简便的方法可以测出人的功率？（如跳绳、跑步等）⑵健身教练为什么能通过音乐节奏的变化来控制学员的运动量？生：（略）师：根据功的定义式W=FS、功率的定义式P=W/t推导计算功率的另一公式：五、例题（ppt）例1．下列说法中正确的是 （ ）A．物体做的功越多，则功率就越大B．物体做功的时间越短，则功率越大C．在相同的时间内做的功越多，功率越大D．功率越大，则做功越多 例2．在中考体育达标“跳绳项目”测试中，燕燕同学1min跳了120次，每次跳起的高度约为4cm，若她的质量为50kg，则她跳一次做的功约为_______J，她跳绳的平均功率约为_______W。(g=10N／kg)解题过程：该同学的体重G=mg=50kg×10N/kg=500N她跳一次做的功约为W=FS=Gh=500N×0.04m=20J她跳绳的平均功率约为P=W/t=120×20J/60s=40W六、课堂巩固（ppt）：1．下列说法正确的是 （ ）A．功率越大的机器做功越多B．功率越大的机器做功越快C．功率越大的机器做功时间越短D．功率越大的机器做功越慢2．如右图所示，是甲、乙两个物体做功与所需时间的关系图像。由图可知，甲物体的功率P甲与乙物体的功率P乙相比较，正确的是 （ ） A．P甲＜P乙 B．P甲＞P乙 C．P甲=P乙 D．无法比较确定3．一辆功率为45kW的汽车，以72km/h的速度在平直公路上匀速行驶30km，求汽车受到的阻力。4．某人用如图所示的牵引装置来锻炼关节的功能，重物的质量为3kg，若小腿拉绳使重物在3s内匀速上升0.5m，求：①小腿对绳的拉力。②绳拉重物的功率。 生：1．用功率可以表示做功的快慢 2．单位时间内做的功叫做功率。用字母P来表示。3．功率的计算公式：4．功率的单位：J/S 换算关系，请学生回答。学生思考、讨论生：⑴人的重力或质量G、一级台阶的高度h、跳过的台阶数n、所用的时间t⑵弹簧测力计（或磅秤）、秒表、刻度尺⑶学生分小组活动答： C答:：2400J、40W【答】本题选 B【答】①拉力：F=29.4N ②功率：P=4.9W 用速度类比功率，迁移出定义、计算和单位，使学生感受到物理量的定义方法——比值法通过估测人体的功率的活动，让学生在学习物理知识的同时激发学习的兴趣和求知欲，在解决问题的探究过程中获得成功的喜悦。
（三）、课堂小结 师：通过今天的学习，同学们有哪些收获？还有什么困惑？ 回答，教师评价
（四）、课后实践与思考 课本P38 ⑴⑵⑶课课练 课后实践与思考
t/s
W/J
甲A
乙
O
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教学设计
苏科版初中物理（九上） 第十一章 简单机械和功
二、功
主讲教师：镇江市外国语学校 段宏
1、 设计思想
功的概念与前面学习的简单机械知识紧密相连，又为后面即将学习的功率、机械效率打下基础。
功的概念比较复杂、抽象，本节课首先让学生回顾已经学过的简单机械，让他们去发现问题。在“探究斜面”的活动中，让学生从探究中体会力和距离之间的关系，引导学生通过对实验数据的分析、总结，让他们认识到在使用简单机械时省力的机械要费距离，省距离的机械要费力，不可能有既省力又省距离的机械。同时知道力与物体在力的方向上通过的距离的乘积是一个差不多的数值，是有物理意义的，我们把这个量定义为机械功，简称功。
通过对生活实例、图片的分析，加深学生对做功的两个必要因素的理解，区分生活中的“工作”和“做工”与机械功的区别，认识在什么情况下、是哪个力在做功。在理解功的物理意义的基础上，能用计算公式解题，了解功的单位。
二、教学准备
教师演示：斜面、小车、弹簧测力计、砝码
学生分组：斜面、小车、弹簧测力计、砝码
三、教学流程
教学过程 教学活动 学生活动 备注
1．课题引入 主讲教师：回顾我们已经学过的简单机械：用笤帚扫地，手臂只需移动较小的距离就可使笤帚在地上扫过一大片，虽费力但省距离；利用动滑轮提升重物，可以省力，但要费距离。这说明了省力的机械要费距离，省距离的机械要费力。那么，有没有一种机械既省力又省距离呢？这节课我们将以斜面为例来深入探究这个问题。 现场学生：思考回答问题。 现场教师可帮助学生回顾一下已经学过的简单机械。
2．探究斜面 ppt课件： （出示图片和问题。）主讲教师：在生活中，工人师傅常用斜面这种机械将货物搬上卡车，那么，利用斜面这种机械提升重物和直接用手提升重物有什么区别，下面我们将通过实验来探究。主讲教师（演示组装斜面，并在斜面上拉动小车及砝码）在这个实验中，我们首先组装好一个斜面。以小车及砝码为研究对象，来比较直接用手提升小车及砝码和利用斜面提升小车及砝码的情况。在这个实验中需要测量哪些物理量，可以解决我们需要探究的问题？拉动小车时要注意什么？现场教师：组织回答问题，并做出简要评价。ppt课件（出示老师提出的问题和答案）我们需要测量小车及砝码的重力G、匀速拉动小车时的拉力F、斜面的长度s、斜面的高度h这几个物理量。斜面的长度是指从斜面底部到小车最终所在位置的距离，测量时要注意使刻度尺平行于斜面，斜面的高度是指从斜面底部到小车最终所在位置的竖直距离。拉动小车时要注意平行于斜面，匀速拉动。主讲教师：请同学们设计好记录实验数据的表格。ppt课件（出示实验表格和实验要求。）主讲教师：请同学们分小组进行实验并将实验数据纪录在表格中。然后分析表格中的数据，你能得出什么结论？现场教师：指导学生进行实验并对实验数据分析﹑归纳。主讲教师：通过对表格中数据的分析，我们发现：用手直接把重为G的物体匀速提升高度h，所用拉力大小等于G，手移动的距离等于h。如果利用斜面完成同样的任务，所用拉力F﹤G，重物通过的距离s﹥h，通过计算可以发现Fs与Gh近似相等。由于在实验过程中，摩擦力是不可避免的，而如果不存在摩擦等因素， Fs则等于Gh。也就是说，在刚才工人师傅用斜面这种机械将货物搬上卡车的过程中，虽然省了力，但是费了距离，而力和距离的乘积没有改变。大量实验表明，使用其他机械也可得到与使用斜面时相似的结论，即没有既省力又省距离的简单机械。 现场学生：带着问题进入到本节课的学习。现场学生：观察﹑了解实验课题。现场学生：思考﹑回答问题。现场学生：分小组设计表格。现场学生：以小组为单位分工合作进行实验。 实际数据应该是Fs略大于Gh，现场教师要指导学生对数据进行详细的分析。
3．功的概念 ppt课件（出示功的定义和计算公式） 主讲教师：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，物理学中称这一乘积为机械功，简称功。用W表示功，F表示力，s表示物体在力的方向上通过的距离．功的计算公式为W=Fs。ppt课件（出示功的单位和1J大小的图片）主讲教师：我们已经知道，在国际单位制中，力的单位是牛，距离的单位是米，那么功的单位就应该是牛·米。为了纪念英国物理学家焦耳对科学的巨大贡献，牛·米有一个专门的名称——焦耳，符号：J，1J=1N·m。那么，1J的功到底有多大呢？从地上拿起一只约50g的鸡蛋，并把它缓缓举过头顶，大约提升了2 m，做的功大约为1J。 现场学生：思考理解功的概念。 这里关键是让学生知道物理学中的“功”是一个有意义的物理量，区别与生活中的“工作”和“做工”。
4．判断有没有做功 ppt课件（出示做功的两个必要条件的画面）根据功的定义和公式，物理学中的对物体做功可不等同于生活中的“工作”或者“做工”，他必须满足两个必要条件：一是物体要受力的作用，二是物体要在力的方向上通过一定距离。判断是否对物体做功，这两个必要条件缺一不可。ppt课件（出示力对物体没有做功的几种情况的画面）在下列三种常见的情况中，力对物体没有做功：1.物体受力的作用，但在力的方向上没有通过一定距离，例如举重运动员将杠铃举在头顶稳稳地停留3s的过程中；2.物体由于惯性通过了一段距离，但在运动方向上没有受到力的作用，例如，小球从斜面上滚下来，在光滑水平面上滚动一段距离的过程中；3.物体受到的力的方向与物体运动的方向始终垂直，例如人肩上扛着重物，在水平路上匀速前进了一段距离。那么，在你的周围你发现有哪些做功的例子？说出来大家交流一下，看谁对生活观察得最仔细？ppt课件（出示判断力对物体没有做功的问题和图片）请同学们判断在如图所示的几种情景中，人做功了吗？为什么？司机用力推汽车，但汽车纹丝不动；学生背着书包在水平路面上匀速前进；足球在草地上滚了一段距离； 女孩把一箱报刊搬起来。现场教师：组织、指导学生进行交流讨论并回答。 现场学生：思考老师提出的问题并进行交流。现场学生：判断力对物体有没有做功。 这里要强调做功一定是某个力对物体做功。
5．关于功的计算 ppt课件（出示例题及解答）主讲教师：一起来看这样一条例题，陈杰同学将质量为10kg的水桶从离井口3m深处提到井口（如图所示）.在这一过程中,陈杰对水桶做了多少功 解答这个问题关键是要弄清楚陈杰在提水桶的过程中，对水桶的拉力大小等于水桶的重力，用公式计算是98N，水桶在拉力的方向上移动的距离是3m，最后带入功的计算公式进行计算得出陈杰对水桶做的功为294J。现场教师： 现场学生：思考例题。
6．小结 ppt课件（出示小结）主讲教师：本节课我们从探究斜面的活动出发，在体会到简单机械给人们带来方便和快捷的同时，通过对实验数据的分析、总结，认识到不可能有既省力又省距离的机械，同时了解力和物体在力的方向上通过的距离的乘积是有物理意义的量，即物理学中的“做功”。利用功的概念我们可以判断是否对物体做了功，以及计算做了多少功。ppt课件（出示思考题）最后，请同学们思考完成这样一个问题。如图所示，在平地上，用50N的水平推力推动重100N的箱子，前进了10m，推箱子的小朋友做了多少功？如果把这个箱子匀速举高1.5m，他做了多少功？ 现场学生：回顾所学知识、思考并交流课堂的收获。现场学生：思考例题。
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江苏科学技术出版社 义务教育课程标准实验教科书 物理 9年级上册
第十一章 第一节 杠杆
江苏省锡山高级中学 许帮正 邮编：214174
[设计思想]
从学科的角度而言，杠杆是一种简单机械。从认知的角度而言，杠杆是一种模型。遵循“从生活走向物理，从物理走向社会”的设计理念并考虑学生对模型的认知规律。本课在设计时首先通过实物创设认知表象，通过对表象的归纳建立认知图式，建构杠杆模型。再利用生活中杠杆的应用实例，引入杠杆平衡条件研究的必要性，在此基础上组织学生进行杠杆平衡条件的研究并得出杠杆平衡条件。最后结合杠杆平衡条件探讨杠杆的分类及科学使用问题。通过上述教学安排，以期学生达成如下学习目标。
1、能在实际场景中识别杠杆、能说出与杠杆有关的名词。
2、会画出杠杆中的力和力臂的图示。
3、经历探究杠杆平衡条件的过程并得到杠杆的平衡条件。
4、能用杠杆的平衡条件对杠杆进行分类并描述实际问题。
[教学准备] 钉有图钉的木块、螺丝刀、垫木、老虎钳、羊角锤、杠杆、钩码、弹簧测力计、铁架台等。
[教学过程]
教学流程 主讲教师活动 现场教师活动 学生活动 备注
课题引入 （讲）人有一双灵巧的手，但是人力是有限的。（出示）钉有图钉的木块。请学生尝试用手拔出图钉。（讲）如果我们有一些工具可能操作起来就比较方便了。（出示）螺丝刀、垫木、老虎钳、羊角锤。让学生选择器材尝试操作。 组织学生选择器材拔图钉。 用手不能拔出。用螺丝刀将图钉“撬”出。 “从生活走向物理”，引语隐含机械的作用。
认识杠杆 （问题1）螺丝刀在撬图钉时做何种运动？（问题2）生活中还有类似的工具吗？（PPT演示）用撬棒撬石头、跷跷板、压水井。（讲）在物理学中，将一根在力的作用下可以绕一固定点转动的硬棒称作杠杆。这个固定点叫做杠杆的支点。 （问题3）作用在杠杆上的力的作用效果是使杠杆发生转动。这种效果可能同哪些因素有关呢？（出示）撬棒撬石头。（讲）以撬石头为例，石头对杠杆产生的阻碍杠杆转动的力阻力F2的大小；人对杠杆施加的使杠杆转动的力动力F1的大小。（问题4）还有什么因素会影响撬棒转动效果呢 ？（实验）图中F1 、F2均能使杠杆处于平衡状态， 老虎钳剪钢丝；羊角锤拔铁钉等演示实验组织学生思考实验演示 在老师的引导下归纳：螺丝刀在力的作用下围绕固定的点转动。参与分析并讨论。 突出“转动”和围绕“固定的点”通过列举实物构建认知图式，逐步构建杠杆模型。
教学流程 主讲教师活动 现场教师活动 学生活动 备注
认识杠杆 （问题5）仔细寻找一下，它们有什么共同点呢？（归纳）支点O到F1和F2的垂直距离相等。在物理学中把支点到力的作用线的垂直距离叫做力臂。 （问题6）请画出跷跷板、压水井中力臂图示（问题7）压水井中动力F1的大小由什么决定？ 猜想：动力臂L1；阻力F2，阻力臂L2。（讲）使用机械时，我们往往需要定量的计算。为了便于获得定量的规律，我们让杠杆处于静止状时进行研究。当杠杆处于静止状态时，我们就说杠杆处于平衡状态。 组织学生思考书本相关内容组织学生作图并纠错 讨论分析学生作图 通过探究，了解决定转动效果的另外一种重要因素：力臂，从而突破难点。加深对杠杆要素的理解。
探究杠杆平衡条件 （出示）实验器材。钩码、杠杆、弹簧测力计、铁架台。如图。思考题：为了便于读取力臂，图中杠杆应该在 位置平衡（讲）实验中，我们在杠杆的左端挂上钩码，在杠杆的右端用弹簧测力计竖直向下拉动，使杠杆维持水平平衡；实验中将钩码施加的力定为阻力，将弹簧测力计施加的力定为动力。实验步骤步骤一：调节平衡螺母，使杠杆处于水平平衡状态。 （注意：实验过程中不再调节平衡螺母）步骤二：选定钩码和弹簧测力计的位置，改变钩码的数目，观察弹簧测力计的示数变化。读出一组数据记入表格中。实验小结1：动力臂、阻力臂不变，增大阻力，则动力 。步骤三：保证钩码的数量和位置不变，改变弹簧测力计的位置，弹簧测力计的示数有何种变化？读出一组数据记入表格中。实验小结2：阻力及阻力臂不变，动力臂增长，则动力 。步骤四：钩码数量和弹簧测力计的位置保持不变，改变钩码的位置，弹簧测力计的示数有何变化？读出一组数据记入表格中。实验小结3：阻力及动力臂不变，阻力臂越短。则动力 参考数据：测量序号F1/NL1/cmF2/NL1/cmF1 L1/NcmF2L2/Ncm①410220② 220 220③ 120 210（问题8）分析比较表中的数据，你能发现杠杆平衡时，动力 指导学生安装实验器材按照步骤说明进行同步演示，并组织学生进行实验。指导学生读数并填表并进行实验小结。 讨论并在教师的指导下得出：应该保持杠杆在水平位置平衡。实验操作并根据实验结果进行实验小结。小结1：增大；小结2：减小；小结3：减小。 探究主要由学生完成。为提高探究的效度教师在探究方法及探究内容上给予针对性的指导。探究中以杠杆的有关名词来阐述探究的结果，一是强化杠杆模型，另一方面引导学生应用物理语言。
教学流程 主讲教师活动 现场教师活动 学生活动 备注
探究杠杆平衡条件 F1、、动力臂L1、阻力F2、阻力臂L2之间有何关系吗？（问题9）结合实验数据，我们能对杠杆的使用进行简单的分类吗？它们各自的特点是什么？小结：杠杆可以分为三类： 附： 杠杆分类表力臂关系力的大小特 点应用举例L1 ＜L1F1 ＞F2省力杠杆老虎钳L1 ＝L1F1 ＝F2等臂杠杆跷跷板L1 ＞L1F1 ＜F2费力杠杆食物夹其中费力杠杆可以减少动力点移动的距离。（讲）杠杆的平衡条件也被称为杠杆原理。它揭示了我们在使用杠杆类机械时所用到的力学规律。（讲2）这是一条古老的定律，这条物理规律最早是由古西腊的学者阿基米德(公元前287-前212)总结出的。为了形象地说明它的价值，阿基米德曾说“只要给我一个支点，我就可以移动地球”。 组织学生讨论。指导学生比较力臂的长度和力的大小 归纳得出杠杆的平衡条件F1 L1= F2L2在老师的引导下比较得出杠杆分类和特点。 通过归纳、比较和对杠杆进行分类，更好地理解杠杆的平衡条件。
杠杆平衡条件的应用 （问题1）你能对下列杠杆进行分类吗？见书本第5页图11-6。（问题2）探讨生活中的剪刀。（问题3）弹簧测力计能测大像的重吗？ 播放：杠杆 组织学生讨论 学生讨论做答，教师点评。 强化对杠杆平衡条件的理解、拓宽知识视野
本课小节 （出示）本节概念图课后作业：1、阅读书本第7页内容，找出三处人体中的杠杆，并说明种类。2、完成书本“WWW”内容。 指导学生做概念图并阐述概念内容批阅作业，矫正作业中的错误 构图并回答图中的内容 系统疏理知识并进行相关应用巩固，构建知识体系。
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教学方案
苏科版物理（9上）第十一章 简单机械和功
五、机械效率
主讲教师：东洲中学 滕玉英
一、设计思路：
本节的教学内容是在学习了功及功率内容的基础上，进一步讨论利用机械对物体做功的一种实际情况。教学难点是引入机械效率的概念，重点是正确理解有用功、额外功的含义。
本节教学的设计思路是：（一）、还学生学习主动性，引导学生设计实验，设计表格，动手操作，收集数据，处理信息，得出结果，再去发现，再做深入探究，让学生在亲身体验中领悟有用功、额外功、总功等抽象概念，理解机械效率的意义。（二）、活化学生已知，创设问题情景，降低思维起点，注重搭建教学梯度，分解学习难度，逐步拓展思维力度，让学生不仅获得“跳一跳，摘得到”的成功体验，而且逐步培养学生解决具体问题的能力。
二、教学准备：教师：动滑轮提升钩码实验装置
学生：铁架台，细线，动滑轮，钩码，弹簧测力计，刻度尺
三、教学流程
（一）创设情景，引出问题
师：边演示边设问：同学们，用动滑轮提升物体（如图1），手拉绳子做功了吗？动滑轮对物体做功了吗？他们都做了功，两者相等吗？
生：思考与猜测，并说明理由。
师：需要什么仪器？怎样通过实验验证你的猜测？
生：思考后回答，（如图1），分别用弹簧测力计测出物重G、手的拉力F，用刻度尺测出物体上升的高度h、手移动的距离s；再根据功的计算公式，分别计算出动力对绳子做的功（W＝F·S），动滑轮提升重物做的功（W＝G·h），两者相比较就可以知道“两功”是否相等。
师：方法设计得很好，为了便于记录实验数据，请同学们自己先尝试设计实验表格。
生：独立设计,然后相互交流,补充完整。（请一位同学上黑板设计）.
实验次数 钩码重G/N 动力F/N 钩码上升高度h/m 手移动的距离s/m 手做的功w/J 对钩码做的功w’/J
1
2
3
师：实验时，为了减小误差，要注意尽量竖直向上缓慢匀速拉动弹簧测力计，读出示数。用刻度尺测钩码上升距离后，你能不能马上就知道手移动的距离呢？
生：根据绳子股数得到s=n﹒h
师：下面请学生分组实验，在动滑轮下挂不同的钩码数目，分别测量数据。比一比，哪组既快又好，先做好地把数据记录表格中。
（二）活动：再探动滑轮
生：分组实验。
师：（教师查巡、指导）
生：实验数据记录表格中
实验次数 钩码重G/N 动力F/N 钩码上升高度h/m 手移动的距离s/m 手做的功w/J 对钩码做的功w’/J
1 1 0．8 0．1 0．2 0．16 0．1
2 2 1．2 0．1 0．2 0．24 0．2
3 3 1．6 0．2 0．4 0．64 0．6
师：从实验数据及计算结果，你发现了什么？
生：发现手的拉力对绳子做的功大于动滑轮提升物体做的功。
师：为什么手的拉力（即动力）对绳子做的功大于动滑轮提升物体做的功呢？
生：（讨论分析、教师引导）利用动滑轮提升重物做功时，除了克服重物本身的重力做功外，还必须克服动滑轮的重力、绳重及摩擦力而多做功。
（三）、揭示概念：有用功、额外功、总功、机械效率
师：在上面的实验中，用动滑轮将钩码提升至一定的高度，手的拉力（即动力）所做的功，一方面克服钩码重做功，即达到我们目的做功，我们称之为有用功（W有用），另一方面，还要克服动滑轮本身的重、绳重及摩擦力做功，即我们不想做、但只要使用它，又不得不做的功，称之为额外功（W额外）。手（动力）所做的总的功等于克服全部阻力所做的功，叫做总功（W总）。即W总＝W有＋W额。由于W额的存在，手的拉力对绳子做的功大于动滑轮提升物体做的功。
不管是动滑轮，还是其他简单机械，实际生活中力做功，都伴随着有用功和额外功的存在。
请学生判断，右图中分别用三种方式把沙子提到装修的楼上去，哪些是有用功？哪些是额外功？总功？
生：思考后回答巩固。
师：在使用机械时，有用功只占总功的一部分，我们总希望有用功在总功中所占的比值越大越好（或额外功所占的比值越小越好）。比值的高低是机械性能优劣的重要标志之一。如何比较呢？请学生试试。
师：物理上就用有用功在总功中所占比值的大小反映机械性能优劣，引入了新的物理量，就叫机械效率，用η来表示
师：由机械效率的含义，我们能否写出它的表示式？
生：（讨论、分析得出：）
师：请同学们计算出分组实验所用动滑轮提升重物时的机械效率大小。
生：（分组计算分析、讨论）交流机械效率的大小。
（四）深入探究
师：从计算结果，你还能发现什么新问题？
生：机械效率是有用功与总功的比值，机械效率总是小于1。
同一机械，当物重加大时，机械效率增大。
师：为什么机械效率η＜1？
生：因为W总＝W有＋W额。使用机械时，除了要对有用阻力做有用功外，还不得不克服额外阻力做额外功，W有 师：为什么物重加大时，机械效率会增大？
生：（讨论、教师引导、分析）同一动滑轮，提升重物至同样高度，物重增加，做的有用功增加，而额外功不变，
师：通过上面的分析，请同学们议一议，影响动滑轮机械效率的因素有哪些？
生：提升物体的重G，动滑轮的重G动及摩擦力f。
师：再问，动滑轮机械效率与提升的速度、提升的高度是否有关呢？请说出你的理由。
生：动滑轮机械效率与提升的速度、提升的高度无关。
师：我们已找到影响动滑轮机械效率的因素有物体的重G，动滑轮的重G动，及摩擦力f，那么如何提高机械的效率呢？
生：提高机械效率的途径：一是增加物重（即尽量满载时工作，增加有用功）；二是减轻机械自重，减少部件间的摩擦（即减少额外功占总功的比例）。
（五）师生共同小结、归纳。
（六）问题讨论
1、不计摩擦，用定滑轮、动滑轮、滑轮组分别提升同一重物上升同一高度，则机械效率最大的是 [ ]
A、定滑轮； B、动滑轮；
C．滑轮组； D、一样大。
2、某人用图2所示的滑轮组提起1200牛的重物上升2米，所用的拉力是500牛，①求：此人所做的有用功、总功、额外功、机械效率分别是多少？若用此滑轮组提升1500牛的重物，机械效率增大还是减小？
课后思考如图3装置，用完全相同的滑轮组装成图中甲、乙滑轮组，将质量相同的砝码提高相同高度，甲图的机械效率η甲和乙图的机械效率η乙谁大？哪个更省力？
愈省力的机械，是否机械效率愈高？ 图3
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