第十章 机械与人.docx
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第十章机械与人
第九章机械与人
第一节科学探究：
杠杆的平衡条件
教学目标
1、观察生活、生产中的一些常用的杠杆，能从中提取出共同的特征，并能在杠杆上确认动力、阻力、支点、动力臂和阻力臂。
2、能根据一定的标准对杠杆的使用特点以及作用效果等进行分类。
3、通过参与探究活动，能对杠杆的平衡条件进行猜想与假设，设计实验方案，得出杠杆的平衡条件。
4、理解杠杆平衡条件，尝试用杠杆的有关知识去解决生活中的问题，培养探索杠杆在日常生活中的应用兴趣。
激发学生对祖国的热爱。
重点
1、杠杆及杠杆的五要素
2、杠杆的平衡条件
3、杠杆的分类
难点
1、正确画出力臂和利用杠杆条件解决简单问题
2、正确利用杠杆的平衡条件进行简单计算
教具
开瓶器，扳手，剪刀，天平，镊子，起钉锤等杠杆，铁架台，钩码（一盒）
教学方法
提前预习法，读书指导法，讨论法，实验探究法，举例法
教学过程
一、交代第九章机械与人
明确第九章我们将要学习的主要内容
交代第一节科学探究：
杠杆的平衡条件
二、进行新课
1.请同学们观察图9－1中所示的各种杠杆，通过讨论说出他们有什么共同的特征。
教师展示部分杠杆。
经过讨论，让生说出他们的共同特征。
总结得出杠杆的定义：
在力的作用下，能绕某一固定点转动的硬棒，物理学中叫做杠杆。
教师引导分析：
杠杆可能是独立的，也可能是某个组合机械的一部分，杠杆的外形多种多样，可直可弯、可粗可细。
作为杠杆的条件：
一根硬棒、有力的作用、必须能绕某固定点转动。
例如：
汽水瓶起子在没有使用时，就不能称为杠杆。
让部分同学举例生活和生产中的杠杆。
2.明确杠杆的五要素，让学生明确它们的概念，结合图9－2找出杠杆的五要素。
力臂的画法是一个难点，应采取图示说明的方法，使学生明确力臂是支点到动力作用线或阻力作用线的距离。
练习课后作业1题。
练习探究P631题，P647题。
3.学生自己阅读课本P153页实验探究。
教师展示一简单杠杆的平衡实验现象
由此引出问题：
杠杆的平衡条件是什么？
及动力、阻力、动力臂、阻力臂之间存在什么样的关系。
鼓励学生大胆提出猜想与假设，以及制定验证猜想与假设的计划。
（教师应注意：
实验如采用课本实验装置，杠杆自重不会对实验结果产生任何影响，但若用上面图示实验，杠杆自重将影响实验结果，故应尽可能选择质量较轻的代用器材。
）
实验中教师强调要采取科学的态度和实事求是的精神，对通过实验得不出平衡条件的学生，要引导他们分析实验过程，找出错误所在或误差过大的原因。
应组织学生充分讨论与交流探究的结果。
最后教师演示实验过程，和同学们共同分析，得出杠杆平衡条件的结论。
及：
F1×l1＝F2×l2
杠杆的分类
练习对实验结论和所学知识的应用。
练习课后作业2、3、
探究P644、6题。
4.请同学们对图9－1和图9－4中的杠杆进行分类，并说出你分类的方法。
让学生对杠杆进行分类，没有固定的分类原则，没有固定的答案，学生可以从使用、特点、效果等不同的角度进行分类，无论学生怎么分类，都及时给予肯定。
通过讨论让学生明确有的杠杆可以省力，有的杠杆可以方便工作。
（让学生知道“分类”是人们认识事物的一种科学方法，也是研究问题的需要）
三、开放作业形成能力
1.家中常用的剪刀、理发用的剪刀、医生用的剪刀、裁缝用的剪刀、花匠剪枝用的剪刀、建筑工地上剪钢筋的剪刀，进行分类。
2.课后练习题
3.探究开放性作业部分
教师据反馈讲解。
四、小结本节形成知识网络
师生据板书内容小结
注意所学主要内容，重难点
五、作业及预习
预习第二节滑轮的应用
第二节滑轮的应用
教学目标
1.知道定滑轮、动滑轮、滑轮组的作用。
2.能识别生活和生产中常见的滑轮。
3.会根据要使用和组装滑轮组。
重点
通过探究实验认识定滑轮、动滑轮的点及滑轮组的作用
难点
确定滑轮组承担生物的绳子的股数
教具
定滑轮2个、动滑轮2个、弹簧测力计一个、钩码200g2个，50g4个、细绳约2米
教学方法
实验法、讲授法、练习法、讨论法、分析法
教学过程
复习引入：
有一个经典故事说：
一个和尚小吃，两个和尚抬水吃，三个和尚没水吃……，之所以三个和尚没水吃，主要是平均主义思想在作怪，谁都不愿多付出，怕吃亏，那么要大家公平，又能有水吃，你能否借助物理方法给与解决三个和尚没水吃的问题。
引导学生分析如何简单的方法解决三个和尚没水吃的问题。
一.定滑轮：
1.讲授：
滑轮是一个周边有槽，能绕轴转动的小齿轮，根据要使用的情况可有定滑轮、动滑轮以及滑轮组，在日常生活，生产中，滑轮作为一种简单机械有广泛的应用。
请同学们阅读一下此实验图9-14并总结得出结论？
2.（学生阅读并认真思考）之后（学生回答：
不省力，只能使力的方向变化）。
定滑轮实质上是一个等臂杠杆，比如向上提物体时，力的方向朝上，通过定滑轮就可以向下用力，这一点在一些场景中特别重要。
例如升国旗时。
3.练习“伴你探究”2题提示学生从受力分析的角度，注重分析杠杆的平衡条件。
二.动滑轮
1、演示课本159的图9-16实验人，请同学们分析讨论此实验的结论是什么？
（学生回答：
动滑轮的使用能使力的大小变化，能省一半的力，但是不能改变力的方向。
）
2、教师要学生再应用杠杆的平衡条件，进行分析讨论此实验的结论，说出其中的道理。
3、练习“伴你探究”“动滑轮”1.2.题提示学生从受力分析的角度考虑。
三.滑轮组：
1、讲授：
滑轮组是定滑轮和动滑轮的组合装置，使用滑轮组不仅可以省力，又可以改变力的方向。
使用滑轮组省力的多少由滑轮的组合形式和绳方法共同决定，对于由一根绳子的滑轮组，其平衡时动力（F1）与阻力（F2）之间的关系是F1=F2/n其中为承担生物和动滑轮总重的绳子股数。
确定滑轮组承担生物的绳子的股数，及滑轮组省力情况，关键是确定股数的数值，确定的数值的简单的方法是：
设想在动滑轮和定滑轮之间有一条线将它们隔开，此时数一数动滑轮一边的相连的绳子的个数n，这就是为承担生物和动滑轮总重的绳子个数n。
使用滑轮组提升生物时，生物上升的高度h和绳子自由端移动的距离s和关系是s=nh。
请同学们分析讨论，总结使用滑轮组提升生物时的省力的特点
练习
让学生分析探究“开放作业”1、2、3、7。
四.巩固练习：
1.使用一个定滑轮和动滑轮组成的滑轮组提起生物，如图9-1所示，如果不计滑轮磨擦，拉力最大不超过60N，而动滑轮的重10N，那么请同学们思考被提起的重物最大不能超过_____N学生讨论并
四、课堂小结：
引导学生总结本节所学知识，让学生分析如何简单的方法对于由一根绳子的滑轮组提起生物的方法，有没有最好的方法，让学生认真思考，然后总结本节所学。
作业：
1、.复习本节
2、完成探究其它部分
第三节做功了吗
教学目标
1.知道机械功的概念；认识做功的两个必要因素；理解
功的计算公式。
2.通过列举、解释生活、生产中的实例去知道机械功的概念工；通过物理现象，归纳简单的规律，认识做功的两个必要因素。
3.通过讨论等，培养学生的合作精神，通过列举实例，培养学生注意平常的观察能力。
重点
怎样才算做功
难点
怎样才算做功
教具
弹簧测力计、长木板、木块、小车、细绳
教学方法
讨论法 点拨指导法 训练法
教学过程
引入
讨论：
在上课之前，我们先来谈谈，在大家的印象中“工人”的形象是什么样的呢？
教师指出：
特别是搬运工人，他们有强健的体魄，他们能抬起很重的东西、推动很重的货物。
因为他们很有力气，当然除了工人，我们的农民也是很有力气的，从而引入农民挑谷子。
引导学生分析
农民伯伯对这担谷子有力而且方向竖直向上，有移动一段距离而且是沿竖直向上的方向移动的。
在我们物理学中把力和物体在力的方向上移动的距离的乘积叫做机械功，简称功。
板书：
一、做功：
1、概念：
作用在物体上的力，使物体在力的方向上通过一段距离，我们就说这个力对物体做了功。
）
引导学生分析2：
刚才这位同学虽然有施加力的作用，但是没有移动一段距离，这些力就没有“成效”，可是“劳而无功”。
讲：
功的种类有很多，我们今天要学习的是力学中的功，它属于机械功，以后到初三时我们还会学习电学中的功——电功，力学中的功有什么特点呢？
引导学生观察教材插图9—22中物体做功的实例。
使学生明确，力学中所说的功包括的两个必要因素：
一是作用在物体上的力，二是物体在力的方向上通过一段距离。
（板书：
2、做功的两个必要因素：
A、作用在物体上的力
B、在力的方向上通过一段距离）
教师演示1、用手指推动粉笔盒在讲台桌上运动一段距离。
演示2、将粉笔盒举起的过程。
演示3、将粉笔盒举起停在空中静止不动。
提问：
一木块在光滑的水平面上做匀速直线运动。
让学生自己观察、分析，使学生进一步认识做功的两个必要因素。
教师再举例子（一人提一桶水沿水平方向前进了一段距离），分析虽然有力和有位移，但是位移不是在力的方向上的位移，这个力也没有做功。
最后教师强调指出：
“两个必要因素”的含义是指“缺一不可”。
并总结出不做功的3种情况：
1、S=0（劳而无功）
2、F=0（不劳无功）
3、F的方向和S垂直。
学生时间：
让学生自己举出一些有做功和不做功的例子。
物理学上规定：
力对物体做的功等于力跟物体在力的方向上通过的距离的乘积，这一规定不但包含了功的两个必要因素，而且告诉我们功的计算方法。
（板书：
二、功的计算：
1、公式：
功=力×在力的方向上通过的距离
W=F•S
2、单位：
F—N，S—m，所W—N•m
焦耳—J1J=1N•m）
用手慢慢匀速举起两个鸡蛋，升高1米时，手对鸡蛋做的功差不多就是1焦。
出示例题1：
人拉着重为2000牛的车子沿水平方向前进5米，人拉车的力做的功是多大？
演示：
人拉车的力做的功是：
W＝F•S=2000N×5m=10000J＝104J。
分析：
从上可知，不能简单地说“有了力有了距离就把它们相乘就得到功，要明确是什么力做功，力的方向上通过了多少距离。
”
提问：
要计算出人拉车的力所做的功还必须知道什么？
（拉力的大小）
若人用了400牛的拉力拉车子，拉力做的功是多大？
板演过程。
出示例题2：
重力为100牛的物体，受到20牛的水平拉力，在水平面上匀速前进5米，则重力做功是多少焦，拉力做功是多少焦？
1、判断一个物体是否做功，就要看它是否同时具备两个必要因素。
2、功的计算公式。
第四节做功的快慢
教学目标
1.知道功率的概念，能用比较的方法得出功率的概念。
2.知道功率单位的含义并能形成具体的观念。
3.会计算简单的功率问题。
重点
功率（意义，定义，公式）
难点
功率的单位，功率的物理意义
教具
弹簧测力计一个，木块一个（放桌面上匀速拉动），秒表。
教学方法
预习法，比较法，讲授法，读书指导法。
教学过程
一、教师复习提问，学生回答。
复习上节课内容。
由功引出做功的快慢。
机械功？
做功的条件？
功的计算公式？
如何比较做功的快慢？
速度的公式及单位？
二、进行新课
1.要求学生观看课本图9－26和图9－27中所示的两位同学均从一楼搬运到三楼。
分析比较他们做功的快慢，自然的引出功率的概念。
并且说出他们判断的依据和方法：
及若做功相同，比较做功的时间；若做功的时间相同，比较做功的多少。
思考定义速度的方式仿照来定义功率的概念，比较速度公式v＝s/t和功率公式P＝W/t，从中可以了解物理公式的由来。
记忆理解功率的公式，功率表示的物理意义。
2.功率的单位：
一生回忆速度单位的由来，思考功率的单位。
功率的单位由功和时间的单位组合而成。
及焦/秒（J/S）
简介物理学家瓦特，介绍为了纪念瓦特在物理学上所做的贡献，使用他的名字来命名功率的单位，即瓦特（国际单位），简称瓦。
介绍符号W,（1W＝1J/s）。
号召学生向瓦特学习，树立作出巨大贡献的信心和目标，明确科学精神的重要性。
介绍功率的常用单位：
KW,（1KW=1000W）
4.观察课本166页表，简单了解人，一些动物和交通工具的功率，学生举例自己知道的一些动物和机器的功率。
5.练习功率公式的应用：
做课后练习题1、2题。
教师据反馈讲解。
思考做题应该注意的问题和公式的变形的应用。
全面阅读课本，了解167页信息窗的内容，并思考请提问。
三、结本节，师生共结，形成知识网络。
四、练习完成探究内容。
五、作业及要求：
完成探究
预习第五节提高机械的效率
第五节提高机械的效率
教学目标
1.能理解机械效率。
2.培养学生独立实验的能力。
3.通过实验探究，有正确设计实验，收集实验数据、归纳出科学规律。
4.会计算简单的机械效率问题。
重点
机械效率及实验探究测算滑轮组的效率
难点
正确理解机械效率的概念
教具
弹簧测力计一个主、滑轮4个、钩码50,200、支架、细线。
教学方法
讲授法、实验法、练习法、讨论法、分析法、自学法、归纳法复习提问
教学过程
一、复习
如图所示的动滑轮提升重5N的物体，
用所学知识求动力F=。
．
二、新课教学
谈到效率，大家并不陌生，像我们日常生活中所说的“学习效率”、“工作效率”、等等都是从一定的角度反映了对某些事物的有效利用程度。
机械使用时也要讲效率，机械效率，它表示机械工作时，输出的有用能量与输入总能量的比值或是动力功被利用的有效程度的物理量。
对于同一机械，它的机械效率是否是一定的？
机械效率的高低如何测得？
机械机械效率有单位吗？
如何表示它呢？
1．学生阅读教材（图9-26）
2．演示启发，引入课题。
G（N）
h（m）
W阻（J）
F（N）
S（m）
W动（J）
η
1.96
0.05
0.098
1.2
0.1
0.12
G
比较W动和W阻发现W动>W阻为什么呢？
引入机械效率。
3．有用功的定义：
对人们有用的功叫有用功。
W有=Gh
任何机械本身都受到重力作用，相对运动的零件间又存在磨擦，所以使用任何机械，不仅要作有用功，还不得不作，不可避免的要做额外功，这时动力所做的总功等于有用功加额外功。
4．额外功：
人们不需要但又不得不做的功叫额外功。
W额=W总-W有
5．总功：
有用功和额外功之和。
W总=FS
6．机械效率：
有用功跟总功之比。
有用功总小于总功，所以机械效率总小于1。
机械效率通常用百分数表示，例如总功是500J，有用功是400J，机械效率就是400J/500J=0.8=80%。
练习：
一个工人用如图9-1所示的动滑轮
提升20N的物体，所用的拉力为15N，绳子自由端在4S内拉下了4m，不考虑绳重和磨擦，求：
（1）有用功和总功率；
（2）机械效率；
（3）若用此滑轮提升3200N的贷物，所需拉力为多少？
7．了解一些常见机械的效率。
起重机的机械效率一般是40%-50%，滑轮组的效率是50%-70%，抽水机的机械效率一般是60%-80%。
提高效率，更充分的发挥机械设备的作用，有重要的经济意义，提高机械的效的主要新办法是改进结构，使它更合理、更轻巧、在使用中按照技术规程经常保养，定时润滑，使机械处于良好的运转状态。
8．提高机械效率的意义及方法。
9．例题（略）关于η的计算。
学习与探究部分题目
三．小结及测试。
四．布置作业。
1.复习本节
2.提前学习第六节内容
3.完成探究其它部分
第六节合理利用机械能
教学目标：
1、让学生初步理解动能、势能、机械能的概念。
2、用实验探究的方法让学生知道决定动能、势能大小的因素。
教学重点：
1、能和机械能的概念。
2、影响动能和势能大小的因素。
教学难点：
影响动能和势能大小的因素
教学准备：
课件、斜槽、钢球、木块、小桌、沙、重物1、重物2、橡皮筋、弹簧等。
教学过程：
（一）新课引入
1、复习提问：
①做功的两个必要因素是什么？
A、作用在物体上的力；B、物体在力的方向上移动的距离。
②演示：
将一木块放在水平桌面上，用手推市面上木块在水平面上运动一段距离，分析推力和重力的做功情况。
结论：
推力做了功，重力没有做功。
2、引入
出示斜槽，并演示
（1）：
钢球从斜槽上滚下，在水平桌面上撞击木块，使木块移动了一段距离，引导学生分析钢球撞击木块的过程中的做功情况，（引出能的概念）
（二）新课教学
一、能
如果一个物体能移对别的物体做功，我们就说这个物体具有能量，简称能。
能反映了物体做功的本领，不同的物体做功的本领也不同，一个物体能移做功越多，表示这个物体的能量越大。
二、动能
再演示
（1）分析钢球能做功是因为钢球在运动。
引出动能的概念。
1、定义：
物体由于运动而具有的能叫做动能
2、举例：
流动的不、风（流动的空气）、运动的汽车、运动的火车、飞行的飞机等都
具有动能。
以汽车和火车为例，设问：
运动的汽车和运动的火车都有动能，它们动能是一样大吗？
动能的大小跟哪些因素有关呢？
（引出新问题）
3、影响动能大小的因素
演示
（2）让同一钢球以不同的速度对木块做功。
现象：
速度较大钢球推着木块运动得较远。
结论：
质量相同时，速度越大的物体具有的动能越大。
演示（3）让质量不同的钢球和木球，以相同的速度对木块做。
现象：
质量较大的钢球推着木块运动得较远。
结论：
速度相同时，质量越大的物体具有的动能越大。
归纳小结：
物体的动能与物体的质量和速度有关，质量越大、速度越大，物体具有的动能越大。
三、势能
演示（4）A、压缩的弹簧能移做功；B、拉长的橡皮筋能移做功；C、被举高的物体能移做功。
它们都能移做功，就说明它们都有做的本领，也就是说它们都有具有能。
这一类的能跟前面的动能的存在形式不一样，我们把这一类的能叫做势能。
势能分为弹性势能和重力势能。
1、弹性势能
①定义：
由演示（4）A、B分析得出：
物体由于发生弹性形变而具有的能叫做弹性势能
②举例：
被压缩的弹簧、被拉长的橡皮筋、被踩弯的跳板等都具有弹性势能
③影响弹性势能的因素
演示（5）观察弹簧和橡皮筋弹性势能的变化。
说明物体发生弹性形变越大，它具有的弹性势能就越大。
2、重力势能
①定义：
演示（4）C分析得出：
物体由于被举高而具有的能叫做重力势能。
②举例：
空中飞行的飞机、被举高的一切物体。
③影响重力势能的因素
演示（6）让同一物体从不同高度下落，冲击小方桌.
现象：
质量相同时，物体被举得越高，小桌下陷的越深。
结论:
质量相同量被举的越高的物体具有的重力势能就越大.
演示（7）让质量不同的两个物体分别从同一高度下落，冲击小方桌。
现象：
被举的高度相同时,质量越大，小桌下陷得越深。
结论：
被举的高度相同时质量越大的物体重力势能越大.
归纳小结：
物体的重力势能与物体的质量和被举的高度有关.物体的质量越大,被举得越高它具有的重力势能就越大.
4、机械能
在天空中飞行的飞机，它是运动的所以它具有动能，飞机又被举高所以它具有势能。
也就是说说飞机既具有动能，又具有势能。
在物理学中，动能和势能统称为机械能。
5、功和能
一个物体具有能，就说明它有做功的本领。
但是它不一定正在做功。
（三）小结
（略）
（四）作业
见学案
复习：
机械与人
教学目标
1.知道杠杆的平衡条件，会根据力作出力臂；知道滑轮的实质，及它们的特点；知道做功的必要因素及计算功的公式；知道功率及其表示的物理意义；知道机械效率及提高机械效率的方法；理解动能、势能、机械能并知道决定动能、势能的相关因素。
2.能利用杠杆的平衡条件解决实际的问题，确定滑轮组承担物重的段数n，进行有关计算。
能利用功和功率的公式进行计算，解决简单问题。
合理利用机械能。
3.复习实验探究过程，培养学生实验及从实验中归纳实验规律的能力，要求学生尊重实验事实，树立学习的自信心。
重点
杠杆平衡条件的实验探究，杠杆的应用，滑轮的应用，机械效率的应用，能量转化应用。
难点
杠杆的应用，滑轮的应用，机械效率的应用，能量转化应用。
教具
铁架台，杠杆，各类剪刀，滑轮若干，弹簧测力计，钩码一盒
教学方法
提纲法，自读复习法，实验法，小结法，讨论法
教学过程
一、提出复习内容，要求认真复习对待。
（一）.出示知识结构要学生自己阅读课本，复习知识点。
（二）.对照知识结构，逐一对照每一节复习
①定义：
一根硬棒在力的作用下能绕固定点转动这根硬棒叫杠杆
②杠杆的五要素
杠杆
③平衡状态：
杠杆静止不动或匀速转动
平衡条件：
F1L1=F2L2
省力杠杆L1＞L2；省力费距离；
如瓶盖起子、手推独轮车
4
分类
应用
费力杠杆L1＜L2；省距离费力；
如钓鱼竿、理发剪刀
等臂杠杆L1=L2；不省力不费力；
如天平
①定滑轮：
能改变力的方向，实质是一个等臂杠杆
滑轮
②动滑轮：
能省一半力，实质是动力臂为阻力臂两倍的省力杠杆
③滑轮组：
既可省力，又可改变力的方向（F=1/n
G总）
斜面
三、例题分析：
F
例1、如图所示的杠杆，画出它们的动力臂L1和阻力臂L2。
0
分析：
画杠杆的力臂是力学中的基本作图之一，它的基本方法可以分以下几步：
（1）找出支点所在的位置；
（2）画出力的作用线（虚线）
（3）从支点作力的作用线的垂线；（4）标出必须的符
解法：
例2、如图，一个轻质直角尺可绕轴O转动，已知OA=OB=0.1m，在OA的中间挂一重为20N的物体，使直角尺平衡，则作用在B端的最小力是多少牛？
分析：
要使B端的作用力最小，且杠杆平衡，则L1需最大
例3、某人站在地面上，想用一个滑轮组来提起5000N的物体，而用来穿绕滑轮组的绳子只能承受1200N的拉力，则该人应怎样设计并组装这个滑轮组？
做针对练习。
①两个必要因素
一是作用在物体上的力
二是物体在力的方向上通过的距离
功
②计算公式：
W=FS
③单位：
1焦=1牛米
①表示做功快慢
功率
②定义：
单位时间内所完成的功
③计算公式：
P=
④单位：
1瓦=1焦/秒
例、A、B两个人，体重之比为5∶6，A爬到六楼所需时间t1与B爬到5楼所需时间t2之比为3∶4，那么A、B两个做功的功率之比是多少？
分析：
求比值的问题通常采用公式法进行比较。
人爬楼做功是克服自身的重力做功。
设功率分别为PA、PB，功分别为WA、WB，每层楼高为h，
则WA=GAhA=GA5h，WB=GB4h，则由功率
的计算公式P=
得，
=
=
=
=
×
×
=
答：
A、B两人做功的功率之比为25∶18
知识网络
功的原理
①
内容：
使用任何机械时，动力对机械所做功都等于机械克服阻力所做的功，即使用任何机械都不能省功。
斜面Gh=FL
应用
②杠杆W动=W阻
滑轮W动=W阻
①有用功：
机械克服有用阻力所做的功
②额外功：
机械克服额外阻力所做的功
机械效率
③总功：
动力对机械所做的功W总=W有用+W额外
例题及练习
机械能：
动能－影响因素
势能－重力势能－与有关
弹性势能－与有关
动能和势能的相互转化
做题巩固所学
小结本节所学
作业：
第十章小粒子与大宇宙
第一节走进微观
教学目标
1、能简单的说明物质是由分子和原子组成
升级会员 