人教版八年级物理下册第十二章简单机械全章导学案解析版.docx
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人教版八年级物理下册第十二章简单机械全章导学案解析版
第1节杠杆
一、目标导引：
1、通过看书和讨论了解杠杆的相关概念。
通过实例、实验、说明（用语言描述、画图等）杠杆的相关概念。
2、通过实验探究影响杠杆平衡的因素以及各因素之间的关系。
会设计实验，会分析数据得出结论。
3、通过看书和讨论了解杠杆的三种类别及各自特点。
能列举生活中三种杠杆的实例。
二、探究学习：
（一）通过看书和讨论了解杠杆的相关概念。
通过实例、实验、说明（用语言描述、画图等）杠杆的相关概念。
学习活动1：
阅读课本P64页内容，认识杠杆及相关要素，知道什么叫杠杆的平衡，并能够用语言描述。
展示评价1：
用语言描述什么叫杠杆，杠杆的五要素，什么叫杠杆的平衡。
学习活动2：
观察课本上杠杆的示意图，能用示意图描述杠杆的五个要素。
展示评价2：
画出用筷子撬动物体杠杆的示意图（要求标出五要素）
学习活动3：
用钉锤拔钉子，观察钉锤的运动情况，讨论钉锤能否作为杠杆。
展示评价3：
画出用钉锤拔钉子时，杠杆的示意图。
（标出五要素）
学习活动4：
讨论识别生活中的一些杠杆，能找出课桌上的杠杆。
展示评价4：
列举生活中的实例：
（二）、通过实验探究影响杠杆平衡的因素以及各因素之间的关系。
会设计实验，会分析数据得出结论。
学习活动5：
通过实验初步感受杠杆平衡与哪些因素有关，猜想哪些因素可能影响杠杆平衡。
展示评价5：
1、描述所使用杠杆的五要素
2、猜想杠杆平衡可能与哪些因素有关：
学习活动6：
阅读教材P65页，自己设计实验探究杠杆平衡时，动力、动力臂、阻力、阻力臂应该满足怎样的关系？
展示评价6：
我的设计方案：
学习活动7：
进行实验与收集数据：
展示评价7：
将收集的数据填在下表
实验次数
动力F1/N
动力臂L1/cm
阻力
F2/N
阻力臂
L2/cm
1
2
3
学习活动8：
依据实验数据，分析归纳得出结论。
展示评价8：
我总结的结论是：
（三）通过看书和讨论了解杠杆的三种类别及各自特点。
能列举生活中三种杠杆的实例。
学习活动9：
阅读课本杠杆的应用内容，描述三种杠杆的特点，体会说出它们的区别。
展示评价9：
列举生活中三种杠杆的实例
学习活动10：
小结自己学到的知识，并能用语言描述
展示评价10：
我本节课的收获是：
三、课堂达标：
1、下列工具中：
⑴镊子；⑵羊角锤；⑶铡刀；；（4）理发剪刀；（5）裁衣剪刀；（6）天平；（7）大扫帚；（8）筷子；（9）剪铁皮的剪刀；（10）道钉撬；（11）火钳；（12）起重机的起重臂；（13）撬棒；（14）汽车的脚踏板．其中属于省力杠杆的是______________，属于等臂杠杆的是___________，属于费力杠杆的是_____________．（填序号）
2、筷子是我国和部分国家特有的用餐工具。
在正常使用筷子用餐时，筷子属于（）
A.费力杠杆，但省距离B.省力杠杆，且省距离
C.省力杠杆，但费距离D.等臂杠杆，即不省力也不费力
3、如图1所示，O为杠杆的支点，请作出力F1和F2的力臂L1和L2。
4、如图2轻质杠杆OA可绕O点转动，在B处吊一重物。
请在图中画出杠杆所受的动力和阻力及动力臂和阻力臂。
5、如图3杠杆能平衡吗？
为什么？
如果两边各去掉一个钩码，杠杆能继续平衡吗？
如果不能平衡将向哪边偏？
四、课后延伸：
校园大扫除时，甲、乙两同学用一根1.8米长的扁担在两端用力抬起一袋重120Ｎ的垃圾，若甲承受80Ｎ的压力，问：
⑴垃圾袋悬挂处离甲用力处有多远？
⑵若将垃圾袋向乙移近０.２米，则甲承受的压力减小了多少？
第2节滑轮
一、目标导引
1、通过看书和讨论了解滑轮的种类；
2、通过探究、画图知道定滑轮和动滑轮的特点；
3、通过看书和讨论了解滑轮组的特点及作用会根据要求使用和组装滑轮组
二、探究学习
（一）通过看书和讨论了解滑轮的种类
学习活动1：
仔细研读课本P82部分，回答下列问题：
（先独立思考，后小组交流讨论）
展示评价1：
使用时滑轮位置叫定滑轮；使用时滑轮位置叫动滑轮；举例说出生活中用到定滑轮和动滑轮的实例：
。
（二）通过探究、画图知道定滑轮和动滑轮的特点
学习活动2：
按书上图所示方式组装定滑轮。
在它的左侧挂钩码，右侧用弹簧测力计拉，观察比较弹簧测力计示数与钩码所受重力的关系。
（将实验数据记录在表中）
实验次数
钩码所受的重力G/N
弹簧测力计的示数F/N
1
2
3
展示评价2：
分析表中的数据，得出结论：
使用定滑轮提起重物，沿不同方向拉力的大小都相同，都等于物体的重力。
即使用定滑轮不能，但可以。
②回忆杠杆的五个要素，找出定滑轮支点，确定其动力臂和阻力臂的大小关系。
定滑轮实质是一个杠杆。
学习活动3：
按书上图所示方式组装动滑轮。
竖直向上拉弹簧测力计，使钩码保持平衡，读出弹簧测力计示数，并思考这个示数与钩码所受重力的关系。
（将实验数据记录在表中）
实验次数
钩码所受的重力G/N
弹簧测力计的示数F/N
1
2
3
展示评价3：
分析表中的数据，得出结论：
使用动滑轮能，但不能。
动滑轮的实质:
①找出动滑轮的支点，这是一个瞬时支点，拉力的方向要竖直向上，确定其动力臂和阻力臂，并比较大小关系。
②得出结论：
动滑轮实质是杠杆。
（三）通过看书和讨论了解滑轮组的特点及作用会根据要求使用和组装滑轮组（阅读教材83页，回答下列问题）
学习活动4：
根据书上图所示方式组装滑轮组，并进行实验，将实验数据填写在下表，比较匀速提起重物所用的拉力F与物重G，以及绳子自由端移动的距离s和重物提升的高度h的关系。
实验
钩码重G/N
弹簧测力计
拉力F/N
钩码升高的
高度h/m
绳子自由端通过的距离s/m
承担物重的
绳子股数n
1
2
展示评价4：
通过实验探究,得出滑轮组的特点是:
（1）使用滑轮组既能___________，又能____________。
（2）使用滑轮组时，若承担物重的绳子股数为n,不考虑动滑轮重和摩擦，则拉力F与物重G之间的关系为___________（如果考虑动滑轮自重为G0，则该关系为），绳子自由端移动的距离s和重物提升的高度h之间的关系为。
三、课堂达标
1、如图所示，是某人用滑轮把货物提到高处的示意图，甲图中的滑轮是__________滑轮（选填“定”或“动”），使用__________图中的滑轮能够省力。
2、用右图所示的滑轮提起重物，请回答：
①不计动滑轮自重和摩擦，若拉力F为50N，则物重G为N，若绳子的自由端向上拉0.6m，则重物升高m，拉力做的功为，如果直接将重物提升同样的高度，则需做功为；②若G=300N，则作用在绳子自由端的拉力F=_____N时可使重物G匀速上升；③如果物重G＝180N，不计摩擦，绳端的拉力是F＝100N,动滑轮重为N。
3、请在图中画出用滑轮组提升水桶最省力的绕绳方法。
4、一根绳子能承受的最大拉力为500N，一个人站在地上，想用这根绳子提起1800N的重物，请在图中画出绳子的绕法。
四、你知道吗
1、在绕线时，每个滑轮的轮槽只能绕过一根绳子，并且由内到外，依次绕线，画线时要用刻度尺画直线，因为滑轮组下的重物（以及动滑轮）受重力，将绳子拉直，所以要画直线。
2、对同一滑轮组，若绳子的起点在动滑轮上，则有奇数段绳子承担物重，若绳子的起点在定滑轮上，则有偶数段绳子承担物重，即滑轮组绕线规律是：
“奇动，偶定”。
五、我有话说
学习活动5：
小结自己学到的知识，并能用语言描述
展示评价5：
我本节课的收获是：
我还存在的疑问是：
第3节机械效率
一、目标导引
1、通过实验和讨论知道有用功、额外功和总功的含义及三者之间的关系；
2、理解机械效率的定义及物理意义，会进行相关的计算；
3、会测滑轮组的机械效率。
4、知道提高机械效率的意义和主要方法。
二、探究学习
（一）通过实验和讨论知道有用功、额外功和总功的含义及三者之间的关系
学习活动1：
探究实验：
使用动滑轮是否省功？
1、用弹簧测力计将钩码缓慢地提升一定的高度，计算拉力所做的功。
2、用弹簧测力计并借助一个动滑轮将同样的钩码缓慢地提升的高度，再次计算拉力所做的功。
这两次拉力所做的功一样吗？
为什么？
展示评价1：
1、有用功是指，用符号表示；
2、额外功是指，用符号表示；
3、总功是指，用符号表示；总功、有用功和额外功，它们之间的关系是。
（二）理解机械效率的定义及物理意义，会进行相关的计算。
学习活动2：
阅读教材，回答下列问题：
1、总功、有用功和额外功，它们之间的关系是。
2、物理学中把叫机械效率，它的符号是，写作：
，常用来表示，机械效率的计算公式是。
有用功在总功中所占的比列越大，说明机械效率。
3、总功等于有用功和额外功之和，则η又可以表示为。
说明:
①η为一比值，没有单位（目前为止我们所学过的，唯一没有单位的物理量）；
②在实际中，由于机械自重、摩擦等因素的存在，额外功W额外是一定存在的，即W额外>0，可见W有用③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、质量好坏的重要标志之一。
展示评价2：
例题:
如图利用一个动滑轮把重为400N的货物匀速提高2m，所用的拉力F是250N，求总功、有用功、额外功和动滑轮的机械效率。
（三）探究：
测滑轮组的机械效率
学习活动3：
仔细观察右图,如果要将重物提升上去，试着在图中画出两种绕法。
2、根据图所示方式组装滑轮组，并进行实验，将实验数据填写在下表，测出有用功和总功，算出机械效率。
实验
钩码
重G/N
钩码提升
高度h/m
弹簧测力
计拉力F/N
绳子自由端通过的距离s/m
承担物重的绳子股数n
W总/J
W有用/J
η
1
2
展示评价3：
分析讨论:
（1）在以上的两种方法中，提高相同的重物，滑轮组的机械效率相同吗？
（2）影响滑轮组机械效率的因素有哪些？
如何提高滑轮组的机械效率？
（3）你能否求出动滑轮重？
学习活动4：
阅读教材，了解提高机械效率的意义和主要方法。
展示评价4：
说出提高机械效率的意义和方法
思考：
如何提高机械效率？
学习活动5：
小结自己学到的知识，并能用语言描述
展示评价5：
我本节课的收获是：
三、课堂练习
1、判断下列说法的对错:
（1）η越小，说明机械效率越高（）
（2）提高机械效率的主要方法是减小额外功。
（）
（3）只要科学技术达到一定的水平，机械效率可以提高到甚至超过100%（）
2、甲、乙两台机械，甲的机械效率是80%，乙的机械效率是60%，则 （ ）
A．使用甲机械做功省力B．使用乙机械做功省力
C．使用甲机械做的额外功少D．以上说法都不对
3、起重机在20s内把重物匀速提到楼顶，起重机所做的总功是4×104J，额外功是1.6×104J，则起重机做的有用功是J，机械效率是________，起重机的总功率是________W。
4、用动滑轮将重60N的物体提高1m，人对绳的拉力是40N，则有用功是___________J，总功是___________J，额外功是___________J，机械效率是_____________。
5、利用一动滑轮把重200N的物体匀速提高2m，若滑轮的效率为80%，那么有用功是__________J，总功是___________J，动力是____________N。
6、如右图所示，用滑轮组匀速提起一个重为300N的物体，物体在10s内竖直上升了1m，人拉绳的力为200N，不计绳重和摩擦，求：
（1）人做的有用功是多少？
额外功是多少？
总功是多少？
（2）滑轮组的机械效率为多少？
（3）动滑轮重多少？
四、课后延伸
如何测量斜面的机械效率？
怎样计算斜面的机械效率？
影响斜面机械效率的因素有哪些？
第十二章复习与小结
一、目标导引：
1、看书讨论形成知识框架。
2、学生讨论总结本章基本概念、规律。
3、讨论本章基本实验及其结论（包含作图）。
4、会利用本章知识解决实际问题。
5、学生讨论本章还存在的困惑。
二、探究学习：
（一）通过看书和讨论构建知识网络
学习活动1：
阅读课本
展示评价1：
展示知识网络。
（二）学生讨论总结本章基本概念、规律。
学习活动2：
完成下列各题。
展示评价2：
学生交流勘误：
一、杠杆及其五要素
1、定义：
_______________________________________________________叫杠杆。
说明：
①杠杆可直可曲，形状任意。
②有些情况下，可将杠杆实际转一下，来帮助确定支点。
如：
鱼杆、铁锹。
2、五要素——组成杠杆示意图。
①支点：
___________________。
用字母______表示。
②动力：
___________________。
用字母______表示。
③阻力：
___________________。
用字母______表示。
说明：
动力、阻力都是杠杆的受力，所以作用点在杠杆上。
动力、阻力的方向不一定相反，但它们使杠杆的转动的方向_____
④动力臂：
从________到________的距离。
用字母________表示。
⑤阻力臂：
从________到________的距离。
用字母________表示。
画力臂方法：
⑴找支点O；⑵画力的作用线（虚线）；
⑶画力臂（虚线，过支点垂直力的作用线作垂线）；⑷标力臂（大括号）。
二、滑轮
1、定滑轮：
①定义：
②实质：
__________________________________杠杆。
③特点：
使用定滑轮不能____________________但是能改变动力的______________。
④对理想的定滑轮（不计轮轴间摩擦）F=G
绳子自由端移动距离SF（或速度vF）=重物移动的距离SG（或速度vG）
2、动滑轮：
①定义：
②实质：
动力臂为阻力臂倍的省力杠杆。
③特点：
使用动滑轮能省的力，但不能改变动力的。
④理想的动滑轮（不计轴间摩擦和动滑轮重力）则：
F=G/2只忽略轮轴间的摩擦则拉力F=（G物+G动）/2
绳子自由端移动距离S绳（或v绳）=2倍的重物移动的距离S物（或v物）
3、滑轮组
1定义：
。
2点：
使用滑轮组既能省又能改变动力的。
想的滑轮组（不计轮轴间的摩擦和动滑轮的重力）拉力F=
G。
只忽略轮轴间的摩擦，则拉力F=
（G物+G动）
绳子自由端移动距离SF（或vF）=n倍的重物移动的距离SG（或vG）
组装滑轮组方法：
首先根据公式n=（G物+G动）/F求出绳子的股数。
然后根据“奇动偶定”的原则。
结合题目的具体要求组装滑轮。
三、机械效率：
１、有用功：
定义：
。
公式：
。
斜面：
。
2、额外功：
定义：
。
公式：
。
斜面：
。
3、总功：
定义：
。
公式：
。
4、机械效率：
①定义：
。
②公式：
η
斜面：
η
定滑轮：
η
动滑轮：
η
滑轮组：
η
③有用功总总功，所以机械效率总小于1。
用表示。
某滑轮机械效率为60%，表示有用功占总功的60%。
④提高机械效率的方法：
减小机械自重、减小机件间的摩擦。
（三）、讨论本章基本实验及其结论（包含作图）。
学习活动3：
完成下列各实验题。
1.研究杠杆的平衡条件：
杠杆平衡是指：
。
实验前：
应调节使杠杆在水平位置平衡。
这样做的目的是：
。
结论：
杠杆的平衡条件（或杠杆原理）是：
。
写成公式
也可写成：
F1/F2=L2/L1
解题指导：
分析解决有关杠杆平衡条件问题，必须要画出杠杆示意图；弄清受力与方向和力臂大小；然后根据具体的情况具体分析，确定如何使用平衡条件解决有关问题。
（如：
杠杆转动时施加的动力如何变化，沿什么方向施力最小等。
）
解决杠杆平衡时动力最小问题：
此类问题中阻力×阻力臂为一定值，要使动力最小，必须使动力臂_____，要使动力臂最大需要做到①在杠杆上找一点，使这点到支点的距离最远；②动力方向应该是过该点且和该连线垂直的方向。
2、机械效率的测量：
①原理：
η
1应测物理量：
2器材：
除钩码、铁架台、滑轮、细线外还需。
3步骤：
必须弹簧测力计使钩码升高，目的：
保证测力计示数大小不变。
⑤结论：
影响滑轮组机械效率高低的主要因素有：
A.动滑轮越重，个数越多则额外功相对就多。
B.提升重物越重，做的有用功相对就多。
C.摩擦，若各种摩擦越大做的额外功就多。
绕线方法和重物提升高度不影响滑轮机械效率。
（四）课堂达标
1.如图1所示，现要在杠杆的另一端B端画一个最长力臂的力使杠杆保持平衡，请画出这个力。
2.密度均匀的直尺AB放在水平桌面上，尺子伸出桌面的部分OB是全尺长的三分之一．当B端挂5N的重物G时，直尺的A端刚刚开始翘起，如图2所示，则此直尺受到的重力是（）
A.2.5NB.5NC.10ND.无法确定
3．在“探究杠杆平衡条件”的实验中，（１）将杠杆中点支到支架上后，发现右端比左端低，这时，应将右端螺母向_____边调，使杠杆在______位置平衡．（２）在实验中，若保持钩码的只数和位置不变，使弹簧测力计由竖直向下拉改为斜向下拉，则弹簧测力计的示数将______．（填“变大”、“变小”或“不变”）
4、工人站在地面上，用定滑轮将27kg的物品吊运到10m高处，使用定滑轮的优点是。
若不计绳重和摩擦，匀速吊运所需的拉力是N；若匀速吊运时的实际拉力是300N，则人所做的有用功是J，定滑轮的机械效率是（g取10N/kg）。
5、如图3所示，某人站在高处用100N的拉力把重240N的物体提高1m，则人克服重力所做的有用功为J，额外功是J，总功为J，该滑轮组的机械效率为。
6、如图4所示，重为G的物体放在水平面上，用力F使其翻转，请画出物体重力示意图和力F的力臂。
7、如图5所示，一人用滑轮组提起200N的货物，所用的拉力是125N，绳子自由端被拉下10m，则有用功是J，机械效率是。
8、一名工人用如图6所示的滑轮组提起450N的重物，绳自由端的拉力F为200N，重物在5s内匀速上升了1m，则拉力做的功是J,拉力的功率是W，滑轮组的机械效率是。
9、如图7所示，某人将一物体用F=40N的推力匀速将一个重200N的物体推上高h=1m、长s=6m的斜面，则此人对物体做的总功为J，额外功为J，摩擦力为N，斜面的机械效率为。
10、如图8所示是某同学做俯卧撑时的示意图，他的质量为56kg。
身体可视为杠杆，O点为支点．A点为重心。
（
10N/kg）
（1）该同学所受重力是多少？
（2）在图中画出该同学所受重力的示意图，并画出重力的力臂L1（3）若0B=1.0m，BC=0.4m，求地面对双手支持力的大小。
11、某工人用如图9所示的滑轮组提起48N的货物，所用的拉力是20N，把物体提升了2m，
求：
①有用功是多少？
②总功是多少？
③额外功是多少？
④滑轮组的机械效率是多大？
12、质量为20kg的正方体物体放在水平地面上,它的体积为8×10-3m3,某人想通过如图10所示的滑轮来竖直提起这个物体。
（g=10N/kg）
（1）该物体的密度是多大?
（2）当人用250N的力向下拉绳子时,物体恰好能匀速上升,物体上升3m后恰好到达目标位置,求此过程中人所做的功?
（3）该定滑轮的机械效率是多大?
五、学后反思
通过这堂课的学习，你还有什么地方存在疑惑？
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