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1、HK沪科版 初二八年级物理 下册第二学期教学设计 电子教案 第十章 机械与人全单元教案 含教学反思第10章 机械与人第一节第1课时认识杠杆和杠杆的平衡条件1知道什么是杠杆，能从常见工具中辨认出杠杆。2能够辨认出支点，动力、阻力，会确定动力臂、阻力臂。3通过观察与实验，探究并理解杠杆的平衡条件，并能进行简单计算。教学重点：杠杆平衡条件，经历探究杠杆平衡条件的过程并运用它分析有关问题。教学难点：力臂的概念和画法。羊角锤、铁架台、钩码、细绳、等分刻度的均质木尺、多媒体课件等。新课引入多媒体展示：如图所示，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

2、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。新课教学探究点一杠杆观察下图中物体的工作特点，请学生回答。学生交流讨论得出：(1)硬；(2)在力的作用下绕某一点转动。演示：用长木板绕固定点转动撬一重物。说明物体只要是硬的就行，跟形状无关。同时边说边板书课题。1定义：一根硬棒在力的作用下如果能绕固定点转动，这根硬棒就叫杠杆。让学生再举一些杠杆的实例(如活塞式抽水机、跷跷板)以巩固对定义的理解。2杠杆的五要素。支点：杠杆绕着转动的点，用字母O表示。动力：使杠杆转动的力，用字母F1表示。阻力：阻碍杠杆转动的力，用字母F2表示。

3、那么要产生同样的效果，施加力的大小、方向是否一样呢？让学生按下图分别操作。(1)分别按图甲三个位置沿图示方向向下施力使杠杆静止。提问：三次施加力的大小是否一样？答：不一样(大小关系能回答出来)。这说明要使杠杆保持这种状态，力的大小跟什么有关？学生可能会回答跟作用点和支点的远近有关，且距离越大，力越大。(2)老师不加解释，再让学生按图乙所示施加力使杠杆保持静止，学生会发现虽然作用点相同，即作用点和支点的远近相等但力的大小却不同，且F1F2，问：那跟什么有关呢？学生无法解释(必然产生强烈的求知欲)，这时出示课上练习纸让学生在图上画出过支点O作沿F1、F2方向的直线的垂线段(这一点有些学生的准备知识

4、可能不足，老师可先观察，若学生画得很好，老师就略画一下，若不行，老师就得详细示范给学生看)并标上l1、l2。问：l1、l2哪个大？F1、F2哪个大？老师再来解释要使杠杆保持静止状态，力的大小不是跟支点到力的作用点的距离有关，而是跟支点到刚才的直线的距离有关，我们把沿力的方向所画的直线叫力的作用线，过支点到力的作用线的距离叫力臂。动力臂：支点到动力作用线的距离，用字母l1表示。阻力臂：支点到阻力作用线的距离，用字母l2表示。老师在黑板上画出跷跷板的示意图，并示范画出杠杆的五要素。3请同学们画出下图的力臂。教师巡回指导，注意发现比较典型的错误，反馈点拨。教师归纳总结：画力臂的步骤：(1)确定支点；

5、(2)确定力的作用线；(3)过支点到力的作用线作垂线；(4)标垂足，定力臂。探究点二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或匀速转动状态，那么杠杆的平衡跟哪些因素有关呢？探究：杠杆的平衡条件。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力。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；把数值填入表中

6、。(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/m1234.交流与合作，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。对于开始提出的问题，你能得出什么？杠杆的平衡条件(杠杆原理)：动力动力臂阻力阻力臂，即F1l1F2l2。用比例式表示，它的含义是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。第一节科学探究：杠杆的平衡条件第1课时认识杠杆和杠杆的平衡条件一、杠杆的定义在力的作用下能够绕固定点转动的硬棒。二、杠杆的五要素：1支点：杠杆绕着转动的点。2动力：使杠杆转动的力。3阻力：阻碍杠杆转动

7、的力。4动力臂：从支点到动力作用线的距离。5阻力臂：从支点到阻力作用线的距离。三、杠杆的平衡当杠杆在动力和阻力作用下静止(或匀速转动)时，我们就说杠杆平衡了。四、杠杆的平衡条件动力动力臂阻力阻力臂，即F1l1F2l2或。杠杆在生活和生产中有着广泛的应用，学好这部分知识具有重要的实际意义。杠杆是一种重要的简单机械，也是学习滑轮、轮轴等其他一些简单机械的基础。大部分学生对生活中的杠杆比较熟悉，也很感兴趣；但对杠杆的“五要素”及杠杆的平衡条件，还不清楚。通过本节课的学习，可以把学生的感性经验上升为理性认识。另外，让学生亲自经历探究杠杆平衡条件的全过程，有利于培养学生科学探究的能力。第2课时杠杆平衡条

8、件的应用1会对杠杆分类，并能根据实际需求选择合适的杠杆。2会画杠杆的示意图。教学重点：杠杆的分类。教学难点：力臂画法和杠杆的分类。多媒体课件等。新课引入我们先来听一个小故事：“只要您让我有一个地方站着，我就可以把地球推动起来。”古希腊大数学家阿基米德对国王说。“哈哈！你太吹牛了！”国王大笑着说：“你先给我推动一样东西看看，看你讲的话怎么样。”当时，国王造了一只很大的船，可是没有办法推到水里去。即使把全城的人都集合起来，恐怕也不能推动。国王对阿基米德说：“那么，就请你来帮忙吧，把这条船推动到水里去吧，我的吹牛家！”阿基米德满口答应。他精心设计了一套复杂的杠杆和滑轮组合成的机械，末端留了一条拉绳，

9、然后请国王来看表演。这一天，海边人山人海。那艘大船，长十几丈，高几层楼，确实是一个庞然大物。阿基米德将那一条小绳交给了国王，说：“请你拉一下吧，一切都解决了。”国王半信半疑，手里拿着绳子，先看了看，然后这么轻轻一拉。奇迹出现了：大船移动起来，渐渐地向海里滑去就像耍魔术一样。国王瞪大了眼睛，张着嘴半天才说：“这，这是怎么回事，莫非有上帝在相助？”顿时，岸上爆发出一阵欢呼声。在这个小故事里，聪明的阿基米德巧妙地运用了杠杆，今天我们就来学习杠杆的应用。新课教学探究点杠杆的类别及应用多媒体展示：动画1：跷跷板。从幼儿园放学后的小明、小伟和大勇正在玩跷跷板，他们三人一起站在跷跷板上，站在同一边的小明、小

10、伟一下子将大勇翘了起来，大勇怎样才能将他们两人翘起来呢？对，大勇迅速滑向跷跷板的外端，也就是增加大勇的力臂，这样大勇一个人就可以将他们两个人翘起来。对于大勇，跷跷板这时候就是一个省力杠杆。这时小明、小伟怎样才能将大勇再次翘起来？坐在哪里才能使跷跷板平衡？他们可以像大勇一样，通过增加力臂的方法，滑向跷跷板的外端；还可以再加上一个人，通过三个人的力量将大勇翘起来。对于他们三人，跷跷板这时候就是一个费力杠杆。通过上面的动画，可知，杠杆可以分为省力杠杆、费力杠杆，另外还有一种等臂杠杆。1省力杠杆。请同学们看多媒体：动画2：压水机压水，压水机的手柄杠杆示意图。请同学们根据杠杆示意图发现它有什么特点？再根

11、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？出示省力杠杆如：铡刀(图)、瓶盖起子(图)、独轮车(图)。讨论：阿基米德运用了发散性思维设想如果动力臂“无限长”，就可以承受“无限大”的阻力，于是沉重的东西都可“撬动”起来。但是如果阿基米德把地球撬起毫米那么一点的话，他就将在空中划过一个很大很大的弧，一辈子也走不到头。2费力杠杆。请同学们看多媒体：动画3：铁锹挖土。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：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

12、生活中有哪些费力杠杆？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。请同学们看多媒体：动画4：天平。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。天平是支点在中间的等臂杠杆，如图所示。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。教师归纳总结：种类条件好处代价实例省力杠杆动力臂大于阻力臂省力费距离老虎钳费力杠

13、杆动力臂小于阻力臂省距离费力镊子、筷子等臂杠杆动力臂等于阻力臂相等力和距离两者都不省也都不费天平第2课时杠杆平衡条件的应用杠杆类型杠杆特点杠杆优点杠杆缺点省力杠杆l1l2，F1F2省力费距离费力杠杆l1l2，F1F2省距离费力等臂杠杆l1l2，F1F2既不省力也不省距离通过本节课的学习，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。第二节 第1课时定滑轮和

14、动滑轮1知道什么是定滑轮、动滑轮及其特点。2理解定滑轮、动滑轮的实质，能根据杠杆的平衡条件对两种滑轮进行理论分析。教学重点：定滑轮、动滑轮的特点和工作原理。教学难点：动滑轮的支点和它的工作原理。弹簧测力计、动滑轮、定滑轮、钩码、多媒体课件等。新课引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，如图所示。你知道旗杆顶端有一个什么器件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。新课教学探究点一滑轮1观察如下课件图片得出滑轮定义。滑轮：中心有轴，周边有凹槽，可以绕装在框子里的轴转动的轮子。

15、2活动：演示用定滑轮提升钩码(如图)，让学生观察定滑轮在使用过程中有些什么特点。然后演示动滑轮提升钩码(如图)，让学生观察动滑轮在使用过程中有些什么特点。引导学生总结定滑轮、动滑轮的概念。教师总结：滑轮的轴心位置不移动的滑轮叫定滑轮。滑轮的轴心位置随提升的物体一起移动的滑轮叫动滑轮。探究点二定滑轮问题1：可以直接用手将物体提升，如果高度太高手够不到怎么办呢？比如把国旗升到顶端，这个时候就可以用到滑轮了，现在我们就来模拟用定滑轮升国旗，演示使用定滑轮。问题2：使用机械的作用在于省力或省距离，那么使用定滑轮的作用是什么呢？问题3：斜着拉动时拉力大小还等于物体重力吗？强调：沿任何方向拉动定滑轮力的大

16、小都是一样的。问题4：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l1l2的等臂杠杆(如图所示)。总结：定滑轮特点是不省力、不省距离，但可以改变力的方向。探究点三动滑轮问题1：滑轮除了刚才的用法，还能有其他用法来提升物体吗？问题2：使用定滑轮可以改变力的方向，那么使用动滑轮的作用是什么呢？演示：动滑轮。问题3：此时有几段绳子拉着重物？问题4：物体重2N，将绳子自由端挂在顶端，绳子拉力大小为多少？问题5：如果用手拉着绳子自由端，则手的拉力大小为多少？问题6：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。问题7：为什么沿斜向拉动时拉力大小不等于重力的一半呢？

17、动滑轮实质是l12l2的省力杠杆(如图所示)。总结：动滑轮特点是可以省一半力，但费一倍的距离，不可以改变力的方向。活动：如图所示，认识定滑轮、动滑轮的实际应用。第二节滑轮及其应用第1课时定滑轮和动滑轮一、定滑轮1使用特点：可以改变力的方向，不省力也不费力；不省距离也不费距离。2实质：是一个等臂杠杆。二、动滑轮1使用特点：能省一半的力，但是不改变力的方向；要多移动一倍距离。2实质：动力臂是阻力臂二倍的杠杆。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

18、论分析，再次体会从具体到抽象的研究方法。我首先从实物引入，让学生认识滑轮、利用滑轮、区分滑轮；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。第2课时滑轮组及其应用1通过图片介绍，让学生知道滑轮组的概念；使学生初步掌握滑轮组的特点及其应用。2知道使用滑轮组时拉力与物重的关系；会组装简单的滑轮组。教学重点：知道使用滑轮组时拉力与物重的关系。教学难点：知道使用滑轮组时拉力与物重的关系。弹簧测力计、动滑轮、定滑轮、钩码、多媒体课件等。新课引入多媒体展示：小孩吊起牛犊动画(如图)，引导学生思考，为什么一个小孩能自己把牛吊起来？这其中用到了什么原理呢？学完今天的课程我们就会知道。新课教学探

19、究点滑轮组及其应用教师：我们先来回顾上节课的知识，请同学回答动滑轮、定滑轮的特点。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？学生实验：探究滑轮组工作时的特点。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。1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？2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

20、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。3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，若动滑轮重和摩擦不计，动滑轮被几股绳子吊起，所用的力就是物重的几分之一，即FG。4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

21、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多媒体展示：我国古代对简单机械的应用。第2课时滑轮组及其应用一、优点：既可省力，又可改变力的方向。二、公式：F(不计滑轮重和摩擦)。本节先回顾定滑轮、动滑轮的特点，后指出如果把定滑轮和动滑轮组合起来使用，就可以既省力又方便，接着研究使用滑轮组时拉力与物重的关系；通过图片、录像等媒体资料介绍我国古代对简单机械的应用情况，来拓宽学生的知识面，同时进行爱国主义教育。第三节做功了吗1知道什么是机械功并认识做功的两个必要因素。2理解功的计算公式及功的单位并初步学会应用功

22、的公式进行计算。教学重点：理解做功的两个必要因素，能利用功的公式进行简单的计算。教学难点：怎样才算做功。多媒体课件。新课引入大家对功这个词并不陌生，如功课、功劳、立功、大功告成、事半功倍、用功学习等这些词中“功”有的具有“成效”的意思，力学中所说的“功”就吸收了“成效”的意思。在物理学上“做功”的含义是什么？怎样计算做功的多少？这节课我们就一起来探讨这些问题。请同学们翻开教材P195，第三节“做功了吗”。新课教学探究点一什么是机械功1问题：我们所学的简单机械有哪些？请说说它们的优点和缺点。学生回答：省力的费距离，费力的省距离。那么力和距离之间到底存在着什么样的关系呢？为了评价机械的功效，机械师

23、们提出了“功”的概念，后来这一概念被引入到物理学中。2出示动滑轮提升重物的图片，探究机械功。问题：图中拉力F等于多少？拉力F上升的距离是多少？如果把拉力F与上升距离s相乘，得到的乘积正好等于物重G与物体上升高度h的乘积，即FsGh。后来又发现使用其他机械也是如此。于是人们开始认识到，力和物体在力的方向上移动距离的乘积是一个有意义的物理量。物理学中把力和物体在力的方向上移动距离的乘积叫作机械功，简称功。探究点二怎样才算做功1出示课件：某工人起吊重物，起重机起吊重物对重物有向上的拉力，重物在拉力F的作用下升高一段距离s。2出示图片：分析推力对小车做功，推力对小车向右的推力，小车在推力F的作用向右移

24、动一段距离s。3提问：请同学们归纳一下，前面两个实例有什么共同点？(引导启发)共同点有作用力，在力的方向上通过一定距离。归纳：通过以上总结，我们应建立这样一个认识：物体在力的作用下，在力的方向上通过一段距离s，那么力对物体就做了功，不管是在水平方向，还是在竖直方向上，不管施加力的物体是人还是机械。4出示图片：起重机和直升机吊起重物都是做功的实例，让学生分析判断起重机和直升机是否对重物做功？5提问：做功到底由什么因素决定？请同学们归纳一下。总结：由以上分析可知，不管是在水平方向，还是在竖直方向，功都是由作用在物体上的力和物体在力的方向上通过的距离这两个必要因素决定的。做功的两个必要因素：(1)作

25、用在物体上的力；(2)物体在力的方向上通过的距离。出示课件：关于不做功的三种情况，让学生根据做功的两个必要因素判断，并分析归纳结论。出示课件：出示不做功的三种情况，下面的同学判断。多媒体展示：(1)物体虽然受力，但没有在力的方向上移动距离(F0，s0)劳而无功。(2)物体虽然移动了距离，但在运动方向上没有受到力(F0，s0)不劳无功。(3)物体受力方向与物体移动距离的方向垂直(F0，s0，Fs)垂直无功。总结：所以物理学中的“做功”与日常生活中的“工作”不完全一样，平常我们所说的“工作”是对一切消耗体力和脑力劳动的总称。“做功”比“工作”的含义要狭窄且严格得多。譬如一个人在水平地面担了一天水，

26、他当然是工作了，但从物理学角度来说，他基本上没有对水做功。探究点三怎样计算功1功的大小：功等于力和物体在力的方向上通过的距离的乘积。2计算公式：功力距离，即WFs(功的定义式)3单位：焦耳(1焦1牛米)。多媒体展示：例：一台拖拉机耕地时，牵引力是28500牛，前进了1000分米，此拖拉机牵引力做了多少功？解：根据WFs28500N100m2.85106J。答：此拖拉机牵引力做了2.85106J功。第三节做功了吗一、机械功：物理学中把力和物体在力的方向上移动距离的乘积叫作机械功，简称功。二、怎样才算做功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不做功的三种

27、情况：(1)F0，s0劳而无功；(2)F0，s0不劳无功；(3)F0，s0且Fs垂直无功。三、怎样计算功1物理学中规定：功等于力跟物体在力的方向上通过的距离的乘积。2公式：WFs(F，s)。3单位：焦耳，简称：焦，符号：J。1焦耳1牛顿米。这节课我们学习功的概念。物理学中的功是由力和物体在力的方向上通过的距离两个因素决定的，缺一不可。尤其要注意这里的距离必须是在力的方向上，移动的距离跟力的方向垂直时是不做功的。WFs是必须要掌握的计算公式，只有掌握得好，记得牢，应用才能得心应手。第四节做功的快慢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。3会计算简单的功率问题。教学重

28、点：功率的概念、意义及计算。教学难点：功率的概念和有关计算。弹簧测力计、刻度尺、秒表。新课引入提问：1.什么是机械功？怎样才算做功？2怎样计算功？3如何比较物体运动快慢？物理学中用什么量表示物体运动快慢？速度是如何定义的？4一个建筑工地上要把500块砖送到楼顶，用定滑轮往上送，一次运50块，共花了120min，而用起重机运送1次就可运完，只要2min就可以了，已知每块砖重量35N，楼高20m。试求定滑轮和起重机各做了多少功？学生解答：定滑轮做的功：共做n10次，W1nGh1035N5020m3.5105J。起重机做的功：W2Gh35N50020m3.5105J。2学生回答后，教师及时表扬完成得

29、既准确又快的学生，鼓励较慢的学生。并讲述：从前面的计算我们可以看到做功不仅有多少的问题，还有一个快慢的问题。教师指导观察教材P199图1029中a、b两个人做功的多少和做功所用的时间，进而再比较两人做功的快慢，并指出比较的方法，指定学生回答后，再指导学生观察图1030中(a)、(b)两人做功的多少和做功所用的时间，进而再比较两人做功的快慢，并指出比较的方法，指定学生回答。教师归纳：和比较物体运动快慢一样，比较物体做功快慢有两种方法：相同时间比做功的多少和做功相同时比所用时间。无论是人做功还是机械做功，都有做功快慢的问题，这节课我们就来探究做功的快慢。新课教学探究点功率及其计算1怎样比较做功的快慢。师：如何比较做功的快慢？方法有几种？生：比较做功的快慢方法有两种，相同时间比做功的多少和做功相同时比所用时间。板书：比较做功快慢的两种方法：相同时间比做功的多少和做功相同时比所用时间。2功率和测算功率的方法。师：为了比较物体运动快慢，我们引入了速度的概念，为了比较物体做功的快慢，我们引入功率的概念。对比速度的概念，我们如何定义功率这个概念呢？生：把单位时间内做的功定义为功率。师：如果用P表示功率，对比速度的计算公式，功率的计算公式应该是怎样的呢？生：P。师：根据公式，功率的单位是什么？生：J/s。师：在国际单位制中，功