九年级物理教案上册.docx
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九年级物理教案上册
第十一章简单机械和功
课题
11-1杠杆
课时
四课时
教
学
目
标
初步认识杠杆,了解杠杆的应用,会将杠杆分类,能用探究的方法研究杠杆的平衡条件,并能用来进行简单的计算。
会正确画出杠杆的示意图,并能进行简单的小制作。
培养学生科学探究能力、作图能力、概括总结的能力。
教学重点
与难点
重点:
有关杠杆的名词、探究杠杆的平衡条件、杠杆示意图的画法。
难点:
杠杆示意图中动力臂和阻力臂的画法。
教
具
木板、木块、图钉、羊脚锤、尖嘴钳、螺丝刀
铁架台、杠杆、钩码、弹簧测力计
教学过程
互动与反馈
第一课时:
一、初步认识杠杆
1.提出问题:
⑴展示木板上的图钉,想出办法怎样可以将其把出来?
⑵在这些方法中,哪一种方法最省力?
⑶观察开瓶扳手、衣服夹子使用时的特点。
⑷指出用上述方法时,有什么共同之处?
2.得出杠杆的定义:
一根在力的作用下可绕一固定点转动的硬棒称做杠杆。
3.关于杠杆的名词:
支点O:
杠杆绕其转动的固定点。
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:
从支点到动力作用线的垂直距离。
阻力臂l2:
从支点到阻力作用线的垂直距离。
4.讲解杠杆示意图的画法:
例题:
画出用螺丝刀撬图钉的杠杆示意图。
先找支点O;再确定动力、阻力的作用点;交待判断动力、阻力方向的方法。
说明力臂的画法有两种:
一种用带箭头的细线表示,另一种用虚线加大括号表示。
指出什么是力的作用线。
可以用螺丝刀、羊脚锤、尖嘴钳等工具。
螺丝刀最省力。
5.总结本课时内容。
6.作业:
1.画出下图所示杠杆力F1和F2的力臂。
2.画出下图所示的扳鱼网的杠杆示意图,并标出动力和阻力臂。
第二课时:
巩固杠杆示意图的画法,学习画最省力的杠杆
1.纠正作业中存在的问题,强调:
⑴阻力、动力的作用点一定要画在杠杆上;
⑵由重力产生的阻力,要注意阻力的作用点一定在杠杆上,而不是画在物体的重心上。
2.复习提问:
杠杆的定义、、力臂的概念
3.让学生找出开瓶扳手的支点,并画出阻力F2,交待支点和阻力作用点及阻力方向的确定方法。
4.讲解例1:
如图所示的弯曲杠杆A端吊一重物G,要想在B端加一
最小的力F,使AO(O为支点)保持水平平衡,试画出此力的方向和力臂。
先利用杠杆的平衡条件,说明当阻力和阻力臂一定时,要
想动力最小,一定是动力臂最大。
支点与力的作用点的连线作力臂时,力臂最大。
5.讲解例2:
画出使杠杆AB在图示位置静止时所用最小力F的作用点和方向。
利用这个变式,再次强调欲使力最小,必须力臂最大。
6.总结本课时内容,布置作业:
⑴画出用羊角锤拔钉子时的杠杆示意图。
⑵如图所示,用最小的力把重油桶推上台阶,推力的作用点在何处?
方向如何?
在图上分别画出支点、重力、推力及它们的力臂。
第三课时:
分组实验
三、探究杠杆的平衡条件
1.介绍探究杠杆平衡条件实验中所用的杠杆。
2.讲清:
⑴什么是杠杆的平衡状态:
静止或匀速转动。
⑵调节杠杆平衡的方法:
左沉右调
⑶为什么要在水平位置平衡?
a.便于直接读出力臂的大小b.使杠杆的自重落在支点
3.分三种情况探究杠杆的平衡情况,并将结果记入表格中:
测量次数
F1/N
l1/cm
F2/N
l2/cm
1
2
3
4
5
6
7
8
9
⑴钩码和弹簧测力计的位置保持不变,改变钩码的数量,观察弹簧测力计的示数如何变化?
⑵钩码的数量和位置保持不变,改变弹簧测力计的位置,观察弹簧测力计的示数如何变化?
⑶钩码数量和弹簧测力计的位置保持不变,改变钩码的位置,观察弹簧测力计的示数如何变化?
4.让学生分析表中的数据,得出结论。
补充实验:
让动力和阻力位居同侧,用弹簧测力计竖直向上拉动杠杆和斜向上拉动杠杆,比较拉力的大小是否相同,想一想为什么?
5.指出:
古希腊学者阿基米德首先总结出了杠杆的平衡条件:
F1l1=F2l2
并发出了“给我支点,我可以撬动地球”的豪言壮语。
四、杠杆的应用和分类
1.省力杠杆:
动力臂大于阻力臂,平衡时,动力小于阻力
2.费力杠杆:
动力臂小于阻力臂,平衡时,动力大于阻力
3.等臂杠杆:
动力臂等于阻力臂,平衡时,动力等于阻力
以上诸条先让学生归纳总结,再举出应用的实例。
练习:
对课本P23的常见器具进行杠杆分类,并说出分类原则。
作业:
课本P26⑴⑵
交待力臂的画法:
用直角三角板一边沿力的作用线,另一边过原点O。
最省力的方式是力臂最长。
找出用开瓶扳手打开瓶盖时的支点、动力、阻力,并画出动力和阻力的方向
注意支点的确定方法。
记入笔记。
不要认为动力和阻力一定不会作用在一点上。
动力×动力臂=阻力×阻力臂
斜拉时杠杆的力臂变小,所以力要变大。
应用举例:
(请学生回答)
手推车、船浆等
筷子、理发剪刀等
天平
第四课时:
五、有关杠杆的计算
例1.课本例题估算大象的质量。
解:
铁笼对杠杆的拉力F2与大象所受重力大小相等(铁笼重不计):
F2=mg
大象质量为:
例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8所示,则此直尺受到的重力是()
A.2.5NB.5NC.10ND.无法确定
答案:
C
六、有关杠杆的简答题
例3.在探究“杠杆的平衡条件”实验中,有一组同学猜想杠杆的平衡条件可能是“动力+动力臂=阻力+阻力臂”。
他们经过实验,获得了下述数据:
动力F1/N
动力臂L1/cm
阻力F2/N
阻力臂L2/cm
4
5
5
4
于是,他们认为自己的猜想得到了验证,你认为他们的实验过程存在什么问题?
【答】实验不能只凭一组数据得到结论,必须在多次实验的基础上通过分析才能得出结论;单位不同的两个物理量不能直接相加。
强调研究对象,指出阻力F2与大象重力的不同。
判断杠杆平衡要先正确的找出力臂。
均匀物体的重心在它的几何中心。
【讨论】这是一道探究“杠杆平衡条件”的实验题,。
该组同学根据对提出的问题猜想设计并进行实验,记录了实验数据,再经过分析归纳得出结论,符合科学探究的一般过程。
该组同学在探究时,只收集了一组数据,而这组数据又恰好符合他们的猜想,因此得出他们的猜想是正确的。
这个结论是不科学的。
因为一组数据具有偶然性,要得出规律必须通过对多次实验数据的分析归纳,找到共同的规律才能得出结论。
课外作业:
1.如图所示,AOB为一杠杆,O为支点,杠杆自重不计,AO=BO,在杠杆右端A处用细绳悬挂重为G的物体,当AO段在水平位置时保持平衡,这时在B端需施加最小的力为F1;若使BO段在水平位置时保持杠杆平衡,这时在B端需施加
最小的力为F2,则()
A.Fl
C.F1=F2D.无法比较
答案:
B
2.将大桥的结构进行简化,取其部分可抽象成如图所示的模型。
(1)可以看出它用到了杠杆的相关知识。
其中O是_______,是,代表桥重和过往车辆等产生的对桥的作用力。
(2)为了减小钢索承受的拉力,在需要与可能的前提下,可以适当增加塔桥的高度。
请分析原的目的。
教学后记:
这是简单机械的第一节内容,且内容较难,为了让学生更好的掌握,所以花费较长时间,学生掌握一般,实际应用上较差。
让学生练习将生活、社会生产中的物理问题转化为简单的物理模型,用物理知识解释。
作业反馈:
课题
11-2滑轮
课时
两课时
教
学
目
标
初步认识定滑轮和动滑轮,了解这两种滑轮在生活和实际中的应用。
明确定滑轮和动滑轮的实质是变形杠杆。
知道定滑轮和动滑轮组合在一起使用可以组成滑轮组,达到既省力又能改变力的方向的目的。
通过本节的学习,初步了解透过现象看本质的思想方法。
教学重
点与难点
重点:
定滑轮和动滑轮的特点及它们的实质
难点:
动滑轮的瞬时支点的确定方法
根据设计要求,连接滑轮组的绕绳方法
教
具
铁架台、滑轮两个、长细绳、钩码四个、
滑轮组(由两个滑轮组成的)两个
教学过程
互动与反馈
第一课时:
定滑轮和动滑轮的特点
一、初步认识滑轮
1.提出问题:
如何把木料运到楼上?
做一做:
选择合适的器材做一个模型,试一试能否实现自己的设想。
2.介绍滑轮的结构:
主要部分是能绕轴转动的轮子。
观察使用时的情景:
a.使用时滑轮轴的位置固定不动;这种滑轮称为定滑轮;
b.使用时轴的位置随被拉物体一起运动,这种滑轮称为动滑轮。
3.请学生举出生活和生产中应用滑轮的实例,并指出分别是哪一种滑轮。
4.说明滑轮是一种简单机械。
二、探究使用定滑轮的特点
1.按右图所示方式组装定滑轮。
2.在它的左侧挂钩码,右侧竖直向下拉弹簧测力计,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)
3.改变弹簧测力计拉力的方向,再进行观察和比较。
旗杆顶端的滑轮、塔吊提起重物时下端的动滑轮、电梯上的滑轮等。
4.改变钩码的个数,重做上述实验。
实验次数
钩码所受的重力F2/N
弹簧测力计的示数F1/N
1
2
3
5.分析表中的数据,得出的结论是:
使用定滑轮不能省力,但可以改变动力的方向。
三、探究使用定滑轮的特点
1.按右图所示方式组装动滑轮。
2.竖直向上拉弹簧测力计,使钩码保持平衡态,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)
3.改变钩码的个数,重做上述实验,进行观察和比较。
实验次数
钩码所受的重力F2/N
弹簧测力计的示数F1/N
1
2
3
4.分析表中的数据,得出的结论是:
使用动滑轮能省一半力,但不能改变动力的方向。
补充实验:
改变弹簧测力计拉力的方向,再进行观察和比较。
四、课堂练习和作业:
1.工厂为了搬运一个笨重的机器进车间,某工人设计了如图所示的四种方案(机器下方的小圆表示并排放置的圆型钢管的截面),其中最省力的方案是()
可以发现,当弹簧测力计斜向上拉时,拉力的示数会变大。
【答】C
2.如图所示,用滑轮按甲、乙、丙三种方式拉同一重物在相同的水平面上做匀速直线运动,拉力分别为F1、F2、F3,比较它们的大小,其中正确的是()
A.F1=F2=F3B.F1<F2<F3
C.F1<F3<F2D.F3<F1<F2
3.课本P31⑴
课课练第二节
第二课时:
定、动滑轮的实质及滑轮组的组装与特点
一、纠正作业中的错误:
1.滑轮的识别,尤其是乙图中的滑轮,它是动滑轮,作用力作用在中心的轴上,虽然费力但是省距离。
2.讲清动滑轮重力不能忽略的情况下,如何判断绳子自由端的拉力。
二、讨论定滑轮和动滑轮的实质
1.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。
2.请学生根据以上分析,解释为什么斜着拉动重物时,拉力的大小不变。
3.得出结论:
定滑轮实质是一个等臂的杠杆。
4.找出动滑轮的支点,强调这是一个瞬时支点,拉力的方向一定要竖直向上,确定其动力臂和阻力臂,并比较其的大小关系。
(动力臂是阻力臂的2倍)
5.请学生进一步分析,解释为什么斜着拉动重物时,拉力的大小会变大(动力臂变小)。
6.得出结论:
动滑轮实质是一种能省力的杠杆。
【答】B
三、滑轮组
1.定义:
将定滑轮和动滑轮组合在一起的组合装置称为滑轮组。
2.特点:
既能省力又能改变力的方向
重物和动滑轮的重力由几段绳子承担,提起重物所用的力就是物重的几分之一。
四、简单滑轮组的设计与组装
组装口诀:
单从动,双从定,从里向外绕。
例:
按照要求组装下列滑轮组。
(动滑轮自重不计)
⑴用G/2的力提起重物;
⑵用G/3的力提起重物。
五、课堂练习:
如图所示,每个钩码的质量是50g,滑块A在钩码的作用下恰能沿水平面匀速滑动,那么滑块A受到的摩擦力是()
A.2.94N
B.1.96N
C.0.98N
D.0.49N
六、作业:
1.标出甲、乙滑轮的支点O,并画出动力臂和阻力臂。
2.1.人站在二楼阳台上,要将楼下700N的重物拉上来,绳子的最大承重是300N,应怎样设计滑轮组,能将重物提起且使用滑轮的个数最少(滑轮重及摩擦不计)?
教学后记:
本课是介绍滑轮的简单知识,关于滑轮组绕线学生掌握较差。
课题
11-3功
课时
两课时
教
学
目
标
探究什么是物理学中的功,知道物体做功的两个必要条件,知道功在国际单位制中的单位。
能根据物体做功的两个必要条件判断力对物体是否做功,会用公式计算功的大小。
体会到简单机械给人们带来方便和快捷,能从功的角度理解使用简单机械“省力”和“省距离”之间的辨证关系。
教学重点与难
点
重点:
功的概念和物体做功的两个必要条件;
运用公式进行简单的功的计算。
难点:
正确判断力是否对物体做功。
教具
斜面、小车、砝码、木块、弹簧测力计、刻度尺
教学过程
互动与反馈
第一课时:
功的基础知识
一、课题引入
1.回顾利用动滑轮提升重物,可以省力,但要费距离;利用定滑轮提升重物,不能省力,但也没有多移动距离。
2.分析杠杆省力与省距离之间的关系。
3.提出有没有既省力又省距离的杠杆?
二、探究斜面
1.介绍所要探究的斜面的实验装置,并装配好。
2.提出问题:
⑴需要测量哪些物理量,可以解决我们需要探究的问题?
(小车及砝码的重力、匀速拉动小车时的拉力、斜面的长度、斜面的高度)
⑵拉动小车时要注意什么?
3.请同学们设计记录实验数据的表格:
测量次数
F/N
s/m
G/N
h/m
Fs/(N·m)
Gh/(N·m)
⑴
⑵
⑶
4.进行实验将实验数据纪录在表格中。
5.分析表格中的数据,引导学生得出实验结论。
请学生回答。
由学生先讨论再回答。
结论:
Fs与Gh近似相等;Fs略大于Gh。
三、关于功的概念
1.进一步分析实验结论,得出:
不考虑摩擦等阻力影响,没有既省力又省距离的机械。
2.指出:
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,物理学中称为机械功,简称功。
3.功的计算公式:
W=Fs
W表示功,F表示力,s表示物体在力的方向上通过的距离。
4.在国际单位制中,功的单位:
焦耳,符号:
J
1J=1N·m
功的单位是为了纪念英国物理学家焦耳在科学中的贡献而命名的。
5.提出1J的功有多大?
从地上拿起一只约50g的鸡蛋,并把它缓缓举过头顶,做功大约1J。
四、总结本课时内容,课堂练习:
例1.如图,李萍同学将同一物体分别沿倾角不同的光滑斜面推上
同一高度,则李萍做功()
A.沿AD推力做功较多
B.沿BD推力做功较多
C.沿CD推力做功较多
D.沿AD、BD、CD推力做功一样多
例2.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?
五、作业:
课本P34⑴⑵⑶
第二课时:
功的知识巩固、习题课
一、回顾功的计算公式、单位,请学生回答。
二、根据做功的两个必要条件,判断是否对物体做功。
1.明确做功的两个必要条件:
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
2.强调判断是否对物体做功,两个必要条件缺一不可。
3.例举下列三种情况,判断对物体有没有做功:
①物体受力的作用,但在力的方向上没有通过一定距离;
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;
③物体受到的力的方向与物体运动的方向始终垂直。
三、识别物体是否做功
例1.下列实际情况中,人对物体做功的是()
A.人肩上扛着重物,在水平路上匀速前进了一段距离
B.举重运动员将杠铃举在头顶稳稳地停留3s的过程中
C.人手提着重物,在斜坡上匀速前进了一段距离
D.人脚踢出的足球,在草地上滚动了10m的过程中
例2.观察图片,判断下列几种情况是否对物体做了功?
⑴司机用力推汽车,但汽车纹丝不动;
⑵足球在草地上滚了一段距离;
⑶学生背着书包在水平路面上匀速前进;
⑷女孩把一箱报刊搬起来。
例3.在下图的四种情境中,人对物体做功的是()
四、关于功的计算
1.讲解课本上的例题
2.重G的物体在水平地面上受水平向右的恒定拉力F作用时,由A移动到B,又移动到C,如图所示。
已知AB段较粗糙,BC段较光滑,且
=2
。
设拉力F在A→B的过程中做功W1,在B→C的过程中做功W2,则关于W1、W2大小关系正确的是()
A.W1:
W2=l:
lB.W1:
W2=1:
2
C.W1:
W2=2:
1D.少条件,不好判断大小关系
三、估算及用等效替代的思想方法解决实际应用问题
例题:
大伟同学用一个距离手3m高的定滑轮拉住重100N的物体,从滑轮正下方沿水平方向移动4m,如图所示,若不计绳重和摩擦,他至少做了多少功?
()
A.200J B.300JC.400JD.500J
四、课堂综合练习
1.放学后,某同学背着重40N的书包沿水平路面走了200m,又登上大约10m高的四楼才回到家,则他在回家过程中对书包所做
的功约为 ( )
A.0JB.400JC.2000JD.2400J
2.一个体重为500N的同学骑自行车上学,在水平路面上以4m/s的速度匀速行驶,有关数据如下表所示。
自行车净重
200N
行驶过程中轮胎与地面接触的总面积
1×10-2m2
匀速行驶过程中的总阻力
30N
车轮直径
0.61m
轮胎承受的最大气压
1.2×105Pa
⑴在车行驶过程中,车对地面的压强是多大?
⑵该同学骑车沿直线匀速行驶10min做了多少功?
五、作业:
复习
教学后记
功和功率是初中物理的一个难点,尤其是所涉及的计算,学生掌握不太好。
学生无法分辨出物体所受力到底在什么方向上?
通过多少距离?
有没有做功?
做多少功?
一旦题目力或者距离的数据多一个,学生就不能正确的辨别了。
让学生利用功的公式进行推导,并对相应的物理量进行估算。
请学生回答,并说明理由。
答案:
C
⑴没有
⑵没有
⑶没有
⑷做功
答案:
D
请学生分析:
水桶受力、力的作用点移动的距离,并计算出功的大小。
答案:
B
强调功的大小与接触面的粗糙程度无关。
答案:
A
答案:
B
复习回忆有关压强、压力的概念。
答案:
⑴7×104Pa
⑵7.2×104J
课题
11-4功率
课时
两课时
教
学
目
标
知道功率是描述物体做功快慢的物理量。
理解功率的物理意义,掌握功率的计算公式、单位。
能通过实例、作图等多种方式来描述功率,能用公式计算功率。
会设计实验,估测功率。
知道功和功率相互间的关系。
在实践活动中培养学生运用物理知识的能力
教学重
点与难
点
重点:
功率的概念和物理意义
难点:
设计实验估测人的功率
教
具
体重计、秒表、刻度尺
教学过程
互动与反馈
第一课时:
功率的基础知识
一、新课导入
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?
得出:
为了描述做功的快慢,需要引进一个新的物理量___功率
二、关于功率的概念
1.用速度可以表示物体运动快慢来类比,讲述功率的定义:
单位时间内做的功叫做功率。
用字母P来表示。
2.功率的计算公式:
3.功率的单位:
在国际单位制中叫瓦特,简称瓦,用符号W表示。
1W=1J/s
(瓦特:
英国工程师、发明家)
请学生思考和回答。
4.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=103W1MW=106W
三、介绍一些常见物体的功率:
课本P36记住人平时骑自行车的功率约为60~80W.
四、关于功率计算的典型例题
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.甲、乙两同学进行爬杆比赛.爬到杆顶时,甲用了9s,乙用了10s,甲、乙两人质量之比是5:
6,则他们爬竿的功率之比P甲:
P乙等于().
A.3:
4B.4:
3C.25:
27D.27:
25
例3.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。
五、课堂练习:
1.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
【答】本题选B
2.如图所示.某同学在做俯卧撑运动,可将他视为一个杠杆,他的重心在A点,重力为500N,那么他将身体撑起,双手对地面的压力至少_______N。
若他在lmin内做了30个俯卧撑,每次肩部上升的距离均为0.4m,则他的功率至少______W。
【答】30060
六、小结和作业:
课本P38⑴⑵⑶
第二课时:
实验“估测人的功率”及功和功率的初步综合练习
一、设计、实施估测人的功率的实验
1.回顾功率的计算公式
2.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。
指出在学校里,可以利用台阶进行测量。
3.请同学根据学过的知识回答:
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/W
1
2
3
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- 九年级 物理教案 上册
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