苏科版杠杆一.docx
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苏科版杠杆一.docx
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苏科版杠杆一
射阳县通洋初级中学教学案
课题
杠杆
(一)
班级
任教者
邓健
课型
新授
课时
2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
有关杠杆的名词、探究杠杆的平衡条件、杠杆示意图的画法
教学难点
杠杆示意图中动力臂和阻力臂的画法。
教学过程
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。
备注
教学过程
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。
备注
教学反思
射阳县通洋初级中学教学案
课题
杠杆
(二)
班级
任教者
邓健
课型
新授
课时
2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
有关杠杆的名词、探究杠杆的平衡条件、杠杆示意图的画法
教学难点
杠杆示意图中动力臂和阻力臂的画法。
教学过程
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。
备注
教学过程
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。
出支点、重力、推力及它们的力臂。
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
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?
备注
教学过程
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
备注
教学反思
射阳县通洋初级中学教学案
课题
11.2滑轮
班级
任教者
邓健
课型
新授
课时
2课时
教学目标
1.初步认识定滑轮和动滑轮,了解两滑轮在生活和实际中的应用。
2.明确定滑轮和动滑轮的实质是变形杠杆。
3.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.
教学重点
定滑轮和动滑轮的特点及它们的实质
教学难点
1.动滑轮的瞬时支点的确定方法。
2.根据设计要求,连接滑轮组的绕绳方法
教学过程
杠杆分为一.复习:
1、杠杆的平衡条件。
那几类?
各类杠杆的特点是什么?
二:
探究新知:
1。
开放性活动,讨论“如何把木料运上楼”?
、你在生活中哪些地方见过滑轮?
你知道它们起到什么作用吗?
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。
备注
教学过程
二、探究使用定滑轮的特点
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。
1.按上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。
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、探究使用动滑轮的特点
备注
教学过程
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。
可以发现,当弹簧测力计斜向上拉时,拉力的示数会变大。
四、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。
五、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。
课堂作业
备注
教学反思
射阳县通洋初级中学教学案
课题
11.3功
班级
任教者
邓健
课型
新授
课时
2课时
教学目标
1.理解功的概念,经历实验探究体验做功的过程,理解做功的两个必要条件,并能正确判断某个力是否做功。
2.知道功的公式,会对有关功的问题进行简单的计算。
3.知道功的单位“焦耳(J)”,并能在计算中正确应用。
4.通过观察、讨论和实验了解功的物理意义。
5.通过对实例的分析,体验并能知道做功是能量转化或转移的过程。
知道使用任何机械都不能省功
教学重点
.知道功的公式,会对有关功的问题进行简单的计算。
教学难点
通过观察、讨论和实验了解功的物理意义。
教学过程
1.做功的两个必要因素。
物理学中的“做功”与日常生活中的“做工”是不同的,物理学中的做功必须要满足两个必要条件:
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。
只有满足这两个条件,我们才说力对物体做了功。
因此有三种情况物理学中是不承认做功的:
(1)物体虽然受力,但未通过距离。
例如人用力推墙壁,由于墙壁未移动,所以人未做功。
(2)物体虽然移动了一段距离,但无外力作用。
例如冰块在光滑的水平冰面上匀速滑动,虽然冰块在水平方向移动了一段距离,但水平方向上并无作用力,因此不做功。
(3)力的方向与物体运动的方向垂直。
例如人提水桶在水平方向上移动一段距离,由于人对水桶的作用力是竖直向上的,因而这个力也不做功。
2.功的大小。
功的大小等于力跟物体在该力方向上通过的距离的乘积。
力对物体做功的多少只与这两个因素有关,与物体的运动状态(如竖直方向还是水平方向,匀速运动还是加速运动等)、物体的质量、支持面是否光滑无关。
3.功的单位是焦耳(J),1J表示1N的力使物体在这个力的方向上移动1m所做的功。
焦耳是一个比较小的单位,将两个鸡蛋匀速举高1m做的功大约为1J
曲型范例
例1.下列四种情境中,人对物体做功的是
A提着水桶在水平地面上匀速前进
B举着杠铃原地不动
C用力搬石头但没有搬动
D推着小车前进
备注
教学过程
全解:
A选项中提水桶施力的方向是竖直向上,水桶的移动的方向为水平方向,虽然水桶受力了,也移动了距离,但是没有在力的方向上移动一段距离,所以没有对水桶做功。
B选项对杠铃施力了,但没有移动距离,所以没有对杠铃做功。
C选项中对石头施力了,但没有移动距离,所以没有对石头做功。
D选项推小车向前施力,且小车在向前的方向上移动一段距离,所以对小车做了功。
答案为D。
点评:
通过对这个问题的解析,学生能进一步理解做功的两个必要因素。
例2.一列火车以20m/s的速度在平直的轨道上匀速行驶,整列火车受的阻力是9×104N,问这列火车行驶1min火车做了多少功?
精析:
解此题时,首先注意火车做匀速直线运动,因此火车的牵引力和阻力是一对平衡力,则F=f,另外距离可以利用S=vt来求,最后可用公式W=Fs求出火车在这段距离中所做的功。
全解:
由V=S/t得,S=Vt=20m/s×60s=1200m
根据:
W=FS得
W=FS=fs=9×104N×1200m=1.08×108J
点评:
本题不仅训练了功的计算,而且训练了由物体的运动状态来确定物体受力情况的思维过程。
活动与探究
九年级(10)班位于教学楼的三楼,若一位中学生沿楼梯匀速爬上三楼,请你估测一下该学生在该过程中做功大约为多少。
思考与练习
一、填空题
1.物理学中的做功包含两个必要的因素:
(1),
(2)。
功的计算公式是,国际单位制中功的单位是。
2.九年级(5)班的同学学习了功的知识后,他们讨论对物体做功的多少。
李壮同学用10N的水平拉力将重300N的箱子沿水平地面移动了5m,张强同学将这个箱子匀速举高2m,王明同学将这个箱子举起后在空中停留5s。
李壮同学做功是J,张强同学做功是J,王明将箱子在空中停留5s过程中做功J。
3.如图所示,在拉力F作用下,重为120N的物体竖
直向上做匀速直线运动,物体上升的速度为0.4m/s,
则拉力F的大小为N,在5s内拉力做功J。
(不计动滑轮的重、绳子的重及各处的摩擦)
二、选择题
4.如图所示,用水平力F拉着重为100N的物体在水平地面上向左匀速移动了5m,物体所受地面的摩擦力大小为20N,则()
备注
教学过程
A.重力做的功是500J
B.拉力大小为100N
C.拉力大小为120N
D.拉力做的功为100J
5.以下事例中,重力做功的是()
A.冰球在水平的冰面上滚动B.皮划艇在平静水面快速滑行
C.跳水运动员下落D.举重运动员把杠铃举起停在空中静止不动
三、计算、论述题
6.一辆重为20000N的汽车在水平的公路上匀速行驶,汽车所受阻力为车重的0.3倍,汽车在1分钟内行驶1.5Km,问在1分钟内牵引力做功多少焦?
汽车受的重力做功多少焦?
相关链接
功的原理及应用
使用动滑轮能省力,但不能省功,这个结论也适用于其他机械。
大量的实验和理论研究表明:
使用任何机械都不能省功,这个结论叫功的原理。
任何复杂的机械都是由简单机械组合而成的,因此功的原理对一切机械都适用。
这个结论在历史上曾被誉为“机械的黄金定律”,对机械的使用和研制都具有重要的指导意义。
下面我们利用功的原理来解释一下使用斜面为什么省力?
如图所示,物体所受重力为G,斜面长为L、高为h,F为沿斜面拉物体的力。
根据功的原理,我们知道使用任何机械都不能省功。
如果不计物体与斜面之间的摩擦,用力F沿斜面把物体匀速推上去所做的功,应该等于直接将物体举高所做的功。
据此请你推导出F的计算公式。
备注
教学反思
射阳县通洋初级中学教学案
课题
四、功率
班级
任教者
邓健
课型
新授
课时
1课时
教学目标
1.理解功率的概念。
了解功率的物理意义。
2.知道功率的公式
,会对有关功率的问题进行简单的计算。
3.知道功率的单位“瓦特(W)”,并能在计算中正确应用。
4.经历探究人体的输出功率的过程,进一步熟悉科学探究的基本步骤。
5.进一步形成乐于探究自然现象和日常生活中的物理学道理的习惯,增强将科学技术应用于日常生活、社会实践的意识。
教学重点
.知道功率的公式
,会对有关功率的问题进行简单的计算
教学难点
经历探究人体的输出功率的过程,进一步熟悉科学探究的基本步骤
教学过程
1.功率是表示物体做功快慢的物理量。
功率的定义为单位时间内完成的功。
单位时间内完成的功越多,做功就越快,完成相同的功所需的时间就越短。
由功率公式可见功率大小是由做功多少与所用的时间共同决定的,做功多,功率不一定大;时间长,功率也不一定小。
2.功率的单位W是一个导出单位,是从功率的定义中得出来的。
1W=1J/S,表示在1S的时间完成1J的功。
由于“W”比较小,在实际应用中常用kW作为功率的单位:
1Kw=1000W。
在学习中应分清功的符号和功率的单位。
3.在使用P=进行计算时,P、W、t的单位分别为w、J和S,请注意单位的统一性。
4.根据W=FS,得到功率P=
=
=F.
=Fv的另一种表达形式,它对解决车、船的速度、功率、牵引力的问题较为方便。
曲型范例
例1.下列关于功率的说法正确的是()
A.功率大的机械比功率小的机械做功一定多
B.功率大的机械比功率小的机械做功一定少
C.功率大的机械工作时所用的时间一定少
D.功率大的机械工作时做功一定快
精析:
功率定义为单位时间内完成的功,由所做功的多少和所用的时间决定,它反映了物体做功的快慢。
A、B、C中都缺少一个因素,判断是错误的。
全解:
物理学中用功率表示物体做功的快慢,所以功率大的机械做功一定快,故选D。
点评:
类比是学习物理常用的方法,例1中我们可以将功率与速度作类比,物体运动的路程长,运动的速度不一定大;物体运动的速度小,运动的路程不一定短。
我们可以用同样的方法来理解功率。
备注
教学过程
例2.暑假中,明明和爸爸到花果山去游玩,同时他们进行了爬山比赛,已知明明和爸爸的体重之比为23,从山底分别沿两条不同的路线爬上同一山顶所用的时间之比是34,则明明和爸爸爬山的功率之比为()
A.2:
3B.1:
2C.9:
8D.8:
9
精析:
功率P=
=
,所以
=
×
=
×
=
全解:
选D。
点评:
本题中明明和爸爸沿不同路线爬山,路径不同,但他们在力的方向上(竖直方向上)移动的距离是相同的。
例3.一辆“奥迪”A4轿车用3000N的牵引力以72Km/h的速度在高速公路上行驶,这时轿车的功率是多少
精析:
根据P=
=
=F.
=Fv,已知力F和速度v就可以求出功率P。
不过要注意各量的单位,72Km/h要化成用m/s作单位。
全解:
v=72Km/h=20m/s
P=FV=3000N×20m/s=6×104w
点评:
本题能训练学生根据不同的已知条件确定解题思路。
活动与探究
每台动力机械都有它的额定功率,也就是正常工作时的功率,常标在机械的铭牌上。
下表中列出了几种动力机械,请你至少调查其中的两种,把它的型号和额定功率填入表中。
机械名称
柴油机
拖拉机
汽车
摩托车
洗衣机
型号
额定功率
思考与练习
一、填空题
1.如图为某举重运动员在0.5s内由支撑到起立将杠铃举起过程中拍摄
的两张照片,杠铃的质量为100kg,则杠铃重为N.若这个过
程中运动员将杠铃举高约0.5m,则该运动员在上述过程中对杠铃做
功的平均功率约
为W.(g取10N/kg)
2.某人在水平地面上用100N的水平推力推动重为500N的物体,使物体以0.2m/s的速度匀速移动了3m,此人做的功是J,功率是W.
3.小刚要锯开厚度均匀的木板,每拉一次,据条移动的距离为0.3m,所用的力为180N,连续拉锯50次用了1min,这个过程中小刚做功为_________J,功率是_________
备注
教学过程
二、选择题
4.李明同学快速地由一楼跑到三楼的过程中,他的功率与下列哪个值最相近()
A.5WB.50WC.500WD.5000W
5.在中考体育测试的跳绳项目中,某同学取得了每分钟跳150次的好成绩。
假设他每跳一次所用时间相等,每次跳离地面的平均高度为6cm。
则他跳绳时的功率最接近于:
()
A.7.5WB.75WC.4500WD.7500W
6.实验中学举行首届跑楼梯比赛,共有20名选手进入决赛。
若要测量参赛者的功率大小,需测出的物理量是()
A.登楼所用的时间
B.参赛者的体重,所登楼层的高度
C.参赛者的体重,所登楼层的高度以及登楼所用的时间
D.参赛者的体重,所登楼层的高度,登楼所用的时间以及参赛者通过的路程
三、计算、论述题
7.起重机把一个质量为0.5t的工件在15s内提升了6m,取g=10N/kg。
求:
(1)起重机对工件所做的功;
(2)起重机提升工件的功率。
8.一块水田面积为2400m2,要灌平均0.1m深的水。
不计水渗透的损失,求:
(1)所灌水的体积。
(2)所灌水的质量。
(3)若这些水是用水泵(抽水机)从距水田2m深的水渠中抽上来的,水泵至少要做多少功?
(4)若水泵的功率为2.4kw,抽这些水要用多长时间?
(ρ水=1.0x103kg/m3,g=10N/kg)
备注
教学反思
射阳县通洋初级中学教学案
课题
五.机械效率
班级
任教者
邓健
课型
新授
课时
2课时
教学目标
1经历使用动滑轮的实验探究过程,了解什么是有用功、额外功和总功。
理解三者之间的数量关系。
2理解什么是机械效率。
学会用机械效率的公式进行有关问题的简单计算。
3了解常用机械的效率,通过讨论、分析,了解影响机械效率的因素。
4通过对机械效率的了解,认识到做所有的事情都要讲究效率。
5了解使用机械的历史过程,认识机械的使用对社会发展的作用。
教学重点
理解什么是机械效率。
学会用机械效率的公式进行有关问题的简单计算
教学难点
了解常用机械的效率,通过讨论、分析,了解影响机械效率的因素
教学过程
学习指导
1.有用功、额外功、总功。
正确认识机械效率,关键是弄清有用功、额外功和总功的含义。
有用功是对人们有用的功,无论采用什么机械,有用功的数量是不变的。
若使用机械的目的是提升物体,那么克服物体的重力所做的功就是有用功,即W有用=Gh;若目的是在水平面上平移重物,那么克服物体与水平面间的摩擦力所做的功就是有用功,即W有用=fs。
额外功是指由于使用机械而额外多做的功,机械的摩擦和机械的自重往往是产生额外功的原因。
2.机械效率总小于1。
使用不同的机械做功,需要做的额外功是各不相同的,额外功在总功中所占的比例越小越好,或者说有用功在总功中所占的比例越大越好。
机械效率是有用功跟总功的比例,即=W有用/W总功。
由于W额外是不可避免的,因此W有功 曲型范例 例1.用一个动滑轮、一个定滑轮组成的滑轮组来匀速提升重物G,如图所示。 已知物重G=600N,拉力F=250N,求重物升高0.5m时,拉力所做的有用功、额外功及机械效率。 若不计绳重和摩擦力,求动滑轮的重。 精析: 竖直方向提升物体过程中,有用功W=Gh,在不计绳重和摩擦力的情况下,克服动滑轮重所做的功就等于额外功,既W额外=G动h 全解: (1)W有用=Gh=600N×0.5m=300J. (2)S=3h=1.5m,W=Fs=250N×1.5m=375J. (3)W额外=W总-W有=375J-300J=75J, η= ×100﹪= ×100﹪=80﹪ 备注 教学过程 (4)W额外=G动h,G动= = =150N 点评: 对动滑轮重的求解还可用3F=G物+G动,故G动=3×250N-600N=150N. 例2.如图所示,用一滑轮组将重为400N的物体A沿水平方向匀速拉动10面间的摩擦力是240N,水平拉力F为100N,求总功、有用功、额外功和滑轮组的机械效率。 精析: 水平方向拉动物体过程中,克服物体与地面间的摩擦力所做的功为有用功W有用=fAs,额外功是克服滑轮轴间摩擦力所做的功。 全解: 绳子自由端移动距离S=3SA=3×10m=30m, W有用=fAs=240N×10m=2400J, W额外=W总-W有=3000J-2400J=600J, η= ×100﹪= ×100﹪=80﹪ 点评: 以上两题均为求滑轮组的机械效率,做题的关键在于分析有用功,第一题在提升物体过程中是克服物体受的重力做功,所以W有用=Gh: 第二题在匀速拉动物体前进过程中是克服物体与地面间的摩擦做功,所以W有用=fAs。 同学们一定要注意区分。 一、填空题 1.如图所示,用一个动滑轮把重200N的物体提高了1m,所用的拉力为125N,则动滑轮所做的有用功W有用=________J,它的机械效率η=_________
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