第十二章简单机械教案

学习必备欢迎下载
第十二章第1节杠杆
一、教学目标
（一）知识与技能
1．认识杠杆，知道杠杆的几个概念，会确认并画出力臂；
2．知道杠杆平衡条件；3．了解杠杆的一些应用。

（二）过程与方法
1．通过观察和实验，了解杠杆中的几个概念。

2．经历探究杠杆平衡条件的过程，进一步学会提出问题，分析归纳实验数据。

（三）情感、态度与价值观
1．关心社会生产、生活，保持对自然的好奇心，并乐于探索自然现象和日常生活中的物理学道理。

2．逐步建立辩证唯物主义的世界观。

二、学重难点
重点：引导学生通过探究得出杠杆平衡条件。

难点： 1．理解力臂概念、画法。

2．杠杆平衡条件的运用。

三、实验器材及教学媒体的选择与使用
铁架台，木棍，砖块，绳子，弹簧测力计，钩码，杠杆原理演示器，三角板，多媒体设备等。

四、教学过程
（一）创设情景，引入新课
1．用古埃及人搬运巨石修建金字塔的故事导入；
2．出示砖块、铁架台、木棍、细绳等，请同学上台模拟古埃及人搬运巨石修建金字塔的情景。

（二）认识杠杆
用同学上台模拟的实物，介绍支点O、动力 F1、动力臂L1、阻力 F2、阻力臂L2
（三）杠杆力臂的画法：
杠杆力臂的画法在中考中都偶有出现，因此有必要向学生讲明力臂画法。

首先从杠杆五要素中的力臂要素中找出力臂画法的关键字：点到线的距离然后总
结出力臂的画法：
1、点（找到支点O）
2、线（找到力的作用线并考虑延长或反向延长）
3、垂直（过支点O作力的作用线的垂线，垂线段即为力臂）。

练习 1：
羊角锤拔钉子收渔网天平
（四）探究：杠杆平衡条件
1．用上图实物，演示并讲解什么叫杠杆平衡。

2．提出问题：如果将支点右移，观察L1、 L2如何变化？ F1又会如何变化？反之，又会怎样变化呢？
3．探究：杠杆平衡条件
（1）参照教材图 12.1-2 ，引导学生思考：为什么要使杠杆在水平位置平衡？
（2）为什么要改变几次钩码重和位置（F1、 F2以及 L1、 L2）？
（3）分组合作探究，教师巡回指导。

（4）学生填写数据，并引导学生仔细分析实验数据，找出规律。

（5）学生交流发言，最后总结得出杠杆平衡条件：
动力×动力臂 =阻力×阻力臂即 F1×L1=F2× L2
练习 2：
①用一根杠杆撬重物，当物重1000N 时，手至少要用200N 的力才能撬动．若此时阻力臂长20cm，则动力臂的长度应为。

②用动力臂是阻力臂12 倍的撬棒撬重为 1800N 的石头，所用动力至少是N。

（五）杠杆的应用
1、比较练习 1 中三种杠杆中的动力、动力臂的大小，学习三种类型的杠杆。

省力杠杆： L1>L2，省力但费距离，如(1)
费力杠杆： L1<L2，费力但省距离，如(2)<L2, 费力但省距离 , 如 (2)< p>
等臂杠杆： L1=L2，既不省力也不省距离，如(3)
3．请同学们举例，生活中都有哪些杠杆，分别属于什么类型？有没有既省力又省距离的杠杆呢？
练习 3：
①天平、道钉撬、羊角锤、缝纫机踏板、铡刀、瓶盖起子、手推车和钓鱼杆等都是简单机械，其中属
属于省力杠杆的有，费力杠杆的有．
②用撬棒撬石头时，如果先后用大小相等的力沿着图 4 中所示的方向作用在撬棒的一端A点上，则（）
A．F1最容易把石头撬起C．F3最容易把石头撬起B．F2最容易把石头撬起D．F4最容易把石头撬起
（六）小结
a)杠杆的五要素
b)力臂及力臂的画法
c)杠杆的平衡条件
（七）作业
动手动脑学物理 1 、2、3、4。

（八）板书设计
第一节杠杆
一、杠杆的定义：在力的作用下能够绕固定点转动的硬棒叫做杠杆。

二、杠杆的五要素：
①支点：杠杆绕着转动的点O。

②动力：使杠杆转动的力F1。

③阻力：阻碍杠杆转动的力F2。

④动力臂：从支点到动力作用线的距离L1。

⑤阻力臂：从支点到阻力作用线的距离L2。

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
或写作： F1× l 1= F2× l 2
用比例式表示F
1
L
2，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。

F2L1
这个平衡条件也就是阿基米德发现的杠杆原理。

五、杠杆的应用
1．省力的杠杆：动力臂比阻力臂长的杠杆。

省力，但费距离。

如：撬棍、羊角锤、启瓶器。

2．费力的杠杆：阻力臂比动力臂长的杠杆。

费力，但省距离。

如：船桨、筷子、镊子、钓鱼竿。

3．等臂的杠杆：动力臂与阻力臂相等的杠杆。

如：天平、定滑轮、跷跷板。

第十二章第2节滑轮
一、教学目标
( 一 ) 知识与技能
1. 认识定滑轮和动滑轮的本质及作用。

2. 知道简单机械的一些应用。

3. 知道轮轴和斜面也能省力。

( 二 ) 过
程与方法
1.通过观察和实验，了解定滑轮和动滑轮的结构，培养学生的观察能力。

2.通过探究，了解定滑轮和动滑轮的特点，培养学生探究物理规律的能力。

( 三 ) 情感态度与价值观
1多姿多彩的简单机械激发学生学习的兴趣，使学生乐于探索物理学原理。

2通过讨论交流、实验探究，增强学生之间的协作意识和团结精神。

二、教学重难点
定滑轮、动滑轮的本质及其作用是重点。

滑轮组的装配及省力情况是难点。

三、教具学具
滑轮、细线、钩码、铁架台、弹簧测力计、长木板、长方体木块。

四、教学过程
创设情景，导入新课
升旗时，升旗手在旗杆下只是简单的拉着绳子，就把旗给升上去了，你可曾想过，旗手是怎样将红旗升到
旗杆的顾顶上去的？在往车上装油桶的时候，工人师傅们通常不是直接把它搬（抬）上去，而是在车尾加
一个长木板，把油桶推上去的，你知道他这样做的好处吗？
今天我们就探讨这些问题。

进行新课
（一）定滑轮和动滑轮
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叫做滑轮。

1．定滑轮
①定义：中间的轴固定不动的滑轮。

②特点：（演示，总结）
不能省力，也不费距离，但是可以改变力的方向。

③实质：定滑轮实质是一个等臂杠杆。

支点在滑轮的中间，力臂就是滑轮的半径。

让学生看课本P81 漫画，说说其中有什么科学道理？
2．动滑轮
①定义：和物体一起移动的滑轮叫做动滑轮。

②特点：（演示，总结）
动滑轮能省一半的力，费一倍的距离，但不能改变力的方向。

③实质：动滑轮实质是动力臂等于阻力臂二倍的杠杆。

练习 1：
①重 200 N 的物体，使用定滑轮将它提起时，不计摩擦和滑轮重，所用拉力是
它提起，所用拉力是
_____N，如果使用动滑轮将
②如图，用一个动滑轮把重500 N 的物体匀速提起2m时，不计摩擦和动滑轮重，人对绳子的拉力为_____N，绳子自由端移动______m，动滑轮的挂钩受到的拉力为_________________N.
3．滑轮组
①定义：把定滑轮和动滑轮组合起来就组成滑轮组。

②特点：既可以省力，又可以改变力的方向，但是费距离。

有几段绳子承担重物，力就等于物重的几分之一。

③滑轮组绳子段数的数法：
只数过动滑轮的绳子段数。

④滑轮组的组装（绕线）：
先给几个图，要求同学们按要求自己组装如图1：F
G G动
n
（不计绳重和摩擦）
图 1
图 3
教师进行讲解，并引导学生得出结论：
1、定滑轮和动滑轮个数不同时：从个数少的滑轮开始绕。

2、定滑轮和动滑轮个数相同时：奇动偶定，从内向外。

图 2
练习 2：
①如图 2 所示，绳子能承受的最大拉力100 N，动滑轮重40 N，那么此滑轮组最多能吊起260 N 的重物
②图 3 中，按要求给滑轮组绕线. （G为物体重，不考虑摩擦及动滑轮、绳子的重力）
（二）轮轴和斜面
1．轮轴
①定义：轮轴由轮和轴组成，并且都是绕固定的轴线转动的机械。

②特点：轮轴连接在一起，工作时，转速相同。

动力作用在轮上，省力。

③应用：水龙头，门把手，自行车踏板，自行车龙头，扳手等。

2．斜面
①演示，总结
斜面也是一种简单机械，使用斜面可以省力。

斜面越平缓，越省力，但同时也就越费距离。

②应用：盘山公路，滚油桶上车等。

（三）想想议议
使用杠杆、滑轮等简单机械提起重物，有的省力，有的不省力；使用它们时，有的力可以移动较短的距离，有的力却要移动较长的距离。

通过这几种简单机械的，你认为省力或者费力、省距离或者费距离，它们之间有什么关系？
使用任何机械，能省力就必然费距离，而省距离的机械也就必然费力，既省力又省距离的机械永远没有。

这就是功的原理：使用任何机械都不省功。

（四）小结：
1、定滑轮的特点及实质；
2、动滑轮的特点及实质。

3、滑轮组：①特点；②滑轮组的绕线
4、斜面和轮轴（五）作业：动手动脑学物理1、 4
（六）板书设计：
第二节滑轮
1．定滑轮
①定义：中间的轴固定不动的滑轮。

②特点：不能省力，但是可以改变力的方向。

③实质：定滑轮实质是一个等臂杠杆。

2．动滑轮
①定义：和物体一起移动的滑轮叫做动滑轮。

②特点：动滑轮能省一半的力，但不能改变力的方向。

③实质：动滑轮实质是动力臂等于阻力臂二倍的杠杆。

3．滑轮组
①定义：把定滑轮和动滑轮组合起来就组成滑轮组。

②特点：既可以省力，又可以改变力的方向，但是费距离。

有几段绳子承担重物，力就等于物重的几分之一。

F=G/n ③绳
子段数 n 的数法：
过动滑轮的绳子有几段，n 就等于几。

④滑轮组的绕法：
1、定滑轮和动滑轮个数不同时：从个数少的滑轮开始绕。

2、定滑轮和动滑轮个数相同时：奇动偶定，从内向外。

4．轮轴
①定义：轮轴由轮和轴组成，并且都是绕固定的轴线转动的机械。

②特点：轮轴连接在一起，工作时，转速相同。

动力作用在轮上，省力。

③应用：水龙头，门把手，自行车踏板，自行车龙头，扳手等。

5．斜面
①斜面也是一种简单机械，使用斜面可以省力。

斜面越平缓，越省力，但同时也就越费距离。

②应用：盘山公路，滚油桶上车等。

使用任何机械，能省力就必然费距离，而省距离的机械也就必然费力，既省力又省距离的机械永远没有。

功的原理：使用任何机械都不省功。

第十二章第 3节机械效率
一、教学目标
（一）知识与技能
1、理解有用功和总功。

2、理解机械效率。

（二）方法与过程
1、学习从物理现象和实验中归纳简单的科学规律，尝试应用已知的科学规律去解释某些具体问题。

2、通过探究，培养学生探究物理规律能力。

（三）情感态度与价值
1、在学生合作实验过程中，培养集体思考的团队精神。

2、在学生交流与合作的过程中，形成互相尊重、探索真理的科学态度。

3、养成实事求是、尊重自然规律的科学态度。

二、教学重点
重点 : 有用功和机械效率的概念是。

难点: 机械效率的理解。

三、教具学具准备
小车、长木板、木块、弹簧测力计、细线等。

四、教学过程
( 一) 引入新课
师：小明家最近买了一处新楼房，一单元二楼。

想把洗手间、厨房装修一下，需把沙子运到二楼。

请同学们根据需要，选择器械帮助小明家解决这个问题，看看哪个小组选的办法最好？
生：小组讨论后自由回答
（把沙子装入桶中，用动滑轮把沙子拉到楼上；在地面与楼面之间搭上木板，将沙子装入袋子沿着木板推到楼上⋯⋯）
（二）进行新课
师：假如用动滑轮提升沙子，请同学们观察提沙子的过程（媒体显示）。

师：对谁做的功是我们需要的？
生：对沙子做的功。

师：（板书有用功W有：我们所需要的功。

）
哪部分功是我们不需要，但不得不做的？
生：提桶所做的功，克服动滑轮的重力所做的功。

师：（板书额外功W额：工作时，对于额外负担所不得不做的功。

）
一共做的功等于什么？
生：有用功与额外功之和。

师：（板书总功W总：有用功与额外功之和。

）
图 1 假如用斜面推沙子（媒体显示），有用功、总功、额外功各是多少？生：（计算回答）
师：图 2 假如我们用下面三种方法搬运沙子（媒体显示）
你认为哪一种方法最好？为什么？
生：讨论回答。

（第三种方法最好，因为第三种方法做的额外功最少。

）
图 1图 2
师：工作中，我们总是希望额外功越少越好；也就是有用功在总功中所占的比例越大越好。

在物理学
中，用机械效率表示有用功在总功中所占的比例。

（板书机械效率：有用功在总功中所占的比例）表示机械效率； W有表示有用功； W总表示总功。

那么，机械效率应该怎样表示？
生：
师：根据公式计算，上面斜面的机械效率是多少？
生：计算回答。

师：观察计算结果，对“机械效率”，你能发现什么？
生：讨论回答。

（机械效率没有单位，小于1，常用百分数表示。

）
练习 1：
①关于机械效率的说法正确的是（）
A. 越省力的机械，其机械效率越高
B. 越费力的机械，其机械效率越高
C. 做的有用功越多，机械效率越高
D. 有用功一定时，额外功越少，机械效率越高
②要提高某一机械的效率，可以采取的正确方法是（）
A. 增加机械做功的时间
B. 减少机械做功的时间
C. 有用功一定，减少额外功
D.增加重物上升的高度
③小刚用一个动滑轮把50 kg 的物体提高1 m所用的力是 294 N，那么他做的总功和有用功分别
是（）
A.490 J 、 490 J
B.490 J、294 J
C.588 J 、 294 J
D.588 J、490 J
影响斜面机械效率的因素：
师：同学们，刚才我们知道上面斜面的机械效率，任何斜面的机械效率都一样吗？请同学们再来观察用斜面推物体的情景（媒体显示）。

生：观察思考。

师：下面我们探究斜面的机械效率（板书探究：斜面的机械效率。

）
通过观察上面用斜面推物体的情景，对斜面的机械效率你能提出什么问题？
生：提出问题。

（斜面的机械效率与斜面的倾斜程度有什么关系？斜面的机械效率与斜面的粗糙程度有什么关
系？⋯⋯）
师：请同学们猜想上面提出的问题。

生：做出猜想。

（在斜面高一定时，斜面的倾斜程度越大，机械效率越高；在斜面的长、高一定时，斜面越光滑，机
械效率越大。

）
师：请同学们根据提出的问题和做出的猜想，每一小组选择其中的一个问题进行实验，设计出实验的
方案。

生：小组讨论，设计实验的方案。

师：下面请同学们根据设计的实验方案，选择桌面上的器材进行实验。

生：小组实验，同时设计表格记录数据。

师：分析实验数据，你能得出什么结论？
生：小组回答。

师：回想实验的过程，影响实验的误差是什么？
生：讨论回答。

斜面的机械效率的计算公式是什么？
W 有Gh
斜W
总Fs
影响滑轮组机械效率的因素：
请同学们按照书上 87 页图 12.3-2 的实验将实验数据记录下来，并分析影响滑轮组机械效率的因素有哪
些，总结滑轮组机械效率的计算方法（该实验最好由老师进行操作或者让学生观看多媒体）
W 有Gh G
滑
W 总Fs nF
练习 2：
用如图所示的滑轮组匀速提升钩码，已知钩码总重8 Ｎ，弹簧测力计的示数为 3 Ｎ，绳子自由端被拉上去了30 cm，则使用该滑轮组做的总功为___________Ｊ，额外功为 __________ Ｊ，这个滑轮组的机械效率是 _________________ 。

（三）小结
师：通过本节课的学习，你有哪些收获？
生：思考回答。

（1．有用功、额外功、总功； 2．机械效率：定义、公式、计算；3．探究：斜面的机械效率。

）
（四）动动脑
师：根据生活中你使用的机械，想想：怎样提高机械效率？结合自己的学习实际，如何提高学习效率？生：讨论回答。

（五）布置作业动手动脑学物理1、2、3、4
（六）板书设计
第三节机械效率
1．有用功：我们所需要的功。

额外功：对于额外负担所不得不做的功。

总功：有用功与额外功。

2．机械效率：有用功与总功之比，公式，没有单位，小于1，常用百分数表示。

3．影响斜面的机械效率的因素：斜面的光滑程度和斜面的倾斜程度。

W 有Gh
斜W 总Fs
4. 影响滑轮组的机械效率的因素：摩擦、自重、绳重、物重。

滑W 有Gh G W 总Fs nF。