第4节 简单机械

第三章能量的转化与守恒

第4节简单机械

一、【教材分析】

本节主要学习杠杆、滑轮、滑轮组和斜面等简单机械的特点及工作原理，并通过实例分析引入有用功、额外功和机械效率的概念，让学生了解生活生产中常用简单机械的工作原理，了解使用机械时的能量转化过程及转化效率。教科书把杠杆、滑轮、滑轮组和斜面集中在一起，其优势是易于进行一些基本特点的比较，找出相近的规律，易于对简单机械的整体认识。

在杠杆教学中，要使学生认识什么是杠杆，要从实例及学生的生活体会中，抓住杠杆本质的特征，培养学生的分析能力。杠杆的平衡条件是本节的重点，也是以后学习滑轮的基础，应让学生在实验中探索、分析得到结论，以提高学生的能力。同样，力臂的概念是本节的难点，也是学习杠杆平衡条件及应用的基础，要通过实验，突破这一难点，为以下的学习打下基础。在杠杆的应用部分，应让学生从杠杆的平衡条件结论出发，分析不同杠杆的特征，并结合一些具体实例的分析，把知识学活。

滑轮，许多学生都见过或使用过，但并不一定会仔细研究过它，因此，教材中要求首先让学生仔细观察滑轮，并用实物对照挂图说明滑轮的结构。让学生通过日常生活中滑轮应用实例的分析，并就这些实例提出问题，让学生思考不同的例子中，滑轮可以起什么作用。通过演示实验，使学生知道各种滑轮的特点，并通过对不同滑轮工作时结构的分析，使学生了解滑轮的实质。

二、【课标要求】

1.认识简单机械的作用

2.用简单机械原理解释人体的运动，能区分功率和机械效率，从能的传递和转化认识功率

和机械效率

活动建议：调查生活中常见的简单机械，探究杠杆的平衡条件

三、【教学目标】

（一）、知识与技能

1. 知道杠杆是一种简单机械，能找出杠杆的支点、动力和阻力、动力臂和阻力臂。

2. 理解杠杆的平衡条件，知道杠杆省力或费力的原因。

3. 了解定滑轮、动滑轮的工作原理，知道定滑轮、动滑轮的实质是一个杠杆，了解滑轮组及其工作原理。

4. 理解机械效率，知道有用功、额外功和总功的区别。

（二）、方法与过程

1．能分析杠杆使用过程中的能量转化过程。

2．学会探究杠杆平衡条件。

3．学习测量简单机械的机械效率。

（三）、情感态度与价值观

了解机械使用的历史及发展过程，认识机械的使用对社会发展的作用。

四、【教学重点】

杠杆及杠杆平衡条件；简单机械的基本特征；渗透使用简单机械时的能量转化。

五、【教学难点】

动力臂和阻力臂；定滑轮、动滑轮的实质是一个杠杆；分析使用机械时的能量转化及机械效率的概念。

六、【课时安排】5课时

七、【教学过程设计】

[第1课时] 杠杆

〖新课引入〗

利用课件观看图片

（1）古代埃及人用杠杆搬动巨石修金字塔。

（2）游乐园里小朋友玩跷跷板。

（3）农村里从井里提水的压水机的杠杆。

（4）钓鱼。

（4）缝纫机的脚踏板。

现代生产、生活中，人们经常使用简单机械，如钳子、板手、螺丝刀、瓶起子（出示实物）等。有些机械是复杂的，如车床、收割机等复杂机械由许多简单元件组成，其中象杠杆、滑轮等，初中我们主要研究杠杆、滑轮。利用多媒体展示一些机械（如：古代劳动工具——蒸汽机——现代机械），让学生说说使用它们的好处——减轻人的劳动强度，提高工作效率。了解机械的发展历史及机械对经济发展的作用。

引言：任何复杂的机械都是由一些简单的机械组合而成的，学习机械应当从最简单的机械——杠杆开始。阿基米德曾说过这样一句话：“给我一个支点和一根足够长的棍，我就能搬动地球。” 阿基米德虽然没能搬动地球，但是他的话却生动地告诉人们，杠杆能产生巨大的力。那什么是杠杆呢？使用杠杆为什么能产生巨大的力呢？

〖探究学习〗

1. 寻找共性，建立概念

演示并用媒体展示“开瓶器”和“撬棒”的工作过程让学生寻找两者的共性

教师引导：撬棍撬石头，开瓶器开瓶，两者形状虽不同，但工作时它们有什么共同点？生：都能绕一个点转动（学生还可以分析出是硬棒，也可以在教师的提示下）。

师：除此以外，还有什么共同点呢？它们工作时，为什么会动呢？

生：它们都是在力的作用下。

师：像这样在力的作用下．绕一个固定点转动的硬棒，称之为杠杆。

小结：共同点①在力的作用下能转动。②转动时，有一点固定不动。

引导学生下定义：一根硬棒如果在力的作用下，能绕固定点转动，这根硬棒就叫杠杆。师：手拿一根铁丝．问它是否杠杆？

生：否，不是硬棒。

师：杠杆是不是一定是直的？“硬棒”如何理解？

观察和演示：抽水机的手柄、切纸的铡刀、剪刀都是杠杆。

师：“硬棒”指在力作用下不易发生形变，可以是直的也可是弯的，形状也可是各种各样，可是方的、圆的等。

学生举例：要求学生根据杠杆定义，从生活生产中熟悉的器械中例举杠杆的实例。

从实例中得出杠杆的形状各种各样：可以是直的，也可以是弯的。

2. 抽象模型，深化概念

（1）探究活动：使用撬棒撬石块时，能否将石块撬起跟哪些因素有关？

A．学生讨论提出假设：跟人用力大小、石块重力、手握处离固定点的距离、石块离固定点的距离等有关。

B．利用弹簧秤、撬棒、石块等器材演示，验证假设。（假设均成立）

在此基础上，教师提出动力（F1）、阻力（F2）、支点（O）的概念。

支点（O）：杠杆转动时绕着转动的固定点，用字母O标出。

观察撬棍撬石头的图片

分析讲述：人给撬棍一个力去撬石头，人所施加的促使撬棍转动的力就是动力，石头阻碍撬棍转动的力叫阻力。

［板书］（1）动力：使杠杆转动的力（F1），用字母F1或F动标出。

（2）动力：阻碍杠杆转动的力（F1），用字母F2或用F阻标出。

注意：动力和阻力使杠杆转动方向相反，但它们的方向不一定相反。

力与支点位置关系两种：

1、支点在中间，动力和阻力在两侧，动力和阻力方向相同。

2、支点在一侧，动力和阻力在同侧，动力和阻力方向相反。

C．问题：用弯曲的杠杆代替直的撬棒，或改变人的施力方向，上述结论还成立吗？D．在原来实验的基础上，改变弹簧称的拉力方向，向学生展示：要使石块撬起，还跟力的方向有关。

[演示实验］