立帆教育教案-力與機(jī)械

第十二章力與機(jī)械一、單元復(fù)習(xí)目的1、知識(shí)與技能目標(biāo)：（1）知道彈力，會(huì)使用彈簧測(cè)力計(jì)和彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)。會(huì)畫重力的示意圖。（2）理解研究滑動(dòng)摩擦力的大小與那些因素有關(guān)的實(shí)驗(yàn)。（3）能從現(xiàn)實(shí)生活中感受杠桿，理解力臂，會(huì)畫有關(guān)杠桿受力的力臂。（4）會(huì)探究杠桿平衡條件并會(huì)利用杠桿平衡條件解決有關(guān)問題。（5）知道定、動(dòng)滑輪和滑輪組的特點(diǎn)及作用，會(huì)組裝滑輪組。（6）能聯(lián)系實(shí)際體會(huì)簡(jiǎn)單機(jī)械在現(xiàn)實(shí)中的廣泛運(yùn)用。2、過程與方法目標(biāo)：（1）培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用物理語(yǔ)言分析問題和表達(dá)觀點(diǎn)的能力。（2）學(xué)會(huì)研究物理問題的科學(xué)方法和學(xué)習(xí)方法。3、情感、態(tài)度與價(jià)值觀目標(biāo)：形成積極向上，團(tuán)結(jié)協(xié)作的學(xué)習(xí)氛圍,學(xué)會(huì)與同伴的合作交流二、復(fù)習(xí)的重點(diǎn)和難點(diǎn)重點(diǎn)：力的示意圖；力臂的知識(shí)，杠桿的平衡條件及應(yīng)用，滑輪及滑輪組省力情況，會(huì)畫滑輪組的裝配圖，設(shè)計(jì)滑輪組。難點(diǎn)：正確畫好力臂，確定滑輪組省力情況，設(shè)計(jì)滑輪組。三、知識(shí)梳理摩擦力重力彈力摩擦力重力彈力力力力和機(jī)械力和機(jī)械簡(jiǎn)單簡(jiǎn)單機(jī)械四、教學(xué)課時(shí)：三課時(shí)第一課時(shí)一、基礎(chǔ)練習(xí)1、不計(jì)空氣的作用，乒乓球從桌面彈起后，在空中受到重力的作用（不計(jì)阻力），這個(gè)力的施力物體是地球，方向是豎直向下。2．兩個(gè)相互接觸的物體與它們要發(fā)生或已經(jīng)發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，就在接觸間產(chǎn)生一個(gè)阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)的力，這種力就叫做摩擦力。3．滑動(dòng)摩擦力的大小跟物體間的壓力和接觸面的粗糙程度有關(guān)。摩擦力的方向跟物體運(yùn)動(dòng)的方向相反。二、復(fù)習(xí)內(nèi)容1、彈力：我們?cè)趬撼咦?、拉橡皮筋、拉彈簧時(shí)，感覺到它們對(duì)手有力的作用，這種力叫做彈力。彈力是物理由于彈性形變而產(chǎn)生的。2、彈簧測(cè)力計(jì)：A、原理：在彈性限度內(nèi)，彈簧的伸長(zhǎng)與所受的拉力成正比。B、使用方法：“看”：量程、分度值、指針是否指零；“調(diào)”：調(diào)零；“讀”：讀數(shù)=掛鉤受力。C、注意事項(xiàng)：加在彈簧測(cè)力計(jì)上的力不許超過它的最大量程。D、物理實(shí)驗(yàn)中,有些物理量的大小是不宜直接觀察的,但它變化時(shí)引起其他物理量的變化卻容易觀察,用容易觀察的量顯示不宜觀察的量,是制作測(cè)量?jī)x器的一種思路。這種科學(xué)方法稱做“轉(zhuǎn)換法”。利用這種方法制作的儀器象：溫度計(jì)、彈簧測(cè)力計(jì)、壓強(qiáng)計(jì)等。3、重力：最常見的一種力⑴重力的概念：地面附近的物體，由于地球的吸引而受的力叫重力。重力的施力物體是：地球。⑵重力大小的計(jì)算公式G=mg其中g(shù)=9.8N/kg它表示質(zhì)量為1kg的物體所受的重力為9.8N。⑶重力的方向：豎直向下其應(yīng)用是重垂線、水平儀分別檢查墻是否豎直和面是否水平。⑷重力的作用點(diǎn)——重心：重力在物體上的作用點(diǎn)叫重心。質(zhì)地均勻外形規(guī)則物體的重心，在它的幾何中心上。如均勻細(xì)棒的重心在它的中點(diǎn)，球的重心在球心。方形薄木板的重心在兩條對(duì)角線的交點(diǎn)4、摩擦力：1、定義：兩個(gè)互相接觸的物體，當(dāng)它們要發(fā)生或已發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，就會(huì)在接觸面上產(chǎn)生一種阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)的力就叫摩擦力。摩擦力靜摩擦摩擦力靜摩擦動(dòng)摩擦滑動(dòng)摩擦滾動(dòng)摩擦3、摩擦力的方向：摩擦力的方向與物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)的方向相反，有時(shí)起阻力作用，有時(shí)起動(dòng)力作用。4、靜摩擦力大小應(yīng)通過受力分析，結(jié)合二力平衡求得5、在相同條件（壓力、接觸面粗糙程度相同）下，滾動(dòng)摩擦比滑動(dòng)摩擦小得多。6、滑動(dòng)摩擦力：⑴測(cè)量原理：二力平衡條件⑵測(cè)量方法：把木塊放在水平長(zhǎng)木板上，用彈簧測(cè)力計(jì)水平拉木塊，使木塊勻速運(yùn)動(dòng)，讀出這時(shí)的拉力就等于滑動(dòng)摩擦力的大小。⑶課本P56圖12、3-2研究滑動(dòng)摩擦力的大小與那些因素有關(guān)：比較甲、乙圖可得：接觸面粗糙程度相同時(shí)，壓力越大滑動(dòng)摩擦力越大；比較甲、丙圖可得：壓力相同時(shí)，接觸面越粗糙滑動(dòng)摩擦力越大。該研究采用了控制變量法。由前兩結(jié)論可概括為：滑動(dòng)摩擦力的大小與壓力大小和接觸面的粗糙程度有關(guān)。實(shí)驗(yàn)還可研究滑動(dòng)摩擦力的大小與接觸面大小、運(yùn)動(dòng)速度大小等無關(guān)。7、應(yīng)用：⑴理論上增大摩擦力的方法有：增大壓力、接觸面變粗糙變滾動(dòng)為滑動(dòng)。⑵理論上減小摩擦的方法有：減小壓力接觸面變光滑、變滑動(dòng)為滾動(dòng)（滾動(dòng)軸承）使接觸面彼此分開（加潤(rùn)滑油）。三、教學(xué)過程例1(南通市分析以下摩擦，屬于有害摩擦的是A．寫字時(shí)，手與筆之間的摩擦B．走路時(shí)，鞋底與地面之間的摩擦C．騎車時(shí)，車輪與車軸之間的摩擦D．皮帶傳動(dòng)時(shí)，皮帶與皮帶輪之間的摩擦例2下面關(guān)于力學(xué)現(xiàn)象的解釋中正確的是A．小球在空中下落得越來越快，是因?yàn)榱梢愿淖兾矬w的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)B．人用力推車，車未動(dòng)，是因?yàn)橥屏π∮谀Σ亮．小孩從滑梯上自行下滑，是因?yàn)樗艿綉T性的作用D．書本靜止在課桌上，是因?yàn)闀镜闹亓εc書本對(duì)桌面的壓力平例3如圖所示，某同學(xué)用40N的水平力將一個(gè)重30N的物體壓在豎直的墻壁上使其處于靜止?fàn)顟B(tài)，則物體與墻壁間的摩擦力是A、40NB、30NC、10ND、70N例4趙強(qiáng)同學(xué)學(xué)了物理后，養(yǎng)成了觀察生活的好習(xí)慣，他發(fā)現(xiàn)好多藥瓶瓶蓋的側(cè)面都做有密集的豎條紋，如圖所示，其目的是為了A．堅(jiān)固耐用B．增大粗粒程度，從而增大摩擦，便于旋開和旋緊C．便于運(yùn)輸D．節(jié)約材例5一木塊在外力作用下沿水平木板向右勻速運(yùn)動(dòng)（如圖11），用示意圖表示木塊所受的牽引力、摩擦力和重力．例6圖9是某小組研究“摩擦力的大小與哪些因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)示意圖，(1)本實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生摩擦力的方法是．(2)用彈簧測(cè)力計(jì)拉著木塊在水平木板上滑動(dòng)時(shí)，每次都要使木塊做勻速直線運(yùn)動(dòng)．這是因?yàn)椋?3)比較(b)、(c)兩步，你能得出正確結(jié)論嗎?．原因是．四、堂上練習(xí)1．如圖所示．用彈簧秤拉著木塊在水平桌面上作直線運(yùn)動(dòng)，實(shí)驗(yàn)記錄如下表。由此可知，木塊與水平桌面的滑動(dòng)摩擦力為（）A．4.5牛B．3.2牛C．3.0牛D．2.1牛2．下列措施中，屬于增大摩擦的是A．給笨重的旅行箱裝上輪子B．汽車輪胎表面做出凹凸不平的花紋C．氣墊船利用氣體將船和水分離D．經(jīng)常給自行車軸加潤(rùn)滑油3．（河北理綜）某同學(xué)對(duì)生活中的一些做法進(jìn)行了分析，你認(rèn)為不合理的是A．連接玻璃管與膠皮管時(shí)，先把玻璃管口用水潤(rùn)濕，水起潤(rùn)滑作用B．舉重運(yùn)動(dòng)員比賽前手上涂抹“鎂粉”，目的是減小摩擦C．雨天，機(jī)動(dòng)車應(yīng)低速行駛，是由于車輪與地面的摩擦較小D．鉛筆芯粉末加人到生銹的鎖中，起潤(rùn)滑作用4．足球運(yùn)動(dòng)員把足球踢向空中，若不計(jì)空氣阻力，則圖1是表示足球在空中飛行的受力圖，正確的是（G表示重力，F(xiàn)表示腳對(duì)球的作用力）5．在物理考試作圖時(shí)，小亮畫錯(cuò)了一個(gè)地方，用橡皮輕輕地擦，沒有擦干凈，然后他稍使點(diǎn)勁就擦干凈了，這是通過增大的方法來增大橡皮與紙之間的．6、（山東?。﹫D7中的兩位同學(xué)正在做拋球游戲，請(qǐng)?jiān)趫D中畫出球被拋出后所受重力的示意圖。7、下列幾個(gè)實(shí)例中屬于減小摩擦的是__________(填序號(hào))。①用力捏自行車的車閘；②汽車輪胎上的花紋；③汽墊船向下噴出強(qiáng)氣流，在船底和水之間形成一層空氣墊。請(qǐng)發(fā)揮你的想象，寫出一個(gè)自然界中如果不存在摩擦的情景：_______。五、教學(xué)反思第二課時(shí)一、基礎(chǔ)練習(xí)1，能繞固定點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的硬棒是杠桿。從支點(diǎn)到動(dòng)力作用線的距離叫動(dòng)力臂；支點(diǎn)到阻力作用線的距離叫阻力臂；2，杠桿的平衡條件是F1L1=F2L2。動(dòng)力臂>阻力臂的杠桿是省力杠桿，動(dòng)力臂二、復(fù)習(xí)引入為了撬起很大的石頭，小明通常會(huì)像如圖12—4—1所示那樣：把長(zhǎng)棒的一端插在大石頭的底下，再在長(zhǎng)棒的下面墊一個(gè)小石頭，然后用力壓長(zhǎng)棒的另一端，使長(zhǎng)棒繞著小石頭轉(zhuǎn)動(dòng)，將大石頭撬起．這個(gè)長(zhǎng)棒就是我們本節(jié)要研究的杠桿．小孩玩的蹺蹺板、各類剪刀、起瓶蓋起子等都是杠桿．根據(jù)經(jīng)驗(yàn)小明知道：越在直棒的后端用力，用的力越?。擅畹氖褂酶軛U，就要知道杠桿遵循什么樣的規(guī)律，所以我們要深入理解杠桿的平衡條件F1Ll＝F2L2三、復(fù)習(xí)內(nèi)容1、杠桿：（1）定義：在力的作用下繞著固定點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的硬棒叫杠桿。說明：①杠桿可直可曲，形狀任意。②有些情況下，可將杠桿實(shí)際轉(zhuǎn)一下，來幫助確定支點(diǎn)。如：魚桿、鐵鍬。OF1lOF1l1l2F2①支點(diǎn)：杠桿繞著轉(zhuǎn)動(dòng)的點(diǎn)。用字母O表示。②動(dòng)力：使杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力。用字母F1表示。③阻力：阻礙杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力。用字母F2表示。說明動(dòng)力、阻力都是杠桿的受力，所以作用點(diǎn)在杠桿上。動(dòng)力、阻力的方向不一定相反，但它們使杠桿的轉(zhuǎn)動(dòng)的方向相反④動(dòng)力臂：從支點(diǎn)到動(dòng)力作用線的距離。用字母l1表示。⑤阻力臂：從支點(diǎn)到阻力作用線的距離。用字母l2表示。畫力臂方法：⑴找支點(diǎn)O；⑵畫力的作用線（虛線）；⑶畫力臂（實(shí)線，過支點(diǎn)垂直力的作用線作垂線）；⑷標(biāo)力臂。2、研究杠桿的平衡條件：杠桿平衡是指：杠桿靜止或勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。實(shí)驗(yàn)前：應(yīng)調(diào)節(jié)杠桿兩端的螺母，使杠桿在水平位置平衡。這樣做的目的是：可以方便的從杠桿上量出力臂。結(jié)論：杠桿的平衡條件（或杠桿原理）是：動(dòng)力×動(dòng)力臂＝阻力×阻力臂。寫成公式F1l1=F2l2也可寫成：F1/F2=l2解題指導(dǎo)：分析解決有關(guān)杠桿平衡條件問題，必須要畫出杠桿示意圖；弄清受力與方向和力臂大?。蝗缓蟾鶕?jù)具體的情況具體分析，確定如何使用平衡條件解決有關(guān)問題。（如：杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)施加的動(dòng)力如何變化，沿什么方向施力最小等。）解決杠桿平衡時(shí)動(dòng)力最小問題：此類問題中阻力×阻力臂為一定值，要使動(dòng)力最小，必須使動(dòng)力臂最大，要使動(dòng)力臂最大需要做到①在杠桿上找一點(diǎn)，使這點(diǎn)到支點(diǎn)的距離最遠(yuǎn)；②動(dòng)力方向應(yīng)該是過該點(diǎn)且和該連線垂直的方向。4、應(yīng)用：名稱結(jié)構(gòu)特征特點(diǎn)應(yīng)用舉例省力杠桿動(dòng)力臂大于阻力臂省力、費(fèi)距離撬棒、鍘刀、動(dòng)滑輪、輪軸、羊角錘、鋼絲鉗、手推車、花枝剪刀費(fèi)力杠桿動(dòng)力臂小于阻力臂費(fèi)力、省距離縫紉機(jī)踏板、起重臂人的前臂、理發(fā)剪刀、釣魚桿等臂杠桿動(dòng)力臂等于阻力臂不省力不費(fèi)力天平，定滑輪說明：應(yīng)根據(jù)實(shí)際來選擇杠桿，當(dāng)需要較大的力才能解決問題時(shí)，應(yīng)選擇省力杠桿，當(dāng)為了使用方便，省距離時(shí)，應(yīng)選費(fèi)力杠桿。四、復(fù)習(xí)過程例1：如圖2所示的四種用具中，屬于費(fèi)力杠桿的是例2：（不等臂直杠桿在動(dòng)力和阻力作用下，已處于平衡狀態(tài)，采用下列辦法不能使杠桿平衡的是()A、在杠桿上再施加一個(gè)力，使這個(gè)力的作用線通過杠桿的中點(diǎn)，但不通過支點(diǎn)。B、在杠桿上再施加一個(gè)力，使這個(gè)力的作用線通過支點(diǎn)C、使動(dòng)力和阻力同時(shí)減小到原來的1/2D、使動(dòng)力臂和阻力臂同時(shí)變?yōu)樵瓉淼?倍例3：用桿秤（如圖8）測(cè)量魚的質(zhì)量，當(dāng)秤鉤掛在A點(diǎn)，繩紐掛在O點(diǎn)（支點(diǎn)），秤錘掛在B點(diǎn)時(shí)桿秤處于平衡狀態(tài)．AO是10cm，BO是30cm，秤錘的質(zhì)量是0.5kg，魚的質(zhì)量是kg．F1例4：請(qǐng)?jiān)趫D5中畫出用瓶起子啟瓶蓋的動(dòng)力F1的力臂L1和阻力F2F1例5在“探究杠桿的平衡條件”實(shí)驗(yàn)中，應(yīng)先調(diào)節(jié)杠桿兩端的平衡螺母，使杠桿在位置平衡，這樣做是為了便于測(cè)量；如發(fā)現(xiàn)杠桿左端偏高，則可將右端的平衡螺母向調(diào)節(jié)，或?qū)⒆蠖说钠胶饴菽赶蛘{(diào)節(jié)。上圖是小明同學(xué)三次實(shí)驗(yàn)的情景，實(shí)驗(yàn)時(shí)所用的每個(gè)鉤碼重0．5N，杠桿上每一格長(zhǎng)5cm，部分實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)已記錄在下表中。實(shí)驗(yàn)次數(shù)動(dòng)力F1/N動(dòng)力臂L1/cm阻力F2/N阻力臂L2/cm11.510121201031201.510(1)請(qǐng)將表格中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)補(bǔ)充完整。(2)小明的第3次實(shí)驗(yàn)存在錯(cuò)誤，其錯(cuò)誤是。五、堂上練習(xí)1如圖１所示，下列器件中屬于省力杠桿的是（）圖１圖１A．坩堝鉗Ｂ．剪刀Ｃ．筷子Ｄ．鑷子2、如圖15所示，某人用一根輕質(zhì)木棒挑著為120N的物體站在水平地面上，木棒保持水平，棒AB長(zhǎng)為1.2m，重物懸掛處離肩膀距離BO為0.8m，則手在A端對(duì)木棒豎直向下的作用力大小為_______N。3、生活和生產(chǎn)中有許多不同類型的杠桿，如圖7所示的托盤天平屬于杠桿，縫紉機(jī)踏腳板屬于杠桿，鍘刀屬于杠桿．4、如圖13所示，O點(diǎn)為杠桿的支點(diǎn)，請(qǐng)畫出力F的力臂，并用字母L表示。5．圖5是用杠桿提起重物的示意圖。請(qǐng)畫出拉力F1（方向豎直向上）的力臂，并畫出掛重物的繩對(duì)杠桿的拉力F2的示意圖。6、在“探究杠桿平衡條件”實(shí)驗(yàn)中：（1）實(shí)驗(yàn)前，先把杠桿的中點(diǎn)支在支架上，調(diào)節(jié)兩端的平衡螺母，使杠桿在___________________位置平衡。（圖中杠桿上每格距離相等）（2）實(shí)驗(yàn)中，改變支點(diǎn)兩側(cè)的鉤碼位置和個(gè)數(shù)，一般要做三次實(shí)驗(yàn)，得到三組數(shù)據(jù)并進(jìn)行分析，這樣做的目的是：_____________________________________。（3）如圖17所示，杠桿處于平衡狀態(tài)。如果在支點(diǎn)兩側(cè)的鉤碼下方分別再掛一個(gè)等重的鉤碼后，杠桿____________保持平衡（選填“能”或“不能”）六、教學(xué)反思第三課時(shí)一、基礎(chǔ)練習(xí)1、定滑輪實(shí)質(zhì)是個(gè)等臂杠桿。使用定滑輪不省力，但是能改變力的的方向。動(dòng)滑輪實(shí)質(zhì)是個(gè)動(dòng)力臂為阻力臂2倍的杠桿，根據(jù)杠桿的平衡條件，動(dòng)滑輪能省一半力。2、使用滑輪組時(shí)，滑輪組用幾段繩子吊著物體，提重物所用的力就是物重的幾分之一。若一動(dòng)滑輪和所掛的重物的總重是500牛，則所用的拉力F大小是250牛。l1l1l2F2F11、滑輪：（1）定滑輪：①定義：中間的軸固定不動(dòng)的滑輪。②實(shí)質(zhì)：定滑輪的實(shí)質(zhì)是：等臂杠桿③特點(diǎn)：使用定滑輪不能省力但是能改變動(dòng)力的方向。④對(duì)理想的定滑輪（不計(jì)輪軸間摩擦）F=GF1l1F2l2繩子自由端移動(dòng)距離SF1l1F2l2的距離SG(或速度vG)（2）動(dòng)滑輪：①定義：和重物一起移動(dòng)的滑輪。（可上下移動(dòng)，也可左右移動(dòng)）②實(shí)質(zhì)：動(dòng)滑輪的實(shí)質(zhì)是：動(dòng)力臂為阻力臂2倍的省力杠桿。③特點(diǎn)：使用動(dòng)滑輪能省一半的力，但不能改變動(dòng)力的方向。理想的動(dòng)滑輪（不計(jì)軸間摩擦和動(dòng)滑輪重力）則：F=1/2G只忽略輪軸間的摩擦則拉力F=1/2(G物+G動(dòng)繩子自由端移動(dòng)距離SF(或vF)=2倍的重物移動(dòng)的距離SG(或vG)滑輪組①定義：定滑輪、動(dòng)滑輪組合成滑輪組。②特點(diǎn)：使用滑輪組既能省力又能改變動(dòng)力的方向③理想的滑輪組（不計(jì)輪軸間的摩擦和動(dòng)滑輪的重力）拉力F=1/nG。只忽略輪軸間的摩擦，則拉力F=1/n(G物+G動(dòng))繩子自由端移動(dòng)距離SF(或vF)=n倍的重物移動(dòng)的距離SG(或vG)④組裝滑輪組方法：首先根據(jù)公式n=(G物+G動(dòng))/F求出繩子的股數(shù)。然后根據(jù)“奇動(dòng)偶定”的原則。結(jié)合題目的具體要求組裝滑輪。eq\o\ac(○,5)滑輪組