《人與機(jī)械》教學(xué)設(shè)計(jì)

《人與機(jī)械》教學(xué)設(shè)計(jì)##一、教學(xué)目標(biāo)1、**物理觀念**-理解機(jī)械的概念，知道常見機(jī)械的種類及其功能。-掌握機(jī)械功原理，能運(yùn)用功的原理分析簡單機(jī)械的工作過程。2、**科學(xué)思維**-通過對(duì)不同機(jī)械工作過程的分析，培養(yǎng)邏輯思維能力和歸納總結(jié)能力。-能夠運(yùn)用類比的方法，理解機(jī)械的省力與省距離之間的關(guān)系。3、**科學(xué)探究**-經(jīng)歷簡單機(jī)械省力與省距離關(guān)系的探究實(shí)驗(yàn)，提高動(dòng)手操作能力和數(shù)據(jù)處理能力。-學(xué)會(huì)從實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象中提出問題、作出假設(shè)、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、收集證據(jù)并得出結(jié)論。4、**科學(xué)態(tài)度與責(zé)任**-感受機(jī)械在人類生產(chǎn)生活中的重要作用，激發(fā)對(duì)物理學(xué)科的學(xué)習(xí)興趣。-通過小組合作探究實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神和實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度。##二、教學(xué)重難點(diǎn)1、**教學(xué)重點(diǎn)**-機(jī)械功原理的理解和應(yīng)用。-探究簡單機(jī)械省力與省距離的關(guān)系。2、**教學(xué)難點(diǎn)**-理解機(jī)械功原理中“使用任何機(jī)械都不省功”的含義。-如何引導(dǎo)學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)探究得出正確的結(jié)論，并能將結(jié)論應(yīng)用到實(shí)際問題的分析中。##三、教學(xué)方法講授法、實(shí)驗(yàn)探究法、討論法、類比法##四、教學(xué)過程###（一）導(dǎo)入（5分鐘）1、展示一些生活中常見的機(jī)械圖片，如起重機(jī)、螺絲刀、剪刀等，然后提問學(xué)生：“同學(xué)們，這些東西大家都見過吧？它們都有一個(gè)共同的名字，叫做機(jī)械。那你們能說說機(jī)械在我們生活中有什么作用嗎？”引導(dǎo)學(xué)生思考并回答，比如機(jī)械可以幫助我們省力、方便干活等。2、接著再展示一個(gè)工人用撬棍撬石頭的動(dòng)畫視頻，提問：“你們看這個(gè)工人用撬棍撬石頭，好像很輕松就把大石頭撬動(dòng)了，那這個(gè)撬棍是怎么做到的呢？這里面有沒有什么物理原理呢？”從而引出本節(jié)課的主題——人與機(jī)械。###（二）新授（25分鐘）1、**機(jī)械的概念與種類（5分鐘）**-講解機(jī)械的概念：機(jī)械是能夠幫助人們降低工作難度或省力的工具裝置。-讓學(xué)生分組討論生活中還有哪些常見的機(jī)械，并派代表發(fā)言。然后教師總結(jié)，將機(jī)械分為簡單機(jī)械（如杠桿、滑輪、斜面等）和復(fù)雜機(jī)械（由簡單機(jī)械組合而成，像起重機(jī)就是由多個(gè)滑輪等簡單機(jī)械組成的）。2、**機(jī)械功原理（10分鐘）**-教師提出問題：“我們知道機(jī)械可以省力，那使用機(jī)械的時(shí)候，力做的功會(huì)有什么變化呢？”引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行思考。-以使用斜面搬運(yùn)物體為例，假設(shè)斜面的高度為h，長度為L，物體的重力為G，沿斜面的拉力為F。讓學(xué)生根據(jù)功的計(jì)算公式W=FL（這里的F是拉力，L是拉力方向上的位移）和W=Gh（這里的G是重力，h是重力方向上的位移），分析拉力做的功和直接提升物體重力做的功之間的關(guān)系。-通過理論推導(dǎo)得出機(jī)械功原理：使用任何機(jī)械時(shí)，動(dòng)力對(duì)機(jī)械所做的功等于機(jī)械克服阻力所做的功，也就是使用任何機(jī)械都不省功。用公式表示為W_動(dòng)=W_阻。-教師再通過幾個(gè)簡單的例子，如使用滑輪組提升重物，加深學(xué)生對(duì)機(jī)械功原理的理解。3、**探究簡單機(jī)械省力與省距離的關(guān)系（10分鐘）**-實(shí)驗(yàn)探究：簡單機(jī)械省力與省距離的關(guān)系。-實(shí)驗(yàn)器材：杠桿、鉤碼、彈簧測(cè)力計(jì)、刻度尺等。-實(shí)驗(yàn)步驟：-調(diào)節(jié)杠桿在水平位置平衡。-在杠桿一端掛上一定數(shù)量的鉤碼，用彈簧測(cè)力計(jì)在另一端豎直向上拉，使杠桿再次在水平位置平衡，記錄彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F1和鉤碼對(duì)應(yīng)的力臂L1，以及彈簧測(cè)力計(jì)拉力對(duì)應(yīng)的力臂L2。-改變鉤碼的數(shù)量，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)步驟。-學(xué)生分組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，教師巡視指導(dǎo)，提醒學(xué)生注意實(shí)驗(yàn)安全和數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確記錄。-實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，讓學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，得出結(jié)論：省力的機(jī)械必然費(fèi)距離，省距離的機(jī)械必然費(fèi)力，即力與距離的乘積是一個(gè)定值。###（三）鞏固（10分鐘）1、布置幾道關(guān)于機(jī)械功原理和簡單機(jī)械省力與省距離關(guān)系的練習(xí)題。-（1）用一個(gè)動(dòng)滑輪將重為100N的物體勻速提升2m，拉力為60N，則拉力做的功是多少？這個(gè)動(dòng)滑輪的機(jī)械效率是多少？（答案：拉力做的功W=Fs=60N×2×2m=240J，有用功W_有=Gh=100N×2m=200J，機(jī)械效率η=W_有/W×100%=200J/240J×100%≈83.3%）-（2）有一個(gè)斜面，高為1m，長為3m，將一個(gè)重為500N的物體沿斜面勻速拉到頂端，拉力為200N，則在這個(gè)過程中，有用功是多少？總功是多少？額外功是多少？（答案：有用功W_有=Gh=500N×1m=500J，總功W_總=FL=200N×3m=600J，額外功W_額=W_總-W_有=600J-500J=100J）-（3）使用剪刀剪東西時(shí)，我們發(fā)現(xiàn)剪刀的刀刃部分比較長，手柄部分比較短，這是為什么呢？（答案：刀刃長手柄短是為了省距離，雖然費(fèi)力但是能更精準(zhǔn)地剪東西，符合省力與省距離的關(guān)系原理。）2、讓學(xué)生在課堂上獨(dú)立完成，然后同桌之間相互批改，教師對(duì)學(xué)生存在的問題進(jìn)行集中講解。###（四）總結(jié)（5分鐘）1、請(qǐng)幾位同學(xué)回顧本節(jié)課所學(xué)的內(nèi)容，包括機(jī)械的概念、機(jī)械功原理以及簡單機(jī)械省力與省距離的關(guān)系。2、教師進(jìn)行補(bǔ)充和總結(jié)，強(qiáng)調(diào)重點(diǎn)知識(shí)，如機(jī)械功原理中“不省功”的含義，以及在實(shí)際生活中如何根據(jù)需要選擇合適的機(jī)械。###（