立帆教育教案-力與機械

第十二章力與機械一、單元復習目的1、知識與技能目標：（1）知道彈力，會使用彈簧測力計和彈簧測力計的讀數(shù)。會畫重力的示意圖。（2）理解研究滑動摩擦力的大小與那些因素有關(guān)的實驗。（3）能從現(xiàn)實生活中感受杠桿，理解力臂，會畫有關(guān)杠桿受力的力臂。（4）會探究杠桿平衡條件并會利用杠桿平衡條件解決有關(guān)問題。（5）知道定、動滑輪和滑輪組的特點及作用，會組裝滑輪組。（6）能聯(lián)系實際體會簡單機械在現(xiàn)實中的廣泛運用。2、過程與方法目標：（1）培養(yǎng)學生運用物理語言分析問題和表達觀點的能力。（2）學會研究物理問題的科學方法和學習方法。3、情感、態(tài)度與價值觀目標：形成積極向上，團結(jié)協(xié)作的學習氛圍,學會與同伴的合作交流二、復習的重點和難點重點：力的示意圖；力臂的知識，杠桿的平衡條件及應(yīng)用，滑輪及滑輪組省力情況，會畫滑輪組的裝配圖，設(shè)計滑輪組。難點：正確畫好力臂，確定滑輪組省力情況，設(shè)計滑輪組。三、知識梳理摩擦力重力彈力摩擦力重力彈力力力力和機械力和機械簡單簡單機械四、教學課時：三課時第一課時一、基礎(chǔ)練習1、不計空氣的作用，乒乓球從桌面彈起后，在空中受到重力的作用（不計阻力），這個力的施力物體是地球，方向是豎直向下。2．兩個相互接觸的物體與它們要發(fā)生或已經(jīng)發(fā)生相對運動時，就在接觸間產(chǎn)生一個阻礙相對運動的力，這種力就叫做摩擦力。3．滑動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動的方向相反。二、復習內(nèi)容1、彈力：我們在壓尺子、拉橡皮筋、拉彈簧時，感覺到它們對手有力的作用，這種力叫做彈力。彈力是物理由于彈性形變而產(chǎn)生的。2、彈簧測力計：A、原理：在彈性限度內(nèi)，彈簧的伸長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：加在彈簧測力計上的力不許超過它的最大量程。D、物理實驗中,有些物理量的大小是不宜直接觀察的,但它變化時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,是制作測量儀器的一種思路。這種科學方法稱做“轉(zhuǎn)換法”。利用這種方法制作的儀器象：溫度計、彈簧測力計、壓強計等。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——重心：重力在物體上的作用點叫重心。質(zhì)地均勻外形規(guī)則物體的重心，在它的幾何中心上。如均勻細棒的重心在它的中點，球的重心在球心。方形薄木板的重心在兩條對角線的交點4、摩擦力：1、定義：兩個互相接觸的物體，當它們要發(fā)生或已發(fā)生相對運動時，就會在接觸面上產(chǎn)生一種阻礙相對運動的力就叫摩擦力。摩擦力靜摩擦摩擦力靜摩擦動摩擦滑動摩擦滾動摩擦3、摩擦力的方向：摩擦力的方向與物體相對運動的方向相反，有時起阻力作用，有時起動力作用。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，滾動摩擦比滑動摩擦小得多。6、滑動摩擦力：⑴測量原理：二力平衡條件⑵測量方法：把木塊放在水平長木板上，用彈簧測力計水平拉木塊，使木塊勻速運動，讀出這時的拉力就等于滑動摩擦力的大小。⑶課本P56圖12、3-2研究滑動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，壓力越大滑動摩擦力越大；比較甲、丙圖可得：壓力相同時，接觸面越粗糙滑動摩擦力越大。該研究采用了控制變量法。由前兩結(jié)論可概括為：滑動摩擦力的大小與壓力大小和接觸面的粗糙程度有關(guān)。實驗還可研究滑動摩擦力的大小與接觸面大小、運動速度大小等無關(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為滑動。⑵理論上減小摩擦的方法有：減小壓力接觸面變光滑、變滑動為滾動（滾動軸承）使接觸面彼此分開（加潤滑油）。三、教學過程例1(南通市分析以下摩擦，屬于有害摩擦的是A．寫字時，手與筆之間的摩擦B．走路時，鞋底與地面之間的摩擦C．騎車時，車輪與車軸之間的摩擦D．皮帶傳動時，皮帶與皮帶輪之間的摩擦例2下面關(guān)于力學現(xiàn)象的解釋中正確的是A．小球在空中下落得越來越快，是因為力可以改變物體的運動狀態(tài)B．人用力推車，車未動，是因為推力小于摩擦力C．小孩從滑梯上自行下滑，是因為他受到慣性的作用D．書本靜止在課桌上，是因為書本的重力與書本對桌面的壓力平例3如圖所示，某同學用40N的水平力將一個重30N的物體壓在豎直的墻壁上使其處于靜止狀態(tài)，則物體與墻壁間的摩擦力是A、40NB、30NC、10ND、70N例4趙強同學學了物理后，養(yǎng)成了觀察生活的好習慣，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動（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)”的實驗示意圖，(1)本實驗中產(chǎn)生摩擦力的方法是．(2)用彈簧測力計拉著木塊在水平木板上滑動時，每次都要使木塊做勻速直線運動．這是因為．(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1．如圖所示．用彈簧秤拉著木塊在水平桌面上作直線運動，實驗記錄如下表。由此可知，木塊與水平桌面的滑動摩擦力為（）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)常給自行車軸加潤滑油3．（河北理綜）某同學對生活中的一些做法進行了分析，你認為不合理的是A．連接玻璃管與膠皮管時，先把玻璃管口用水潤濕，水起潤滑作用B．舉重運動員比賽前手上涂抹“鎂粉”，目的是減小摩擦C．雨天，機動車應(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，起潤滑作用4．足球運動員把足球踢向空中，若不計空氣阻力，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)表示腳對球的作用力）5．在物理考試作圖時，小亮畫錯了一個地方，用橡皮輕輕地擦，沒有擦干凈，然后他稍使點勁就擦干凈了，這是通過增大的方法來增大橡皮與紙之間的．6、（山東省）圖7中的兩位同學正在做拋球游戲，請在圖中畫出球被拋出后所受重力的示意圖。7、下列幾個實例中屬于減小摩擦的是__________(填序號)。①用力捏自行車的車閘；②汽車輪胎上的花紋；③汽墊船向下噴出強氣流，在船底和水之間形成一層空氣墊。請發(fā)揮你的想象，寫出一個自然界中如果不存在摩擦的情景：_______。五、教學反思第二課時一、基礎(chǔ)練習1，能繞固定點轉(zhuǎn)動的硬棒是杠桿。從支點到動力作用線的距離叫動力臂；支點到阻力作用線的距離叫阻力臂；2，杠桿的平衡條件是F1L1=F2L2。動力臂>阻力臂的杠桿是省力杠桿，動力臂二、復習引入為了撬起很大的石頭，小明通常會像如圖12—4—1所示那樣：把長棒的一端插在大石頭的底下，再在長棒的下面墊一個小石頭，然后用力壓長棒的另一端，使長棒繞著小石頭轉(zhuǎn)動，將大石頭撬起．這個長棒就是我們本節(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)驗小明知道：越在直棒的后端用力，用的力越小．要巧妙的使用杠桿，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、復習內(nèi)容1、杠桿：（1）定義：在力的作用下繞著固定點轉(zhuǎn)動的硬棒叫杠桿。說明：①杠桿可直可曲，形狀任意。②有些情況下，可將杠桿實際轉(zhuǎn)一下，來幫助確定支點。如：魚桿、鐵鍬。OF1lOF1l1l2F2①支點：杠桿繞著轉(zhuǎn)動的點。用字母O表示。②動力：使杠桿轉(zhuǎn)動的力。用字母F1表示。③阻力：阻礙杠桿轉(zhuǎn)動的力。用字母F2表示。說明動力、阻力都是杠桿的受力，所以作用點在杠桿上。動力、阻力的方向不一定相反，但它們使杠桿的轉(zhuǎn)動的方向相反④動力臂：從支點到動力作用線的距離。用字母l1表示。⑤阻力臂：從支點到阻力作用線的距離。用字母l2表示。畫力臂方法：⑴找支點O；⑵畫力的作用線（虛線）；⑶畫力臂（實線，過支點垂直力的作用線作垂線）；⑷標力臂。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。實驗前：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：動力×動力臂＝阻力×阻力臂。寫成公式F1l1=F2l2也可寫成：F1/F2=l2解題指導：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??；然后根據(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)動時施加的動力如何變化，沿什么方向施力最小等。）解決杠桿平衡時動力最小問題：此類問題中阻力×阻力臂為一定值，要使動力最小，必須使動力臂最大，要使動力臂最大需要做到①在杠桿上找一點，使這點到支點的距離最遠；②動力方向應(yīng)該是過該點且和該連線垂直的方向。4、應(yīng)用：名稱結(jié)構(gòu)特征特點應(yīng)用舉例省力杠桿動力臂大于阻力臂省力、費距離撬棒、鍘刀、動滑輪、輪軸、羊角錘、鋼絲鉗、手推車、花枝剪刀費力杠桿動力臂小于阻力臂費力、省距離縫紉機踏板、起重臂人的前臂、理發(fā)剪刀、釣魚桿等臂杠桿動力臂等于阻力臂不省力不費力天平，定滑輪說明：應(yīng)根據(jù)實際來選擇杠桿，當需要較大的力才能解決問題時，應(yīng)選擇省力杠桿，當為了使用方便，省距離時，應(yīng)選費力杠桿。四、復習過程例1：如圖2所示的四種用具中，屬于費力杠桿的是例2：（不等臂直杠桿在動力和阻力作用下，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力，使這個力的作用線通過杠桿的中點，但不通過支點。B、在杠桿上再施加一個力，使這個力的作用線通過支點C、使動力和阻力同時減小到原來的1/2D、使動力臂和阻力臂同時變?yōu)樵瓉淼?倍例3：用桿秤（如圖8）測量魚的質(zhì)量，當秤鉤掛在A點，繩紐掛在O點（支點），秤錘掛在B點時桿秤處于平衡狀態(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：請在圖5中畫出用瓶起子啟瓶蓋的動力F1的力臂L1和阻力F2F1例5在“探究杠桿的平衡條件”實驗中，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)。上圖是小明同學三次實驗的情景，實驗時所用的每個鉤碼重0．5N，杠桿上每一格長5cm，部分實驗數(shù)據(jù)已記錄在下表中。實驗次數(shù)動力F1/N動力臂L1/cm阻力F2/N阻力臂L2/cm11.510121201031201.510(1)請將表格中的實驗數(shù)據(jù)補充完整。(2)小明的第3次實驗存在錯誤，其錯誤是。五、堂上練習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長為1.2m，重物懸掛處離肩膀距離BO為0.8m，則手在A端對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，縫紉機踏腳板屬于杠桿，鍘刀屬于杠桿．4、如圖13所示，O點為杠桿的支點，請畫出力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。請畫出拉力F1（方向豎直向上）的力臂，并畫出掛重物的繩對杠桿的拉力F2的示意圖。6、在“探究杠桿平衡條件”實驗中：（1）實驗前，先把杠桿的中點支在支架上，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）實驗中，改變支點兩側(cè)的鉤碼位置和個數(shù)，一般要做三次實驗，得到三組數(shù)據(jù)并進行分析，這樣做的目的是：_____________________________________。（3）如圖17所示，杠桿處于平衡狀態(tài)。如果在支點兩側(cè)的鉤碼下方分別再掛一個等重的鉤碼后，杠桿____________保持平衡（選填“能”或“不能”）六、教學反思第三課時一、基礎(chǔ)練習1、定滑輪實質(zhì)是個等臂杠桿。使用定滑輪不省力，但是能改變力的的方向。動滑輪實質(zhì)是個動力臂為阻力臂2倍的杠桿，根據(jù)杠桿的平衡條件，動滑輪能省一半力。2、使用滑輪組時，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：中間的軸固定不動的滑輪。②實質(zhì)：定滑輪的實質(zhì)是：等臂杠桿③特點：使用定滑輪不能省力但是能改變動力的方向。④對理想的定滑輪（不計輪軸間摩擦）F=GF1l1F2l2繩子自由端移動距離SF1l1F2l2的距離SG(或速度vG)（2）動滑輪：①定義：和重物一起移動的滑輪。（可上下移動，也可左右移動）②實質(zhì)：動滑輪的實質(zhì)是：動力臂為阻力臂2倍的省力杠桿。③特點：使用動滑輪能省一半的力，但不能改變動力的方向。理想的動滑輪（不計軸間摩擦和動滑輪重力）則：F=1/2G只忽略輪軸間的摩擦則拉力F=1/2(G物+G動繩子自由端移動距離SF(或vF)=2倍的重物移動的距離SG(或vG)滑輪組①定義：定滑輪、動滑輪組合成滑輪組。②特點：使用滑輪組既能省力又能改變動力的方向③理想的滑輪組（不計輪軸間的摩擦和動滑輪的重力）拉力F=1/nG。只忽略輪軸間的摩擦，則拉力F=1/n(G物+G動)繩子自由端移動距離SF(或vF)=n倍的重物移動的距離SG(或vG)④組裝滑輪組方法：首先根據(jù)公式n=(G物+G動)/F求出繩子的股數(shù)。然后根據(jù)“奇動偶定”的原則。結(jié)合題目的具體要求組裝滑輪。eq\o\ac(○,5)滑輪組