第十章 機械與人本章是在前面學習過力學的基礎上，研究杠桿、滑輪等簡單機械，并進一步研究做功了嗎、做功的快慢、機械效率及合理利用機械能.通過本章學習，讓學生能正確、合理使用杠桿、滑輪，以達到改變力的大小與方向的目的；知道機械功和功率概念的由來，并能從生活、生產中的實例說明機械功和功率的含義；還要能從實例中把做功的過程與能量轉化的過程結合起來思考，尤其是機械能的轉化與守恒的思想觀念的確立.無論是概念還是規律，均要與生活、生產勞動實際結合起來去認識、理解和應用.本章共分6節：1.第一節“科學探究：杠桿的平衡條件”，在教學中不僅要使學生通過探究活動得到結論性、規律性的知識，而且要通過探究活動掌握初步的科學探究方法，其中重點要學習設計實驗的表格，學習收集數據并用圖像處理實驗數據的方法，學習控制變量法，學習怎樣提出科學的猜想.2.第二節“滑輪及其應用”，本節講述了定滑輪、動滑輪的概念、特點和實質，并進一步學習了滑輪組的特點和組裝.本節也有一個重要的實驗探究“比較定滑輪和動滑輪的特點”，這個實驗探究讓學生邊思考邊操作，自己摸索，學會安裝滑輪，總結出兩種滑輪的特點.3.第三節“做功了嗎”，讓學生理解做功的兩個必要因素，掌握功大小的計算，讓學生初步了解力對物體做功可以改變物體的能量.4.第四節“做功的快慢” ，首先通過熟悉的實例引導學生感受到做功的快慢問題，再用速度的概念類比得到功率的概念，結合速度的公式、單位，講述功率的公式和單位，再通過例題幫助學生掌握功率的計算.5.第五節“機械效率”，本節是在學習了功、功率的計算的基礎上，引導學生理解有用功、額外功、總功的概念并掌握機械效率的計算，知道實際提高機械效率的方法.6.第六節“合理利用機械能”，本節內容先講述功能和能的關系，然后通過大量的實例讓學生真實感受到功能，勢能的存在，理解動能、勢能的概念，明白動能，勢能的大小與哪些因素有關.通過觀察、分析實驗現象，說明能量如何轉化.讓學生通過分析，自己得出動能、勢能、彈性勢能可以相互轉化的結論.【教學目標】1.在知識與技能方面：（1）認識杠桿，知道有關杠桿的幾個概念，知道杠桿的平衡條件及杠桿的一些應用.（2）認識定滑輪、動滑輪和滑輪組，并知道它們的作用，會根據要求使用和組裝滑輪組，了解其他簡單機械的一些應用.（3）知道機械功和功率的概念.（4）理解動能和勢能的概念，能用實例說明物體的動能和勢能以及它們的相互轉化.2.在過程與方法方面：（1）經歷探究杠桿平衡條件的過程，學習分析實驗現象、尋找規律并從中歸納出實驗結論.（2）經歷探究定滑輪，動滑輪特點的過程，進一步掌握用觀察對比來研究問題的方法.（3）利用生活經驗的具體事例認識功、功率和機械能等.（4）用控制變量法探究機械效率、動能、勢能的各種相關因素.3.在情感態度與價值觀方面：（1）通過觀察分析生活中的簡單機械，初步認識科學技術對人類社會發展的作用.（2）引導學生積極主動參與探究活動，加強交流合作的意識.（3）培養學生將科學應用于日常生活和社會實際的意識.【教學重點】杠桿的平衡條件、做功的兩個必要因素、理解機械效率、功率的概念和計算、影響動能和勢能大小的因素、動能和勢能的相互轉化.【教學難點】力臂的畫法、滑輪組省力情況的判斷與設計、影響機械效率的因素、功率的計算、能量的相互轉化第一節 科學探究：杠桿的平衡條件第1課時 認識杠桿、杠桿的平衡【教學目標】一、知識與技能1.認識杠桿，了解關于杠桿的五要素（支點、動點、阻力、動力臂、阻力臂），能求作力臂.2.理解杠桿的平衡條件，并會進行相關計算.二、過程與方法1.通過觀察和實驗，了解杠桿的結構，具有一定的觀察能力、分析和概括能力.2.經歷探究杠桿平衡條件的過程，學習分析實驗現象，尋找數據間的規律，從中歸納出實驗結論的一般方法.三、情感、態度與價值觀1.關心生活、生產中杠桿的應用.2.培養學生探究合作交流和精神，以及在交流與討論中所持的正確態度.【教學重點】杠桿的平衡條件，杠桿的結構.【教學難點】力臂的概念及畫法，變形杠桿的分析.【教具準備】多媒體課件、杠桿、鉤碼.【教學課時】1課時【鞏固復習】教師引導學生復習上一節內容，并講解學生所做的課后作業，加強學生對知識的鞏固.【新課引入】教師播放視頻：關于撬棒、開瓶器、蹺蹺板、鑷子、剪刀等物品在生產、生活中工作的情景，然后引導學生觀察，并提出問題：在生產、生活中，這些工具起到了什么作用？它們有什么共同特點？要找到答案，下面我們就來學習第一節第1課時“認識杠桿、杠桿的平衡”.【課堂導學】【預習指導】閱讀課本P184P187頁的文字內容和插圖，在基本概念、定義、規定及規律上，用紅筆做上記號，并完成學案中“課前預習”部分.各小組內部交流討論，提出預習疑問.【交流展示】1.各小組代表舉手發言，報告“課前預習”答案，教師評價訂正.2.學生質疑，教師指導釋疑.【拓展探究】知識點1 認識杠桿學生小組內部討論交流，回答下列問題：師1.觀察教材圖101 生活中的機械，說出它們有什么共同特征？生：1.都受力的作用，都是硬棒，都有固定轉動軸.師生互動歸納：在力的作用下，有繞某一固定點轉動的硬棒，物理學中叫做杠桿.師2.觀察分析課本圖102 用棒撬動物體（a）（b），指出杠桿的五個要素及其含義？生：2.支點：杠桿繞著轉動的固定點，常用O表示.動力：使杠桿繞支點轉動的力，常用F1表示.阻力：阻礙杠桿轉動的力，常用F2表示.動力臂：從支點到動力作用線的距離，常用l1表示.阻力臂：從支點到阻力作用線的距離，常用l2表示.師生互動歸納總結出力臂的畫法：首先確定杠桿的支點，再確定力的作用線，然后畫出從支點到力的作用線的垂線段，即為所求，垂足要落在力的作用線上，符號指明哪條線段是力臂.可以將力臂的畫法簡潔記憶為：一找點（支點），二畫線（力的作用線），三作垂線段（支點到力的作用線的垂線），四標明字母（用字母標出杠桿的五要素）.知識點2 杠桿的平衡（一）學生小組內部討論交流，教師巡視指導，回答下列問題：師1.什么是杠桿的平衡？生：1.杠桿處于靜止狀態或繞支點勻速轉動的狀態都叫杠桿平衡.師2.探究杠桿平衡條件的實驗中，必須使杠桿在水平位置平衡，這樣做的目的是什么？生：2.避免杠桿自重對實驗的影響;便于從杠桿上直接讀出力臂.師3.實驗中要改變鉤碼的個數和懸掛位置，進行多次實驗，這樣做的好處是什么？生：3.便于找到普遍規律，使結論更可靠，避免偶然性.（二）學生分組實驗，教師巡視指導，并針對性地點撥。多媒體展示：（1）小組討論提出問題，作出猜想；（2）討論并設計合理的實驗方案 ；（3）進行實驗，收集數據；（4）對數據進行分析，得出結論；（5）討論實驗中出現的問題，進行評估.設計表格（供參考）師：同學們能否找到一個規律來？生：動力動力臂阻力阻力臂師生互動歸納總結：杠桿的平衡條件：動力動力臂阻力阻力臂.用字母表示，這個公式可以寫成：F1l1F2l2 ，這個關系式也可以寫成下面的形式：F1/F2l2/l1 .它表明：當阻力與阻力臂一定時，所用的動力和動力臂成反比。即動力臂越大，所用的力就越小，這也就可以解釋為什么我們可以用較小的力產生較大的力了.課堂小結教師指導學生歸納總結本節課學到了什么.1.杠桿的定義：一根硬棒，在力的作用下如果能繞固定點轉動，這根棒就叫杠桿.2.杠桿的五要素：（1）支點（O）、（2）動力（F1）、（3）阻力（F2）、（4）動力臂（l1）、（5）阻力臂（l2）.3.杠桿的平衡條件：F1l1F2l2課后作業1.請同學們完成課本P189-P190頁作業1、2、6.2.請同學們完成本課時對應的練習.教材習題解答（P189-P190）1.略2.不能 （a）圖杠桿是平衡的，原因是兩力的力和力臂的乘積相等，即2G2lG4l；（b）圖中分別加掛一個等重的物體后，左側的力和力臂的乘積為（2G+G物）2l=2（2G+G物）l，右側的力和力臂的乘積為（G+G物）4l=4（G+G物）l，2（2G+G物）l4（G+G物）l，所以杠桿不能平衡.6.不平衡 右端 下沉（一）認識杠桿1.定義：在力的作用下能繞著固定點轉動的硬棒.2.杠桿的五要素：支點、動力、阻力、動力臂、阻力臂（二）杠桿的平衡1.平衡狀態：當杠桿在動力和阻力的作用下靜止時（或繞支點勻速轉動），我們就說此時杠桿處于平衡狀態.2.平衡條件：動力動力臂阻力阻力臂，即F1l1=F2l2.1.這節有一個重點也是難點：找支點和作力臂，這里既牽扯到數學中點到直線的距離，又涉及到物理中力的作用點和力的示意圖，學生感到非常困難.突破重難點的方法，通過實例演示，引導學生分析，提煉方法步驟：一（支）點二力和方向，延長力的作用線，過（支）點作垂線（段）.畫力臂并比較力臂大小是下一課時杠桿分類的基礎一定要多練并讓學生過關2.在杠桿的平衡條件的探究實驗中，引導學生猜想杠桿的平衡條件可能與力臂的大小和力的大小有關，這樣學生不至于盲目猜想，既調動了學生的積極性、主動性，同時又使學生進行合理的科學猜想，快速進入探究的課題在分析數據時，教師既要放開主動權，又要參與引導，如提醒學生可以先把數據分開來考慮把四個數據按物理量分成兩組進行分析，接著把有特色的數據放在一起研究，最后把所有的數據統一起來，運用數學工具：加、減、乘、除等簡單計算方法，討論，尋找規律，形成科學的結論，這樣不僅營造寬松環境，而且培養了學生敢想敢說的精神及分析概括問題的能力7