2、杠杆的几个概念:
支点 ( O ) :杠杆绕着转动的固定点。
动力 ( F1 ) :使杠杆转动的力。
阻力 ( F2 ) :阻碍杠杆转动的力。
动力臂 ( L1 ) :支点到动力作用线的距离。
阻力臂 ( L2 ) :支点到阻力作用线的距离。
3.情感、态度与价值观: 体验科学探究的乐趣,了解杠杆在生活中的应用。
[ 教学重点 ]
认识杠杆。
[ 教学过程 ]
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教师活动设计 |
学生活动设计 |
一、引入新课 |
通过浮力的学习,同学们已经知道了阿基米德是古希腊伟大的科学家,他在物理学方面的主要贡献有两项:浮力问题与杠杆平衡问题。阿基米德有句名言:“给我一个支点,我可以撬动地球。” 置疑:阿基米德说这句话的根据是什么 ? 你认为这可能吗? 阿基米德用来撬动地球的工具就是杠杆,也就是这节课要研究的问题。 |
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二、杠杆 1.认识杠杆 |
要求学生观察书上图12-2-3:生活中的常见的杠杆。 要求学生举出其他生活中的杠杆。 进行讨论,找出图中杠杆的共同特征--都绕一固定点转动。 教师出示羊角锤,分析使用时有一固定点。 要求学生分析其余杠杆的固定点。 得到杠杆概念:在力的作用下,能绕某一固定点转动的硬杆,叫杠杆。 “硬杆”指在力作用下不易发生形变的受力的杆状物体,可以是直的也可是弯的,形状也可以是各种各样,可是方的、圆的等。 要求学生再举其他例子。 例如:用来拧螺母的扳手可以使我们轻易地将螺母拧紧或拧松。 订书机可以很方便地把纸装订在一起。 |
举出生活中其他杠杆。 学生观察图,讨论说出它们的共同特征。 找到图中所示工具的固定点。 举例。 |
2.与杠杆有关的概念 |
首先认识杠杆的几个概念
支点 ( O ) :杠杆绕着转动的固定点。
动力 ( F1 ) :使杠杆转动的力。
阻力 ( F2 ) :阻碍杠杆转动的力。
动力臂 ( L1 ) :支点到动力作用线的距离。
阻力臂 ( L2 ) :支点到阻力作用线的距离 力臂是支点到力的作用线的距离,作力臂的步骤:( 1 )找准支点;( 2 )沿力的方向作出力的作用线;( 3 )从支点向力的作用线画垂线;( 4 )标出力臂。 教师举杠杆撬球的例子分析五个概念。 画出杠杆撬球中的各种物理量。 支点是杠杆绕着转动的固定点,在分析支点时,我们可以假想杠杆发生转动,杠杆围绕哪一点转动,哪一点就是支点。如图所示,我们假设杠杆在动力作用下做逆时针转动,其中 O 点是不动的,所以 O 点就是支点。 力的作用线就是从力在杠杆上的作用点起,沿力的方向所画的直线,如图所示,动力的作用线是从 A 点起沿 F1 方向的直线。 从支点 O 向动力 F1 的作用线所画的垂线就是动力臂L1 ,从支点O 向阻力F2 的作用线所画的垂线就是阻力臂L2 了。画力臂实际上就是作一个点到一条线的垂线,只要把平面几何中作“点到直线的距离”的方法迁移过来,就不难解决力臂作法这一难点。 必须明确:力臂是支点到力的作用线的垂直距离,而不是支点到力的作用点的距离,如图所示中,不能把 OA 和 OB 作为动力臂和阻力臂。 例题: 在黑板上画出各杠杆的示意图,画出它们的支点、动力和阻力。 如:铡刀、瓶盖起子、独轮车、铁锹等。 由4名学生分别画出它们的动力臂和阻力臂,巡回指导,最后进行讲评。 可选择分析一些实际杠杆,如:抽水机、汽车刹车踏板、胳膊、缝纫机踏板等。 |
学生理解。 4名学生画到黑板上,其余自己画。 有能力的学生选作。 |
三、课堂小结 |
认识杠杆,并介绍了杠杆的几个重要概念,学会分析生活中的杠杆。 |
[ 实践活动 ]
注意观察生活中有哪些杠杆,试着分析它们的支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂。
[ 板书 ]
第二节 杠杆
杠杆:1 、杠杆:在力的作用下,能绕某一固定点转动的硬杆,叫杠杆。
2.过程与方法:通过举例认识杠杆,会分析杠杆的几个概念。
授课地点: 物理实验室
授课时间: 1课时
[仪器材料] 羊角锤等
[ 教学目标 ]
1.知识与技能:
(1)知道什么是杠杆;
(2)理解支点、阻力、阻力臂、动力、动力臂。
3.功率:单位时间里完成的功,用 P 表示。
公式: P = W /t
单位: W
1W = 1J/s
2.功的计算:
功=力×距离
公式: W = Fs
单位:焦耳 符号: J
1.功的定义:
如果物体受力且沿受力方向移动了一定的距离,就说力对物体做了功。
2.计算:
( 1 )上楼所做的功;
( 2 )两次登楼过程的功率。
[ 板书 ]
第一节 功
1.测出:
( 1 )体重 G ;
( 2 )楼层高 h ;
( 3 )上楼所用的时间,按正常速度走上去所需时间 t 1 ,快速跑上去所需时间 t 2 。
3.情感、态度与价值观:
通过用力未做功的实例,引起学生适当焦虑,激起其学习功的知识内容的好奇心,使之积极参与判断是否做功的讨论。
[ 教学过程 ]
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教师活动设计 |
学生活动设计 |
一、复习提问 |
提问:力的三要素是指哪些? 提问:重力的方向是怎样的 ? 提问:力作用在物体上会怎样 ( 产生什么效果 ) ? |
回答问题。 回答问题。 回答问题。 会改变物体的状态。 |
二、新课引入 |
由力的不同作用效果引出功。 举例: 推桌子:小明和小聪分别用力推动桌子,小明虽费了力气,但桌子没有移动,小聪用力将桌子推走了。 还可举些其他例子。 例如:擦黑板。用力压黑板擦,在黑板上挪动黑板擦。 推箱子,搬椅子…… 由这些例子给出功的定义。 |
区分不同情况理解。 |
三、新课展开 |
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1.力学中功的含义 |
我们常说的功是有“成效”的意思,但在物理学中它还有特殊的含义。当一个力作用在物体上,物体在这个力的作用下通过了一段距离,我们就说这个力的作用有了成效,力学里就说这个力做了功。 显然力做功有两个条件。 一是 作用在物体上的力。 (F) 二是 物体沿力的方向通过的距离。 (S) 举例: ⑴ 举重运动员向上举杠铃,作用在杠铃上的力是向上的,并且杠铃向上运动了一段距离,我们说运动员对杠铃做了功。 ⑵ 直升机向上拉动铁塔,对铁塔有一个向上的拉力,铁塔在这个拉力的作用下,沿拉力方向向上移动了一段距离,我们就说飞机对铁塔做了功。 |
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2.判断物体是否做功 |
举多个例子,要求学生判断是否做功。 例如: |
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⑴ 火箭升空,燃烧的气体对火箭有没有做功? |
学生答:做了,因为燃烧的气体对火箭有一个向上的推力,火箭在这个推力作用下向上通过了一段距离。 |
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⑵ 同学们将自行车推进校门,对车有没有做功? |
学生答:做了,因为人对车有一个向前的推力,车在这个推力作用下前进了一段距离。 |
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⑶ 一人用很大的力推一辆汽车,汽车没移动,推力对物体有没有做功? ⑷ 推讲台没推动。 ⑸ 手提一桶水在水平地面上行走,提桶的力有没有对桶做功? ⑹ 在光滑的水平冰面上,一物体由于惯性做匀速直线运动,没受力。 |
学生答:不做功。 |
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要求学生举例,可将学生举的例子写在黑板上。 |
学生举例。 |
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进行分析。 教师注意三种不做功的情况: (1)物体受到力,但没有移动距离,即通过的路程为零。 (2)物体受到力的作用,也移动了距离,但移动的距离与力的方向垂直。 教师根据学生的回答再次强调做功的两个因素。 (3)物体没有受到力的作用,但因为惯性通过一段路程,也就是没有力做功。 教师要注意同学们的回答中所出现的问题,并弥补关于惯性的知识。 教师小结:从以上例子,我们进一步认识了力学中功的含义,即一个力作用在物体上,物体在这个力的作用下通过了一段距离,我们就说这个力做了功。 |
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3.功的计算 |
我们知道了力做功的两个条件,那怎样来计算功呢? 功的计算公式:功=力×距离 即:功等于力与物体在力的方向上通过的距离的乘积。 用 W 表示功,用 F 表示力, s 表示物体在力的方向上通过的距离,则功的公式可写成: W = Fs。 在国际单位制中,力的单位是牛顿( N ),距离的单位是米( m ),功的单位是牛顿·米,它有一个专用名称叫焦耳,简称焦( J )。 1 焦=1牛·米。 几点说明: ①使用 W = Fs,要注意单位的统一。 ②做功的多少只由 W = Fs 决定,跟物体是做匀速直线运动还是做变速运动无关。 ③知道 1 焦的物理意义,知道 1 焦的大小。 |
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例题:(书上例题)用20N的水平推力,使重为100N的物体在水平桌面上移动0.5m,试求推力和重力对物体做了多少功? 由一名学生板演,其他学生自己演算。要求解题规范化。 |
一名学生板演,其他学生自己演算。 |
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追问:此题中物体受到几个力的作用?哪个力做了功?对什么物体做功?重力做了功没有?为什么? 学生回答,教师小结。 |
学生回答。 |
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4.功率 |
物体在力 F 作用下经过时间 t 运动了距离 s ,求 ① 力对物体做的功 ② 物体运动的快慢。(类比) 我们在运动学中学过物体运动的快慢是物体单位时间里运动的距离。 v = s /t 那么力做功的快慢呢?就是力在单位时间里做的功。我们把它叫做功率。 定义:功率 P = W /t 单位: W 1W = 1J/s 可提供例题要求学生计算。 |
学生理解。 |
三、课堂小结 |
本节课我们学习了力学中 “功”的概念,知道了做功的两个必要因素,给出了功的计算公式
W =F·s,知道了功的单位是焦耳。大家完成课后练习,帮助自己更好地理解功的意义,学会功的计算。 |
[ 实践活动 ]
课外小实验:测出自己上楼时所做的功及所用的时间。
要求:
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