4.1简单机械.pdf

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1、1 第四章4.1 简单机械一、教学任务分析本节学习杠杆、滑轮、*轮轴、*机械传动、*斜面等简单机械。生产生活中的任何复杂机械都是由简单机械构成的，因此，本节的学习在力学中有着重要的作用。学习本节内容需要以力的概念为基础。以生活中的实例为基础，以学生分组小实验和教师点拨为基本方法，引导学生探究简单机械的使用方法与工作原理，进而能灵活应用所学的知识解决生活中的实际问题。本节内容强调学生主动参与，在合作实验、交流讨论的过程中，加深对知识的理解，体验合作学习的重要性。二、教学目标1.知识与技能（1）理解杠杆和杠杆平衡的条件。知道杠杆的支点；理解力臂的概念；理解杠杆平衡的条件：动力动力臂阻力阻力臂，能运

2、用杠杆平衡的条件进行有关的运算；知道杠杆在生活中的应用；学会“探究杠杆平衡的条件”，学会在同侧力、异侧力、力的方向不同等情况下使杠杆保持平衡的技能，记录、处理数据，最后归纳得出结论。（2）理解滑轮。知道定滑轮不能省力，但可以改变用力方向，理解定滑轮不能省力的原理；知道动滑轮可以省一半力，理解动滑轮能省力的原理；知道滑轮在生产生活中的应用，能用滑轮解决简单的实际问题。*（3）知道轮轴和斜面。知道轮轴、斜面可以省力，知道轮轴、斜面可以省力的原理。*（4）知道机械传动。知道常见的机械传动方式，能识别不同的机械传动方式。2.过程与方法（1）在将常见工具抽象成平直杠杆、滑轮与轮轴等简单机械抽象成杠杆的过

3、程中，感受建模的科学方法。（2）经历“探究杠杆平衡的条件”过程，运用实验归纳法得出结论；在比较各种杠杆的使用特点中，感受分类的科学方法。3.情感、态度与价值观（1）通过了解杠杆、滑轮、轮轴、斜面、机械传动等简单机械与生产、生活的密切联系，体验到生活中处处存在物理。（2）通过“探究杠杆平衡的条件”“合作使用滑轮提升钩码”等活动，提高实验能力和观察能力，养成团队协作的良好习惯。（3）通过了解中国古代墨经对杠杆平衡条件的论述，了解天工开物中关于古代劳动人民使用简单机械的情况等，激发民族自豪感。三、教学重点和难点重点：探究杠杆平衡的条件。难点：力臂概念的建立。2 四、教学资源1.学生实验器材（每两人一

4、套）：钉有骑马钉的木板、螺丝刀、小木块、带刻度的杠杆、弹簧夹、钩码、弹簧测力计、铁架台、切纸刀、镊子、普通剪刀、线、滑轮、辘轳模型、水龙头、小车、长木板、学习活动卡等。2.演示实验器材：杠杆示教板、杆秤、一些水果等。3.课件：自制PPT 幻灯片、flash 课件等。4.录像：机器人、盾构、汽车发动机工作的情景；杠杆、滑轮、轮轴、斜面、机械传动等机械实际应用的情景。五、教学设计思路本设计的内容包括三个方面：一是杠杆的五要素、杠杆平衡的条件和杠杆的应用；二是滑轮；三是滑轮组、轮轴、机械传动、斜面等其它简单机械。本设计的基本思路是：由“使用撬棒撬起重物、跷跷板”等活动引入杠杆，归纳出杠杆的支点、动力

5、、阻力的概念；通过示教板的演示，讨论得出杠杆的力臂。由“用杆秤称水果质量”的活动引入杠杆的平衡状态，猜想杠杆平衡的条件是什么；通过“探究杠杆平衡的条件”实验归纳出杠杆平衡的条件。出示切纸刀、镊子、普通剪刀等工具，由作图分析得出三类杠杆。由“升旗、起重机”的录像引入滑轮，通过学生组装滑轮提升重物，归纳出滑轮的两种使用方法；通过将滑轮演化为杠杆的课件展示，理解滑轮工作的原理。*通过使用两个滑轮提升重物，并用弹簧测力计测量提升重物时的拉力、用刻度尺测量提升重物时重物和绳子自由端上升的距离，归纳出滑轮组的使用方法。由“比力气”这一小游戏引入轮轴，通过将轮轴抽象为杠杆的课件展示，感受建模的科学方法。通过

6、阅读教科书，知道机械传动的三种方式以及机械传动在生产生活中的广泛应用。由录像“盘山公路”引入斜面，通过活动“用测力计拉着小车沿着竖直和斜面方向匀速直线运动”和“用测力计拉着小车沿长度不同的斜面拉上同一高度”，归纳得出斜面的公式。本设计要突出的重点是：通过学生的探究实验，归纳出杠杆平衡的条件。方法是：通过教师演示用杆秤称水果的质量，得出杠杆的平衡状态。通过学生演示用杆秤称不同的两堆水果质量，引发学生猜想并主动探究，通过讨论交流归纳出杠杆平衡的条件。本设计要突破的难点是：力臂概念的建立。方法是：通过学生使用螺丝刀撬起骑马钉，感受怎样做可以达到最省力的目的，引发学生思考：是否支点离力的作用点距离越大

7、越省力？通过自制示教板演示支点到力的作用点的距离发生了改变，但杠杆仍然平衡，引导学生观察出支点到力的作用线的距离没有改变，从而建立力臂的概念。本设计力图多让学生动手动脑，激发自主学习的兴趣，感受物理知识的广泛应用。通过将滑轮、轮轴抽象成杠杆，感受建模的科学方法。完成本设计的内容约需6 课时。文档编码:CA10Q6M6I1B3 HV3T2X4N6V10 ZS9S7C10Z10V9文档编码:CA10Q6M6I1B3 HV3T2X4N6V10 ZS9S7C10Z10V9文档编码:CA10Q6M6I1B3 HV3T2X4N6V10 ZS9S7C10Z10V9文档编码:CA10Q6M6I1B3 HV3T

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11、V9文档编码:CA10Q6M6I1B3 HV3T2X4N6V10 ZS9S7C10Z10V9文档编码:CA10Q6M6I1B3 HV3T2X4N6V10 ZS9S7C10Z10V9文档编码:CA10Q6M6I1B3 HV3T2X4N6V10 ZS9S7C10Z10V9文档编码:CA10Q6M6I1B3 HV3T2X4N6V10 ZS9S7C10Z10V9文档编码:CA10Q6M6I1B3 HV3T2X4N6V10 ZS9S7C10Z10V9文档编码:CA10Q6M6I1B3 HV3T2X4N6V10 ZS9S7C10Z10V9文档编码:CA10Q6M6I1B3 HV3T2X4N6V10 ZS9

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15、的工作原理活动 学生实验7滑轮组的使用轮轴杠杆平衡的条件情景 演示实验4活动 学生实验2三类杠杆活动 学生实验4情景 录像 3活动 学生实验3滑轮活动 应用定滑轮动滑轮文档编码:CD2T7U2C9Q7 HK8T9E3K10Z7 ZC3K5E5F6S9文档编码:CD2T7U2C9Q7 HK8T9E3K10Z7 ZC3K5E5F6S9文档编码:CD2T7U2C9Q7 HK8T9E3K10Z7 ZC3K5E5F6S9文档编码:CD2T7U2C9Q7 HK8T9E3K10Z7 ZC3K5E5F6S9文档编码:CD2T7U2C9Q7 HK8T9E3K10Z7 ZC3K5E5F6S9文档编码:CD2T7U

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22、轮等工作的情景，引入课题简单机械。情景录像 2播放用硬棒撬起石块、使用镊子、玩跷跷板的情景，归纳出杠杆的概念以及杠杆的支点、动力、阻力。活动学生实验1学生先只用螺丝刀将骑马钉撬起，再用螺丝刀垫着小木块将骑马钉撬起，比较用力的方向有什么不同，怎样用力更省力。情景演示实验1示教板演示，讨论得出力臂概念。活动应用画出舂的杠杆示意图。情景演示实验2教师演示用杆秤称量水果质量，得出杠杆的平衡状态。情景演示实验3由两位学生演示用杆秤称量两堆质量不同的水果的质量，请学生根据刚才称量的情景猜测杠杆平衡的条件可能是什么。活动学生实验2用带刻度的杠杆、钩码、弹簧测力计、弹簧夹、铁架台等实验器材研究杠杆平衡的条件。

23、情景演示实验4出示切纸刀、镊子和普通剪刀，请学生画出它们的杠杆示意图，由此归纳出杠杆的三种类型。斜面公式情景 录像 5斜面活动阅读情景 录像 4机械传动的方式活动 学生实验8文档编码:CD2T7U2C9Q7 HK8T9E3K10Z7 ZC3K5E5F6S9文档编码:CD2T7U2C9Q7 HK8T9E3K10Z7 ZC3K5E5F6S9文档编码:CD2T7U2C9Q7 HK8T9E3K10Z7 ZC3K5E5F6S9文档编码:CD2T7U2C9Q7 HK8T9E3K10Z7 ZC3K5E5F6S9文档编码:CD2T7U2C9Q7 HK8T9E3K10Z7 ZC3K5E5F6S9文档编码:CD2

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29、3K5E5F6S9文档编码:CD2T7U2C9Q7 HK8T9E3K10Z7 ZC3K5E5F6S9文档编码:CD2T7U2C9Q7 HK8T9E3K10Z7 ZC3K5E5F6S9文档编码:CD2T7U2C9Q7 HK8T9E3K10Z7 ZC3K5E5F6S9文档编码:CD2T7U2C9Q7 HK8T9E3K10Z7 ZC3K5E5F6S9文档编码:CD2T7U2C9Q7 HK8T9E3K10Z7 ZC3K5E5F6S9文档编码:CD2T7U2C9Q7 HK8T9E3K10Z7 ZC3K5E5F6S95 活动应用画出一些常用工具（如胡桃夹、钢丝钳、食品钳、扳手、钓鱼杆等）的杠杆示意图，并判

30、断它们属于哪种类型的杠杆。情景录像 3播放起重机、升旗的情景，引入滑轮。活动学生实验3观察滑轮，得出滑轮的概念。活动学生实验4使用铁架台、细线和一只滑轮提升钩码，学生交流后归纳出滑轮的分类定滑轮和动滑轮。活动学生实验5使用定滑轮和动滑轮提升钩码，分别用弹簧测力计测量拉力、用刻度尺测量钩码和绳子自由端上升的高度，学生交流后归纳出定滑轮和动滑轮的使用特点。情景课件演示1播放定滑轮演变为等臂杠杆、动滑轮演变为省力杠杆的课件，引出定滑轮和动滑轮的工作原理。活动学生实验6用细绳以两种方法连接两个轻质滑轮，将它们组成滑轮组。将弹簧测力计固定在细绳的一端缓缓提起钩码，记下测力计的读数。比较两种不同方法中将钩

31、码提起的高度h 和拉力通过的距离s之间的关系。由此得出滑轮组的使用。活动学生实验7两人一组，一人手握螺丝刀柄，一人手握螺丝刀金属杆，二人向相反方向扭，看谁力量大。由此引入轮轴概念。情景演示实验5出示辘轳模型、自来水龙头，请学生指出哪些部分是（外围的）轮，哪些部分是（中间的）轴。情景课件演示2播放轮轴演变为杠杆的课件，引出轮轴的工作原理。情景录像 4播放皮带传动、自行车中的链传动、机械钟表中的齿轮传动等情景，引出机械传动。活动阅读书本阅读书本P10 页，了解机械传动最简单的三种方式。情景录像 5播放残疾人的坡道、盘山公路、搁在卡车上的长木板等情景，引入斜面这一简单机械。活动学生实验8用弹簧测力计

32、拉着小车沿竖直方向和光滑斜面分别匀速拉到同一高度，比较测力计的读文档编码:CD2T7U2C9Q7 HK8T9E3K10Z7 ZC3K5E5F6S9文档编码:CD2T7U2C9Q7 HK8T9E3K10Z7 ZC3K5E5F6S9文档编码:CD2T7U2C9Q7 HK8T9E3K10Z7 ZC3K5E5F6S9文档编码:CD2T7U2C9Q7 HK8T9E3K10Z7 ZC3K5E5F6S9文档编码:CD2T7U2C9Q7 HK8T9E3K10Z7 ZC3K5E5F6S9文档编码:CD2T7U2C9Q7 HK8T9E3K10Z7 ZC3K5E5F6S9文档编码:CD2T7U2C9Q7 HK8T9

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37、K5E5F6S9文档编码:CD2T7U2C9Q7 HK8T9E3K10Z7 ZC3K5E5F6S9文档编码:CD2T7U2C9Q7 HK8T9E3K10Z7 ZC3K5E5F6S9文档编码:CD2T7U2C9Q7 HK8T9E3K10Z7 ZC3K5E5F6S9文档编码:CD2T7U2C9Q7 HK8T9E3K10Z7 ZC3K5E5F6S9文档编码:CD2T7U2C9Q7 HK8T9E3K10Z7 ZC3K5E5F6S9文档编码:CD2T7U2C9Q7 HK8T9E3K10Z7 ZC3K5E5F6S9文档编码:CD2T7U2C9Q7 HK8T9E3K10Z7 ZC3K5E5F6S9文档编码:

38、CD2T7U2C9Q7 HK8T9E3K10Z7 ZC3K5E5F6S9文档编码:CD2T7U2C9Q7 HK8T9E3K10Z7 ZC3K5E5F6S9文档编码:CD2T7U2C9Q7 HK8T9E3K10Z7 ZC3K5E5F6S9文档编码:CD2T7U2C9Q7 HK8T9E3K10Z7 ZC3K5E5F6S9文档编码:CD2T7U2C9Q7 HK8T9E3K10Z7 ZC3K5E5F6S96 数；用弹簧测力计拉着小车沿不同长度的光滑斜面匀速拉到同一高度，比较每次测力计的示数。分析比较上述两实验的数据，归纳出斜面公式。3.教学的主要环节本设计可分为八个主要环节第一环节，创设情景引入课题，

39、介绍杠杆的五要素。第二环节，通过演示实验和学生实验，探究杠杆平衡的条件。第三环节，创设情景引入三类杠杆。第四环节，创设情景引入滑轮概念，通过学生实验，得出滑轮的应用，结合课件，理解滑轮的工作原理。第五环节，通过学生实验，得出滑轮组的工作特点。第六环节，创设情景引入轮轴的工作原理。第七环节，通过情景和学生阅读书本，知道机械传动的三种方式。第八环节，通过学生实验，分析比较，得出斜面公式。七、教案示例第一课时（一）引入1情景 1播放机器人、盾构、汽车发动机工作的情景和使用起子、剪刀、滑轮等工作的情景，说明机器人等复杂机械都是由简单机械组合而成的。（二）新课2杠杆的概念播放用硬棒撬起石块、使用镊子、玩

40、跷跷板的情景，思考这三个杠杆有什么共同之处。学生讨论后总结为：（1）必须是硬棒；（2）都有一个绕着转动的固定点；（2）都受到两个力的作用，一个力促使杠杆转动，一个力阻碍杠杆转动。由此得出杠杆的概念：在力的作用下能绕固定点转动的硬棒叫杠杆。促使杠杆转动的力叫做动力；阻碍杠杆转动的力叫做阻力。3杠杆的力臂（1）活动 1学生实验学生先只用螺丝刀将骑马钉撬起，再用螺丝刀垫着小木块将骑马钉撬起，比较用力的方向有什么不同，怎样用力更省力，是否支点离力的作用点距离越大越省力。（2）情景 3演示实验示教板上有一杠杆AB，O 是杠杆的支点，支点右侧每隔10 厘米画了一条虚线。取4个等质量的钩码，三个挂在支点左侧

41、，作为阻力，一个挂在支点右侧第三根虚线处，作为动力，杠杆刚好平衡，如图1 所示。文档编码:CD2T7U2C9Q7 HK8T9E3K10Z7 ZC3K5E5F6S9文档编码:CD2T7U2C9Q7 HK8T9E3K10Z7 ZC3K5E5F6S9文档编码:CD2T7U2C9Q7 HK8T9E3K10Z7 ZC3K5E5F6S9文档编码:CD2T7U2C9Q7 HK8T9E3K10Z7 ZC3K5E5F6S9文档编码:CD2T7U2C9Q7 HK8T9E3K10Z7 ZC3K5E5F6S9文档编码:CD2T7U2C9Q7 HK8T9E3K10Z7 ZC3K5E5F6S9文档编码:CD2T7U2C9

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44、9文档编码:CD2T7U2C9Q7 HK8T9E3K10Z7 ZC3K5E5F6S9文档编码:CD2T7U2C9Q7 HK8T9E3K10Z7 ZC3K5E5F6S9文档编码:CD2T7U2C9Q7 HK8T9E3K10Z7 ZC3K5E5F6S9文档编码:CD2T7U2C9Q7 HK8T9E3K10Z7 ZC3K5E5F6S9文档编码:CD2T7U2C9Q7 HK8T9E3K10Z7 ZC3K5E5F6S9文档编码:CD2T7U2C9Q7 HK8T9E3K10Z7 ZC3K5E5F6S9文档编码:CD2T7U2C9Q7 HK8T9E3K10Z7 ZC3K5E5F6S9文档编码:CD2T7U2

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47、6S9文档编码:CD2T7U2C9Q7 HK8T9E3K10Z7 ZC3K5E5F6S9文档编码:CD2T7U2C9Q7 HK8T9E3K10Z7 ZC3K5E5F6S9文档编码:CD2T7U2C9Q7 HK8T9E3K10Z7 ZC3K5E5F6S9文档编码:CD2T7U2C9Q7 HK8T9E3K10Z7 ZC3K5E5F6S9文档编码:CD2T7U2C9Q7 HK8T9E3K10Z7 ZC3K5E5F6S97 将 OB 杆旋转30，移动右侧钩码，发现当杠杆平衡时，右侧的钩码仍在第三根虚线的位置，如图2 所示。在其他条件都不变的情况下，虽然支点到动力作用点的距离发生了改变，但只要支点到动力

48、作用线的距离保持不变，杠杆仍保持平衡。由此引出力臂概念。（三）巩固阅读教科书P5 页“你知道吗？”，观察古书天工开物中记载的捣谷的舂，并画出舂的杠杆示意图。（四）作业布置略。第二课时（一）引入1情景 4教师演示用杆秤称量水果质量。移动秤砣的位置，当杆秤静止时，秤砣所在位置的示数就是水果的质量。由此引入杠杆的平衡状态：使用杠杆时，如果杠杆静止不动或绕支点匀速转动，那么杠杆就处于平衡状态。（二）新课2情景 5由两位学生演示用杆秤称量两堆不同质量的水果。当所称量的水果质量更大时，秤砣向远离支点方向移动，杆秤才能平衡。请学生根据这个情景猜测杠杆平衡的条件可能是什么。学生猜测可能与动力、阻力、动力臂、阻

49、力臂有关。3学生实验2用带刻度的杠杆、钩码、弹簧测力计、弹簧夹、铁架台等实验器材研究杠杆的平衡条件。（1）把杠杆的中点支在铁架台上，调节杠杆两端的螺母使杠杆在水平位置平衡。将钩码挂在杠杆两侧的弹簧夹上，调节钩码的个数或在杠杆上的位置，使杠杆在水平位置仍然平衡。记录下力和力臂的数值。（2）把钩码挂在杠杆的弹簧夹上，在同一侧用弹簧测力计竖直向上拉杠杆。改变钩码的个数或测力计在杠杆上的位置，使杠杆在水平位置仍然平衡。记录下力和力臂的数值。A O B 图 1A O B C 图 2文档编码:CD2T7U2C9Q7 HK8T9E3K10Z7 ZC3K5E5F6S9文档编码:CD2T7U2C9Q7 HK8T

50、9E3K10Z7 ZC3K5E5F6S9文档编码:CD2T7U2C9Q7 HK8T9E3K10Z7 ZC3K5E5F6S9文档编码:CD2T7U2C9Q7 HK8T9E3K10Z7 ZC3K5E5F6S9文档编码:CD2T7U2C9Q7 HK8T9E3K10Z7 ZC3K5E5F6S9文档编码:CD2T7U2C9Q7 HK8T9E3K10Z7 ZC3K5E5F6S9文档编码:CD2T7U2C9Q7 HK8T9E3K10Z7 ZC3K5E5F6S9文档编码:CD2T7U2C9Q7 HK8T9E3K10Z7 ZC3K5E5F6S9文档编码:CD2T7U2C9Q7 HK8T9E3K10Z7 ZC3K