第十二章《簡(jiǎn)單機(jī)械》教材分析

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上第十二章 簡(jiǎn)單機(jī)械 教材分析 一、新舊教材對(duì)比本章是在新教材的 “第七章 力” 、“第八章 運(yùn)動(dòng)和力”、“第十一章 功和機(jī)械能”等力學(xué)重要知識(shí)的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步學(xué)習(xí)簡(jiǎn)單機(jī)械及機(jī)械效率的相關(guān)知識(shí)。新教材將原有“第十三章 力和機(jī)械”中的“第四節(jié) 杠桿”、“第五節(jié) 其他簡(jiǎn)單機(jī)械”和“第十五章 功和機(jī)械能”中的“第二節(jié) 機(jī)械效率”整合為“第十二章 簡(jiǎn)單機(jī)械”。這樣的編排順序，使學(xué)生在學(xué)習(xí)完了簡(jiǎn)單機(jī)械后緊接著就進(jìn)一步認(rèn)識(shí)機(jī)械效率，更利于機(jī)械效率和簡(jiǎn)單機(jī)械知識(shí)的有效銜接，可以避免在后續(xù)機(jī)械效率的學(xué)習(xí)時(shí)要先對(duì)前面所學(xué)的簡(jiǎn)單機(jī)械知識(shí)做必要的回顧，有利于知識(shí)的系統(tǒng)化，減少不必要的重復(fù)勞動(dòng)

2、和課時(shí)浪費(fèi)。同時(shí)學(xué)生在學(xué)習(xí)了力、功和能相關(guān)知識(shí)的基礎(chǔ)上，有了更多的知識(shí)儲(chǔ)備，更容易認(rèn)識(shí)杠桿和滑輪等簡(jiǎn)單機(jī)械，并了解提高機(jī)械效率的具體途徑和實(shí)際意義。 二、課程標(biāo)準(zhǔn)要求：（一）2011版課程標(biāo)準(zhǔn)要求：1、知道簡(jiǎn)單機(jī)械。通過(guò)實(shí)驗(yàn)，探究并了解杠桿的平衡條件。2、知道機(jī)械效率。了解提高機(jī)械效率的途徑和意義。3、了解人類使用機(jī)械的歷程。了解機(jī)械的使用對(duì)社會(huì)發(fā)展的作用。（二）2001版課程標(biāo)準(zhǔn)要求：1、通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究，學(xué)會(huì)使用簡(jiǎn)單機(jī)械改變力的大小和方向。2、理解機(jī)械效率。3、了解機(jī)械使用的歷史發(fā)展過(guò)程。認(rèn)識(shí)機(jī)械的使用對(duì)社會(huì)發(fā)展的作用。（三）對(duì)比分析1、將“通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究，學(xué)會(huì)使用簡(jiǎn)單機(jī)械改變力的大小和方向”改

3、為“知道簡(jiǎn)單機(jī)械。通過(guò)實(shí)驗(yàn)，探究并了解杠桿的平衡條件” 。細(xì)化科學(xué)內(nèi)容，明確教學(xué)要求 ，同時(shí)規(guī)范表述，增強(qiáng)可評(píng)價(jià)性。2、“理解機(jī)械效率”調(diào)整為“知道”,可以避免在機(jī)械效率的問(wèn)題上進(jìn)行更多的轉(zhuǎn)化，降低了教學(xué)要求的層次，從而減輕了學(xué)生的課業(yè)負(fù)擔(dān)。3、增加“了解提高機(jī)械效率的途徑和意義”。目的在于強(qiáng)化物理知識(shí)跟生產(chǎn)、生活的聯(lián)系，更加關(guān)注知識(shí)的實(shí)踐應(yīng)用。三、本章地位和作用本章第一節(jié)杠桿在生活和生產(chǎn)中有著廣泛的應(yīng)用，學(xué)好這部分知識(shí)具有重要的實(shí)際意義。杠桿是一種重要的簡(jiǎn)單機(jī)械，也是學(xué)習(xí)滑輪、輪軸等其他一些簡(jiǎn)單機(jī)械的基礎(chǔ)。第二節(jié)滑輪的知識(shí)具有承上啟下的作用：滑輪是繼上一節(jié)“杠桿”之后學(xué)生學(xué)習(xí)的又一種重要的簡(jiǎn)

4、單機(jī)械，滑輪實(shí)質(zhì)上是杠桿的變形，可以通過(guò)杠桿平衡條件來(lái)分析，同時(shí)滑輪也是后面學(xué)習(xí)機(jī)械效率的基礎(chǔ)。第三節(jié)機(jī)械效率是對(duì)前面滑輪知識(shí)的綜合、擴(kuò)展和運(yùn)用。這一部分的內(nèi)容體現(xiàn)了物理知識(shí)最終要服務(wù)于生產(chǎn)和生活的理念。所以本節(jié)課無(wú)論從課標(biāo)要求，還是學(xué)生自身發(fā)展要求上看都處在一個(gè)比較重要的地位。四、編寫意圖和特點(diǎn)1、緊密聯(lián)系日常生活。本章所選取的內(nèi)容注重從與日常生活關(guān)系最密切的實(shí)例入手，讓學(xué)生感受到物理知識(shí)就在我們身邊。例如，在杠桿一節(jié)教材選用的“賽艇的漿”、“各種剪刀”、“指甲刀”、“鉗子”、“自行車的車閘”、“獨(dú)輪車”等。在滑輪一節(jié)“旗桿頂?shù)亩ɑ啞?、“自?lái)水龍頭”、“門把手”、“自行車腳踏板”、“自行車

5、把手”等。大量的這類生活現(xiàn)象，由于跟學(xué)生的生活聯(lián)系密切。能很容易引起學(xué)生的共鳴，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，從而引導(dǎo)他們思考這些現(xiàn)象背后的物理知識(shí)。在思考、分析這些現(xiàn)象的過(guò)程中，學(xué)生既能學(xué)到物理知識(shí)，也能夠經(jīng)歷科學(xué)研究的分析過(guò)程，認(rèn)識(shí)到在不同的現(xiàn)象中會(huì)蘊(yùn)含著相同的物理規(guī)律的認(rèn)識(shí)體驗(yàn)。2、利用圖片生動(dòng)直觀地提供信息。本章圖片較多，蘊(yùn)藏豐富的信息，恰到好處地分布在教材的不同位置，起著各自不同的作用。位于節(jié)首的圖片，如圖P76頁(yè)的搬動(dòng)木料的場(chǎng)景、P81頁(yè)的漫畫等，能夠激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，啟迪思維，對(duì)每節(jié)課的學(xué)習(xí)活動(dòng)起著啟動(dòng)和引領(lǐng)作用；穿插在教材中的圖片，如圖12.1-3中的稱象圖片、12.1-4中的賽艇的漿、12

6、.1-8中的獨(dú)輪車、12.2-2中的旗桿頂?shù)亩ɑ喓推鹬貦C(jī)上的動(dòng)滑輪、12.25中的各種輪軸、12.2-6中的盤山公路等，能夠給學(xué)生提供足夠的感性認(rèn)識(shí)；在探究實(shí)驗(yàn)中的圖片，如圖12.1-2中探究杠桿的平衡條件、12.2-3中研究定滑輪和動(dòng)滑輪的特點(diǎn)、12.3-1是用動(dòng)滑輪是否省功、12.3-2測(cè)量滑輪組的機(jī)械效率等，對(duì)于實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)和操作具有很強(qiáng)的啟發(fā)和提示作用。同時(shí)，這些圖片除了傳遞與科學(xué)內(nèi)容密切相關(guān)信息外，往往還含有其他信息，如展示生活中的物理、科學(xué)、技術(shù)、社會(huì)等，同樣對(duì)學(xué)生起著潛移默化的教育作用，有利于實(shí)現(xiàn)情感、態(tài)度、價(jià)值觀的教學(xué)目標(biāo)。  另外教材中的圖片比以往的要更大

7、更清晰，利于學(xué)生觀察。      3、新教材將一些結(jié)論具體的呈現(xiàn)出來(lái)，減去了學(xué)生要在教材上再填寫該內(nèi)容的麻煩。比如：79頁(yè)三種類型杠桿的名稱、83頁(yè)定滑輪和動(dòng)滑輪的工作特點(diǎn)、83頁(yè)使用滑輪組時(shí)提起物體的力與繩子段數(shù)的關(guān)系。4、將“探究斜面的機(jī)械效率”的實(shí)驗(yàn)改為“測(cè)量滑輪組的機(jī)械效率”。在以往的教學(xué)中，學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)機(jī)械效率后，往往對(duì)哪些因素影響滑輪組的機(jī)械效率總是感到比較困惑，盡管可以通過(guò)公式的推導(dǎo)給學(xué)生一定的認(rèn)識(shí)，但還是會(huì)比較困難。而通過(guò)實(shí)驗(yàn)就會(huì)給學(xué)生充分的感性認(rèn)識(shí)，利于學(xué)生接受。但該實(shí)驗(yàn)在操作過(guò)程中又需要解決另一方面的難題：繩子自由

8、端移動(dòng)的距離和物體上升的高度不易測(cè)量。5、將機(jī)械效率和功的原理的內(nèi)容有機(jī)整合。新教材不再明確提出功的原理的內(nèi)容，而是在機(jī)械效率引入的過(guò)程中自然的滲透了該內(nèi)容，其用意是降低難度，但還要給學(xué)生一定的感性認(rèn)識(shí)，使學(xué)生能體會(huì)出人類發(fā)明和研究各種機(jī)械的意義。五、本章的教學(xué)目標(biāo)、重難點(diǎn)、教學(xué)建議第一節(jié) 杠桿1、教學(xué)目標(biāo)：認(rèn)識(shí)杠桿；認(rèn)識(shí)有關(guān)杠桿的幾個(gè)概念；能從常見(jiàn)工具和簡(jiǎn)單機(jī)器中識(shí)別出杠桿；知道杠桿的平衡條件及杠桿的應(yīng)用；經(jīng)歷繪制杠桿示意圖的過(guò)程，體會(huì)科學(xué)抽象的方法；經(jīng)歷探究杠桿平衡條件的過(guò)程。2、教學(xué)重難點(diǎn)本節(jié)教學(xué)重點(diǎn)：杠桿平衡條件是人們分析、計(jì)算杠桿問(wèn)題的理論依據(jù)，也是研究其他各種簡(jiǎn)單機(jī)械的基礎(chǔ)，所以經(jīng)

9、歷探究杠桿平衡條件的過(guò)程并運(yùn)用它分析有關(guān)問(wèn)題是本節(jié)的重點(diǎn)。 本節(jié)教學(xué)難點(diǎn)：很多學(xué)生盡管能正確說(shuō)出力臂的定義，但遇到實(shí)際問(wèn)題時(shí)仍把支點(diǎn)到動(dòng)力或阻力作用點(diǎn)的距離作為力臂，所以力臂的概念及其畫法是本節(jié)的難點(diǎn)。 3、難點(diǎn)形成的原因分析： 第一，從教材的編排上看，課本從尋找各種類型杠桿的共同點(diǎn)得出杠桿的定義，引出杠桿的五個(gè)名詞，再進(jìn)入到怎樣找力臂，這樣雖然簡(jiǎn)潔，但不明了，特別是力臂，書本沒(méi)有說(shuō)明為什么要這樣定義力臂，但要求學(xué)生會(huì)畫出各種杠桿中的力臂，而力臂又不一定在杠桿上，這樣的編排過(guò)程，缺少了必要的解釋和說(shuō)明，給學(xué)生正確作圖帶來(lái)了困難。第二，從學(xué)生現(xiàn)有的知識(shí)水平和能力水平來(lái)看，初二學(xué)生的幾何作圖雖有一

10、定的基礎(chǔ)。但是，應(yīng)用到物理學(xué)上還有一段距離；其次要作好圖，還必須要求學(xué)生對(duì)以前所學(xué)的“力的三要素”作圖及“物體受力分析”有較好的掌握。由于學(xué)生缺乏一定的生活經(jīng)驗(yàn)和生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，綜合概括能力較差，所以很難從日常工具中抽象出杠桿模型，更難畫出一些變形的杠桿的示意圖。學(xué)生對(duì)支點(diǎn)理解具有局限性，不少學(xué)生誤以為支點(diǎn)是固定不動(dòng)的一點(diǎn)，遇到運(yùn)動(dòng)的物體如動(dòng)滑輪這一特殊杠桿時(shí)，如何確定支點(diǎn)就難了，部分學(xué)生受思維定勢(shì)的影響，誤以為動(dòng)力和阻力的方向總是相反的。有的同學(xué)在具體畫力臂時(shí)，常把支點(diǎn)到力的作用點(diǎn)之間的距離錯(cuò)誤地當(dāng)成力臂，遇到較“復(fù)雜”的問(wèn)題時(shí)感到無(wú)從下手，學(xué)生往往很難全面照應(yīng)，要正確地作好杠桿的示意圖，要求學(xué)生

11、要有較好的分析與綜合，抽象與概括的能力。  4、突破難點(diǎn)的幾個(gè)環(huán)節(jié) 我們要面向多數(shù)學(xué)生的實(shí)際，符合中等學(xué)生的認(rèn)知水平，適合一般思維的發(fā)展?fàn)顩r，貫徹因材施教原則，使學(xué)生的品德和心理得到同步和諧的發(fā)展，教師必須精心設(shè)計(jì)教學(xué)程序，通過(guò)下面幾個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行教學(xué)：第一，通過(guò)書本內(nèi)容的教學(xué)，抽象概括出杠桿的物理概念，總結(jié)歸納杠桿的共同特性；第二，增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，教師使用基本的實(shí)驗(yàn)儀器及多媒體課件等，培養(yǎng)學(xué)生進(jìn)行觀察和實(shí)驗(yàn)、總結(jié)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的能力；第三，通過(guò)練習(xí)教學(xué)，注意培養(yǎng)分析物理?xiàng)l件，抽象出杠桿的理想模型解決問(wèn)題的基本方法；第四，通過(guò)復(fù)習(xí)教學(xué)，注意引導(dǎo)學(xué)生做好總結(jié)，整理知識(shí)，歸納研究物理方法。5、解決教

12、學(xué)難點(diǎn)的思路設(shè)計(jì) 第一、杠桿的五要素教師提問(wèn)：如何用一根硬棒撬起一塊很重的石塊？學(xué)生討論后，教師總結(jié)并結(jié)合多媒體課件讓學(xué)生觀察了解一些常見(jiàn)的簡(jiǎn)單機(jī)械，指明其中一類為杠桿，教師及時(shí)引導(dǎo)學(xué)生得出它們的共同特點(diǎn)，即杠桿的定義：一根在力的作用下繞某一固定點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的硬棒叫做杠桿。從定義中得出：杠桿有一固定點(diǎn)叫支點(diǎn)；杠桿上有力，分別為動(dòng)力（按人們需要方向轉(zhuǎn)動(dòng)的力）和阻力（阻礙杠桿按需要方向轉(zhuǎn)動(dòng)的力）。在“杠桿”定義中“硬棒”一詞，使不少學(xué)生總以為只有直的有規(guī)則的棒是杠桿，因而，教師在講解撬棒的基礎(chǔ)上，對(duì)撬棒進(jìn)行變形，如演示：將直棒變成彎曲的棒，或變成不規(guī)則的木板，都可經(jīng)以起到撬棒的作用，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到杠桿不一

13、定是直棒，也可以是“曲棒”或“曲體”，再進(jìn)一步演變到常用工具，舉例并出示：剪刀、羊角錘、板手、起子等，讓學(xué)生仔細(xì)觀察實(shí)物，由具體事物抽象出杠桿模型，讓學(xué)生從感性到理性接受它，順利地辨析杠桿。引入力臂時(shí)，可進(jìn)行如圖所示的演示，在同一點(diǎn)用彈簧測(cè)力計(jì)拉杠桿，使之在水平位置靜止，則沿不同方向力的大小不同，為了描述這一特性，引入力臂的概念，使學(xué)生明了：力臂的引入是為了解決問(wèn)題的需要。 第二、畫出力臂。學(xué)生常把支點(diǎn)到力的作用點(diǎn)之間的距離，即點(diǎn)到點(diǎn)的距離錯(cuò)誤地當(dāng)成力臂。為了克服這一難點(diǎn)，首先要讓學(xué)生理解力臂的概念；其次通過(guò)具體實(shí)例分析，如圖示畫力F1的力臂時(shí)，不能把OA當(dāng)作F1的力臂，而是點(diǎn)O到F1的作用線

14、的距離。因而畫力臂先要畫力的作用線，簡(jiǎn)單通俗講就是將“力”進(jìn)行正向或反向“延長(zhǎng)”，延長(zhǎng)線用虛線，結(jié)合數(shù)學(xué)上的點(diǎn)到直線的距離，利用直角三角板上的直角作出支點(diǎn)到力的作用垂直距離，畫好垂足，垂足要落在力的作用線上，支點(diǎn)O與垂足間的這一線段用大括號(hào)括起來(lái)就是力臂。教師板演，用不同顏色的粉筆分別作出力F1及F2的力臂L1和L1。按這樣的作法就不難作出力臂。第二節(jié) 滑輪1、 教學(xué)目標(biāo)：認(rèn)識(shí)定滑輪和動(dòng)滑輪；知道定滑輪、動(dòng)滑輪、滑輪組的作用；會(huì)根據(jù)要求使用和組裝滑輪組；了解其他簡(jiǎn)單機(jī)械的一些使用。2、 教學(xué)重難點(diǎn)本節(jié)教學(xué)重點(diǎn)：定滑輪、動(dòng)滑輪和滑輪組在生活、生產(chǎn)中有著廣泛的應(yīng)用，又是進(jìn)一步機(jī)械效率等知識(shí)的基礎(chǔ)，

15、所以探究定滑輪、動(dòng)滑輪和滑輪組的作用是本節(jié)的重點(diǎn)。 本節(jié)教學(xué)難點(diǎn)：把滑輪看作是變形的杠桿，對(duì)學(xué)生來(lái)說(shuō)比較抽象，尤其是確定動(dòng)滑輪的支點(diǎn)，學(xué)生不容易想象；根據(jù)滑輪組的組裝情況，判斷繩子的股數(shù)，學(xué)生容易把握不準(zhǔn)。所以滑輪的實(shí)質(zhì)（尤其是動(dòng)滑輪）和判定滑輪組的省力情況是本節(jié)的難點(diǎn)。 3、教學(xué)建議本節(jié)課實(shí)驗(yàn)器材比較簡(jiǎn)單，知識(shí)的難度也不大，教師一定要讓學(xué)生親身實(shí)踐，讓他們通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究，從中發(fā)現(xiàn)規(guī)律，老師當(dāng)好組織者、引導(dǎo)者。 動(dòng)滑輪的支點(diǎn)在分析時(shí)學(xué)生易出錯(cuò)，可設(shè)法化解，如：推圓輪（圓柱）上臺(tái)階，找出圓輪繞著轉(zhuǎn)動(dòng)的點(diǎn)不在圓心而在輪邊緣。 如何判斷繩子的段數(shù)？ 例如圖1所示的滑輪組。為了使學(xué)生容易理解用一條橫線將

16、定滑輪與動(dòng)滑輪分開(kāi)，并將橫線上方的定滑輪那部分全部遮蓋，如圖2所示（我把圖2稱為圖1的等效圖）。這樣就很容易看出圖1甲所示的滑輪組承重繩子為4段，那么，提起物體所用的力就是物重的1/4。圖1乙滑輪組為5段，提起物體所用的力就是物重的1/5。若配合實(shí)驗(yàn)并運(yùn)用物體平衡條件加以分析，能使學(xué)生更好地掌握。從以上分析得：滑輪組中承重繩子的段數(shù)，就是跟動(dòng)滑輪（包括動(dòng)滑輪框）直接接觸的繩子段數(shù)。 第三節(jié) 機(jī)械效率1、教學(xué)目標(biāo)：了解什么是有用功、額外功和總功；知道什么是機(jī)械效率；通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究影響滑輪組機(jī)械效率的因素；2、教學(xué)重難點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn)：認(rèn)識(shí)有用功、額外功和總功；知道解機(jī)械效率的概念。教學(xué)難點(diǎn)：通過(guò)實(shí)驗(yàn)，分析影響滑輪組機(jī)械效率的因素。3、教學(xué)建議（一）對(duì)機(jī)械效率的認(rèn)識(shí)導(dǎo)出機(jī)械效率概念后，讓學(xué)生計(jì)算起重機(jī)的機(jī)械效率，通過(guò)分析使學(xué)生明確：機(jī)械效率越大，說(shuō)明有用功在總功中所占比例越大，這正為我們所需，在此基礎(chǔ)上可進(jìn)一步討論機(jī)械效率總小于1的道理，并啟發(fā)進(jìn)一步思考：滑輪組的機(jī)械效率可能與哪些因素有關(guān)？（二）關(guān)于測(cè)量滑輪組機(jī)械效率的實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)前要明確的注意點(diǎn)：1） 彈簧測(cè)力計(jì)應(yīng)勻速緩緩向上拉2） 如何正確測(cè)出鉤碼上升高度h和手移動(dòng)距離S？教師應(yīng)作適當(dāng)指導(dǎo)：一把尺較難同時(shí)測(cè)出S和h，可只測(cè)h，再利用S=