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第第頁簡(jiǎn)單機(jī)械【優(yōu)秀7篇】
簡(jiǎn)單機(jī)械篇一
教學(xué)目標(biāo)一、知識(shí)目標(biāo)1、認(rèn)識(shí)定滑輪和動(dòng)滑輪。2、知道簡(jiǎn)單機(jī)械的一些應(yīng)用。3、知道滑輪和斜面也能省力。二、能力目標(biāo)1、通過觀察和實(shí)驗(yàn),了解定滑輪和動(dòng)滑輪的結(jié)構(gòu),具有一定的觀察能力和實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Α?、通過探究,了解定滑輪和動(dòng)滑輪的特點(diǎn),具有一定的分析和概括能力。三、德育目標(biāo)通過了解簡(jiǎn)單機(jī)械的應(yīng)用,初步認(rèn)識(shí)科學(xué)技術(shù)對(duì)人類社會(huì)發(fā)展的作用,增強(qiáng)對(duì)科學(xué)的熱愛,有將科學(xué)服務(wù)于人類的意識(shí)。教學(xué)重點(diǎn)認(rèn)識(shí)定滑輪和動(dòng)滑輪的結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)及作用。教學(xué)難點(diǎn)正確引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行探究實(shí)驗(yàn)。教學(xué)方法分析討論法、探究法課時(shí)安排2課時(shí)教具準(zhǔn)備定滑輪、動(dòng)滑輪、鉤碼、細(xì)繩、測(cè)力計(jì)、鐵架臺(tái)、刻度尺教學(xué)過程引入新課讓學(xué)生觀看動(dòng)畫(教材p65的科學(xué)漫畫),了解如果不了解滑輪的作用,就可能會(huì)鬧笑話,從而激發(fā)學(xué)生的求知欲,帶著興趣去學(xué)習(xí)滑輪。新課教學(xué)1、定滑輪和動(dòng)滑輪的定義:(放錄像)學(xué)校的升旗儀式提出:為什么旗子能升上旗桿?——引出滑輪學(xué)生觀察實(shí)物,了解滑輪的構(gòu)造。提出:可以怎樣用滑輪提升物體?請(qǐng)學(xué)生代表上臺(tái)連接,并引導(dǎo)學(xué)生得出第二種連接方式。引導(dǎo)學(xué)生思考:兩次利用滑輪提升物體,有什么區(qū)別?定滑輪:工作時(shí),軸固定不動(dòng)的滑輪。動(dòng)滑輪:工作時(shí),軸隨物體一起移動(dòng)的滑輪。提出:定滑輪和動(dòng)滑輪分別能給我們什么好處?探究:比較定滑輪和動(dòng)滑輪的特點(diǎn):提示:(1)在不超過彈簧測(cè)力計(jì)的測(cè)量限度的前提下,應(yīng)盡可能選用重的鉤碼,以減少實(shí)驗(yàn)誤差。(2)跨過動(dòng)滑輪的兩段繩子一定要平行。(學(xué)生討論、設(shè)計(jì)并進(jìn)行實(shí)驗(yàn),教師指導(dǎo))結(jié)論:(引導(dǎo)學(xué)生從動(dòng)力和阻力的大小、方向以及作用點(diǎn)的距離比較)定滑輪動(dòng)滑輪鉤碼重gg‘拉力大小f=gf’=g’方向與鉤碼上升方向相反與鉤碼上升方向相同鉤碼移動(dòng)距離hh‘拉力移動(dòng)距離hs=2h‘省力情況不省力省一半力改變力的方向情況能改變力的方向不能改變力的方向省費(fèi)距離情況不省也不費(fèi)距離費(fèi)距離提出:實(shí)驗(yàn)過程中還發(fā)現(xiàn)了什么?由學(xué)生提出并分析原因。根據(jù)定滑輪和動(dòng)滑輪的特點(diǎn),使用定滑輪和動(dòng)滑輪各有什么好處?該如何選擇?使用定滑輪可以站在地面上方便地將物體送到高處,使用動(dòng)滑輪可以省力。提出:如果我們又想省力,又想很方便地拉起物體,有辦法嗎?引出滑輪組。學(xué)生實(shí)驗(yàn):如何將一個(gè)定滑輪和一個(gè)動(dòng)滑輪組合起來?教師指導(dǎo)、分析不可行方法。學(xué)生總結(jié):將一個(gè)定滑輪和一個(gè)動(dòng)滑輪組合起來,可以有兩種連接方式。學(xué)生實(shí)驗(yàn):這兩種連接方式效果有何不同?由學(xué)生歸納總結(jié)。教材p66圖12。5—4是由幾個(gè)定滑輪和動(dòng)滑輪組成的滑輪組?省力情況如何?在生活中哪些地方會(huì)用到滑輪或滑輪組?想想議議:復(fù)習(xí)杠桿的知識(shí),提出:為什么定滑輪不省力,動(dòng)滑輪省一半力?教師引導(dǎo)學(xué)生理解從實(shí)質(zhì)看,定滑輪和動(dòng)滑輪都是變形杠桿,并從定滑輪和動(dòng)滑輪上找出支點(diǎn)、動(dòng)力臂和阻力臂。分析得出定滑輪和動(dòng)滑輪的實(shí)質(zhì)。提出:通過杠桿和滑輪的學(xué)習(xí),你認(rèn)為省力和費(fèi)力、省距離和費(fèi)距離,它們之間有什么關(guān)系?(學(xué)生分析歸納、教師引導(dǎo))不論是杠桿還是滑輪,只要省力就費(fèi)距離;只要費(fèi)力就省距離。除了我們已經(jīng)了解的杠桿和滑輪外,還有一些簡(jiǎn)單機(jī)械,閱讀“科學(xué)世界”。小結(jié)本課內(nèi)容。作業(yè)布置。
簡(jiǎn)單機(jī)械篇二
第一節(jié)杠桿
教學(xué)目標(biāo)
知識(shí)目標(biāo)1、知道什么是杠桿及杠桿的五要素。
2、理解杠桿的概念;能確定動(dòng)力臂和阻力臂。
3、理解杠桿的平衡條件。
能力目標(biāo):培養(yǎng)動(dòng)手操作的能力。
情感態(tài)度價(jià)值觀:培養(yǎng)愛科學(xué)、愛動(dòng)手,事實(shí)求實(shí)的學(xué)習(xí)態(tài)度。
教學(xué)方法:實(shí)驗(yàn)探究法
課前準(zhǔn)備:學(xué)生自制蠟燭蹺蹺板:長(zhǎng)蠟燭1支,大號(hào)縫衣針1根,杯子2個(gè),薄鐵皮(或塑料板)1塊,小碟2個(gè)。
教具準(zhǔn)備:杠桿和支架,鉤碼,尺,線,彈簧測(cè)力計(jì)。
教學(xué)難點(diǎn):動(dòng)力臂和阻力臂的畫法。
教學(xué)重點(diǎn):用實(shí)驗(yàn)探究的方法來研究杠桿的平衡條件。
教學(xué)過程:
一、引入:出示幻燈片1、2
二、出示教學(xué)目標(biāo),明確學(xué)習(xí)目的,出示幻燈片3、4。
三、展示收集的杠桿,出示幻燈片5、6,激發(fā)學(xué)生的研究興趣。
四、分組討論:什么叫杠桿?學(xué)生回答,教師總結(jié),出示幻燈片7,杠桿的定義,學(xué)生齊讀。
五、看一看、想一想、說一說:
展示撬石頭的幻燈片,讓學(xué)生觀察,說一說,什么叫支點(diǎn)?什么叫動(dòng)力?什么叫阻力?。
出示幻燈片8,教師歸納總結(jié)。講解什么是動(dòng)力臂?什么是阻力臂?
出示幻燈片9—12說明做圖過程。
六、實(shí)驗(yàn)探究:
提出問題:你想探究的問題是______________。
作出假設(shè):你作出的假設(shè)是________________________。
提示:
杠桿要平衡:
1、只與力的大小有關(guān);
2、只與力臂的大小有關(guān);
3、只與力的方向有關(guān);
4、只與力和力臂的乘積有關(guān)。
制定計(jì)劃:
根據(jù)小組確定的探究課題,制定探究計(jì)劃。
討論和完善計(jì)劃:
實(shí)施計(jì)劃:你可以參考下面的實(shí)驗(yàn)裝置(出示幻燈片15)和實(shí)驗(yàn)步驟(出示幻燈片17、18),讓學(xué)生分小組實(shí)驗(yàn)。
得出結(jié)論:
你得出的數(shù)據(jù)是___________________,填入設(shè)計(jì)的表格中,結(jié)論是_______________。
展示學(xué)生的分析結(jié)果,并給以評(píng)價(jià):
總結(jié)出杠桿的平衡條件出示幻燈片17。
板書:杠桿的平衡條件:
六、趣味小實(shí)驗(yàn):自制蠟燭蹺蹺板
目的:證實(shí)杠桿的平衡條件。
實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì):
1、把蠟燭底端的蠟刮掉一些,讓它象頂端一樣露出燭芯。
2、把縫衣針從蠟燭中部穿過,露出的針頭、針尾架在兩只杯子的邊緣上。
3、用薄鐵皮(或塑料板)剪成兩個(gè)小人,用腿間的尖頭插立在蠟燭上,兩個(gè)小人的位置到縫衣針的距離相等。
4、點(diǎn)燃蠟燭兩頭,就做成了一個(gè)蠟燭蹺蹺板。
做出總結(jié):杠桿的平衡條件是:
出示幻燈片18。
七、比拼臺(tái):出示幻燈片18(通過超鏈接和19—25相連),組織學(xué)生進(jìn)行分組,答題,競(jìng)賽。學(xué)生競(jìng)爭(zhēng)選取題目,搶答題。目的:活躍課堂氣氛,鞏固課堂教學(xué),并頒獎(jiǎng)鼓勵(lì)。
八、小結(jié)本節(jié)內(nèi)容:出示幻燈片26。
1、杠桿的定義。
2、杠桿的五要素。
3、杠桿的平衡條件。
九、作業(yè):。出示幻燈片27。
簡(jiǎn)單機(jī)械篇三
教學(xué)目標(biāo)知識(shí)與技能:1、知道定滑輪、動(dòng)滑輪、滑輪組的特點(diǎn)和作用;2、了解滑輪的實(shí)際是杠桿的變形;3、會(huì)根據(jù)滑輪組的繞線判斷省力情況;4、會(huì)根據(jù)題目要求組裝簡(jiǎn)單的滑輪組。過程與方法:通過學(xué)生試驗(yàn)探究加深他們對(duì)其他簡(jiǎn)單機(jī)械的認(rèn)識(shí),培養(yǎng)學(xué)生勇于探索,積極動(dòng)手、動(dòng)腦的習(xí)慣。情感態(tài)度與價(jià)值觀:培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度,培養(yǎng)學(xué)生聯(lián)系實(shí)際解決問題的能力。教具:?jiǎn)位唭蓚€(gè)、兩個(gè)定滑輪和兩個(gè)動(dòng)滑輪組成的滑輪組、彈簧測(cè)力計(jì)、鉤碼、細(xì)線、投影儀、重點(diǎn):知道定滑輪、動(dòng)滑輪、滑輪組的作用難點(diǎn):判斷滑輪組的省力情況,會(huì)根據(jù)實(shí)際要求組裝簡(jiǎn)單的滑輪組。教學(xué)過程:(一)引入新課前兩節(jié)我們學(xué)習(xí)了杠桿,知道了杠桿的總類及作用,本節(jié)課我們將繼續(xù)學(xué)習(xí)另一種簡(jiǎn)單的機(jī)械——滑輪,請(qǐng)學(xué)生看課本的漫畫,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)的欲望,學(xué)生帶著興趣學(xué)習(xí)滑輪。(二)進(jìn)行新課1、定滑輪和動(dòng)滑輪組織學(xué)生觀察滑輪實(shí)物,了解滑輪的構(gòu)造,明確一個(gè)周邊有槽,可繞著裝在框子里的軸轉(zhuǎn)動(dòng)的小輪叫滑輪請(qǐng)學(xué)生觀察滑輪的應(yīng)用有兩種:定滑輪和動(dòng)滑輪定滑輪軸固定不動(dòng);動(dòng)滑輪的軸與重物一起移動(dòng)。使用兩種滑輪有什么好處,通過試驗(yàn)來研究。在學(xué)生試驗(yàn)的基礎(chǔ)上,組織學(xué)生討論歸納:使用定滑輪不省力,但可以改變動(dòng)力的方向,使用動(dòng)滑輪能省力,但不能改變動(dòng)力的方向。關(guān)于動(dòng)滑輪能省一半的力的特點(diǎn)與學(xué)生試驗(yàn)結(jié)論的出入,教師可做如下說明:使用動(dòng)滑輪時(shí),由于動(dòng)滑輪有兩段繩子調(diào)著,固每段繩子所承受的拉力應(yīng)為鉤碼重力的一半,但由于在提起鉤碼的過程中也把動(dòng)滑輪提起來了,故彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)應(yīng)為鉤碼和動(dòng)滑輪總重的一半·2、滑輪是杠桿的變形為了使學(xué)生進(jìn)一步理解定滑輪不省力,動(dòng)滑輪省一半力的道理,教師可利用投影儀,課堂前在玻璃板上分別畫出定、動(dòng)滑輪的支點(diǎn)、動(dòng)力、阻力、動(dòng)力臂、阻力臂,課堂上讓學(xué)生觀察了解定滑輪的動(dòng)力臂、阻力臂均為輪子的半徑,它實(shí)際上是一個(gè)等臂杠桿根據(jù)杠桿的平衡條件,動(dòng)力等于阻力,而動(dòng)滑輪的動(dòng)力臂為輪子的直徑,阻力臂為輪子的半徑,因此,它實(shí)際是動(dòng)力臂是阻力臂二倍的杠桿,根據(jù)杠桿平衡條件,動(dòng)力等于阻力的1/2.。使用動(dòng)滑輪目的是為了省力,在不少情況下,使用定滑輪改變力的方向會(huì)給我們的工作帶來方便。有時(shí)在工作中,我們即要省力又要改變力的方向,引入滑輪組。3、滑輪組教師從受力分析的角度講解,在滑輪組中承擔(dān)物重的是吊著動(dòng)滑輪的那幾段繩子,這包含栓在動(dòng)滑輪框上的和最后從動(dòng)滑輪引出的拉繩,而跨過定滑輪的繩子,包括最后從定滑輪引出的拉繩,只起改變作用力方向的作用。教學(xué)小結(jié)1、定滑輪、動(dòng)滑輪的特點(diǎn)2、定滑輪、動(dòng)滑輪的實(shí)際3、舉例說明滑輪組省力情況的判斷布置作業(yè)教材199頁練習(xí)1、2、3、4題教后札記:
簡(jiǎn)單機(jī)械篇四
1.本章教材內(nèi)容比過去增加很多,而且每節(jié)都有探究活動(dòng)。教學(xué)實(shí)踐證明探究教學(xué)與傳統(tǒng)教學(xué)相比,更需要充分發(fā)揮學(xué)生的主體作用。但是,處理不好,容易導(dǎo)致課堂結(jié)構(gòu)松散、學(xué)習(xí)效率低。因此,新課程對(duì)教師提出了更高的要求。教師駕馭課堂的能力,對(duì)探究時(shí)間進(jìn)行精心的預(yù)估和設(shè)計(jì),是提高教學(xué)效率的一個(gè)決定性因素。它要求教師精心備課、精確設(shè)計(jì),提高教學(xué)設(shè)計(jì)的科學(xué)性、合理性和有效性。教師要爭(zhēng)取以最精確、最明了、最簡(jiǎn)練的語言或方式,使學(xué)生對(duì)問題情境和探究要求有清晰的理解,要減少廢話。
教師對(duì)探究過程中可能出現(xiàn)的問題要有一定的預(yù)測(cè)和心理準(zhǔn)備;要充分調(diào)動(dòng)學(xué)生參與探究活動(dòng)的積極性,營(yíng)造自由民主的探究活動(dòng)氣氛。在小組合作探究活動(dòng)中,最好讓學(xué)生能夠輪流主持,使每個(gè)人都有機(jī)會(huì)為探究負(fù)責(zé),激發(fā)學(xué)生的主體意識(shí),從而使其更加專注地參與探究活動(dòng)。教師要把握探究活動(dòng)的節(jié)奏,要對(duì)具體的探究過程做到心中有數(shù),做到能夠比較精確地預(yù)估每一個(gè)步驟所需的時(shí)間,把握好整體時(shí)間的分配,使整個(gè)探究活動(dòng)的節(jié)奏加快,轉(zhuǎn)換自然。要對(duì)探究活動(dòng)所涉及的方方面面了然在胸,對(duì)學(xué)生在每一步驟中可能作出的反應(yīng)都要估計(jì)得到。要對(duì)探究活動(dòng)所需的學(xué)習(xí)材料、實(shí)驗(yàn)器材進(jìn)行精心的設(shè)計(jì)和準(zhǔn)備,使探究活動(dòng)能夠按照預(yù)定的節(jié)奏進(jìn)行下去。當(dāng)然更要積極引導(dǎo)學(xué)生對(duì)探究過程進(jìn)行反思,從而使他們逐步掌握科學(xué)探究的方法,提高探究能力。
2.教師在教學(xué)時(shí)要用教材教而不是教教材。教師的教學(xué)過程是一個(gè)再創(chuàng)造過程?!墩n程標(biāo)準(zhǔn)》和新教材都給我們的再創(chuàng)造留下了很大的空間。例如,原教學(xué)大綱關(guān)于簡(jiǎn)單機(jī)械的規(guī)定是:“理解杠桿的平衡條件”“知道定滑輪、動(dòng)滑輪、滑輪組的作用”“會(huì)組裝簡(jiǎn)單的滑輪組”,選學(xué)輪軸,沒有提及斜面?!墩n程標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定,“通過實(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?!睕]有具體指明是哪種簡(jiǎn)單機(jī)械,沒有對(duì)杠桿、滑輪及其平衡條件、省力多少提出具體要求。因此,在具體教學(xué)中我們可以根據(jù)學(xué)生的具體情況靈活處理,讓每個(gè)學(xué)生都“吃飽”“吃好”而且還會(huì)“自己做飯吃”。
3.對(duì)本章的評(píng)價(jià)重點(diǎn)應(yīng)放在對(duì)探究過程的評(píng)價(jià)上。學(xué)生在自己的成長(zhǎng)記錄袋中可以記下自己的出色表現(xiàn)或被否定過的猜想,自己的體驗(yàn)、進(jìn)步和實(shí)驗(yàn)事實(shí);同伴可寫下同學(xué)的參與程度、實(shí)驗(yàn)操作的規(guī)范程度、交流與合作情況等;教師對(duì)學(xué)生的評(píng)價(jià)更不要只看探究的結(jié)果。例如,對(duì)“探究重力的大小跟什么因素有關(guān)系”的評(píng)價(jià)就要放到對(duì)探究過程的評(píng)價(jià)上,要評(píng)價(jià)學(xué)生能否提出猜想,寫出猜想的理由,能否使用彈簧測(cè)力計(jì),能否正確地記錄數(shù)據(jù),能否根據(jù)數(shù)據(jù)描點(diǎn)畫出圖像,能否積極地與他人合作和交流,能否大膽地表述自己的觀點(diǎn),等等。這些要素也可以放到自評(píng)與互評(píng)中??傊?,評(píng)價(jià)的目的不是要排出名次,而是要促進(jìn)學(xué)生在知識(shí)與技能、過程與方法、情感態(tài)度與價(jià)值觀方面的發(fā)展,為改進(jìn)教學(xué)提供依據(jù)。
簡(jiǎn)單機(jī)械篇五
一、教學(xué)案例
課堂復(fù)習(xí):
教師:杠桿有幾類?
學(xué)生:省力,費(fèi)力和等臂杠桿。其中省力杠桿費(fèi)距離,費(fèi)力杠桿省距離。
新課教學(xué):
教師:旗桿上的滑輪給我們帶來什么好處?
學(xué)生:可以省力。
教師演示:安裝定滑輪、安裝動(dòng)滑輪。
教師提問:滑輪有哪些特點(diǎn)呢?我們來利用實(shí)驗(yàn)探究。
(板書)探究定滑輪、動(dòng)滑輪的特點(diǎn)
教師提問:需要什么器材?
學(xué)生:鉤碼、滑輪、鐵架臺(tái)、刻度尺和彈簧測(cè)力計(jì)。
教師要求:分組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、要求設(shè)計(jì)表格并且把數(shù)據(jù)記錄入表格。
學(xué)生活動(dòng):安裝滑輪、測(cè)量。
學(xué)生筆記之一:
器材:彈簧測(cè)力計(jì)、鉤碼、滑輪、線、鐵架臺(tái)和刻度尺。
測(cè)鉤碼的重量
測(cè)物體上升的距離
線上升的距離
結(jié)論
定滑輪
1
2
動(dòng)滑輪
1
2
學(xué)生筆記之一:(表格)
鉤碼質(zhì)量
上升高度
教師設(shè)計(jì)的表格和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù):
種類
鉤碼重力(N)
拉力的大?。∟)
鉤碼移動(dòng)的距離(m)
力移動(dòng)的距離(m)
鉤碼移動(dòng)的方向
力移動(dòng)的方向
定滑輪
1
1
0.19
0.19
上
下
動(dòng)滑輪
1
0.5
0.1
0.2
上
上
教師分析評(píng)估:
⑴彈簧測(cè)力計(jì)倒掛。
⑵分析數(shù)據(jù),得出結(jié)論:
①定滑輪:不省力,不省距離,不費(fèi)距離。
②動(dòng)滑輪:省一半力,費(fèi)距離,不改變力的方向。
二、案例分析
1.明確探究目標(biāo),增強(qiáng)教學(xué)指向性
案例中的教學(xué)活動(dòng)可以大致分為:?jiǎn)栴}的提出和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng)、分析評(píng)估等三個(gè)階段。
⑴實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),探究目標(biāo)要明確
教師在第一階段初始的復(fù)習(xí)提問,想通過杠桿的特點(diǎn)引導(dǎo)探究滑輪的特點(diǎn),是一種類比的思想體現(xiàn)。對(duì)于新課的問題情景設(shè)置(旗桿上的滑輪)讓我們清醒地意識(shí)到學(xué)生對(duì)于滑輪的認(rèn)知水平停留在力的大小盲目比較層次。從學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)過渡到科學(xué)探究的理性認(rèn)知,教師要發(fā)揮堅(jiān)定的主導(dǎo)作用,引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)需要探究的目標(biāo)。
如果不進(jìn)行有效的過渡與引導(dǎo),僅僅以為復(fù)習(xí)提問中有類比的思想,錯(cuò)誤以為學(xué)生已經(jīng)知道探究?jī)?nèi)容。只是簡(jiǎn)單的提出問題:“滑輪有哪些特點(diǎn)?”。就讓學(xué)生選擇實(shí)驗(yàn)器材、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。則學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究目標(biāo)會(huì)出現(xiàn)很大的差別。探究目標(biāo)不會(huì)有針對(duì)性。接下來的探究方向就不會(huì)明確,達(dá)到的探究效果也會(huì)很有限。
⑵從筆記中發(fā)現(xiàn)問題
從學(xué)生設(shè)計(jì)的表格(筆記之一)中發(fā)現(xiàn):①學(xué)生關(guān)注的是鉤碼上升的距離和繩子(應(yīng)該是力移動(dòng)的距離)上升的距離,意識(shí)到兩者之間的距離關(guān)系;②只注意到鉤碼的重量,沒有注意到拉力的大小,沒有意識(shí)到兩者之間的大小關(guān)系;③表格中也沒有發(fā)現(xiàn)力的方向關(guān)系。這是基礎(chǔ)比較好的學(xué)生筆記。
從學(xué)生設(shè)計(jì)的表格(筆記之二)中發(fā)現(xiàn):學(xué)生只是孤立的列出了鉤碼質(zhì)量和上升高度,顯然沒有意識(shí)到要探究的具體目標(biāo),這樣的探究結(jié)果不可能找到滑輪的特點(diǎn),也不會(huì)意識(shí)到動(dòng)滑輪和定滑輪可能會(huì)有區(qū)別。同時(shí)表格中列舉鉤碼的質(zhì)量是概念理解錯(cuò)誤,質(zhì)量不會(huì)因利用滑輪而改變,也就沒有探究?jī)r(jià)值。應(yīng)該探究利用滑輪之前、后力的關(guān)系。這是基礎(chǔ)比較差的學(xué)生筆記。
⑶教師參與的切入點(diǎn)
如果教師在探究的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)之前利用類比的思想,引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)利用定滑輪之前、后可能會(huì)出現(xiàn)力的大小有變化、力的方向有變化。學(xué)生會(huì)有明確、具體的探究目標(biāo)──比較利用滑輪≤.≥前后的拉力大小和方向;如果在動(dòng)手實(shí)驗(yàn)之前讓學(xué)生感受動(dòng)滑輪和定滑輪拉動(dòng)物體移動(dòng)的距離,學(xué)生也會(huì)發(fā)現(xiàn)兩者前后移動(dòng)距離的比較應(yīng)該是探究目標(biāo)之一。
假如教師在引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題之后,以參與者身份繼續(xù)引導(dǎo)學(xué)生理順要探究比較力的大小、方向和力移動(dòng)的距離關(guān)系。則學(xué)生在實(shí)驗(yàn)表格的設(shè)計(jì)、器材的選擇和實(shí)驗(yàn)操作的目標(biāo)針對(duì)性會(huì)更強(qiáng),得出正確的實(shí)驗(yàn)結(jié)論可能性會(huì)更大。否則即使是進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)探究,也只是流于形式,實(shí)驗(yàn)結(jié)論只會(huì)由教師最后傳授、給出。學(xué)生不可能從中領(lǐng)悟到探究的意義和價(jià)值。
2.明確探究能力目標(biāo),在探究過程中培養(yǎng)能力
能力目標(biāo)貫穿探究的全過程。一節(jié)科學(xué)探究課,不能只滿足于課程標(biāo)準(zhǔn)的知識(shí)目標(biāo),在課程標(biāo)準(zhǔn)要求的知識(shí)目標(biāo)以外,還有科學(xué)探究?jī)?nèi)容目標(biāo)??茖W(xué)探究既是科學(xué)方法又是科學(xué)內(nèi)容。以本節(jié)為例,課程標(biāo)準(zhǔn)的知識(shí)目標(biāo)要求是認(rèn)識(shí)定滑輪和認(rèn)識(shí)動(dòng)滑輪。為了解層次,也是知識(shí)要求的最低層次。本節(jié)科學(xué)探究,作為科學(xué)內(nèi)容目標(biāo)還涉及到:理解、應(yīng)用等能力層次的培養(yǎng)和要求。
⑴科學(xué)探究中的應(yīng)用能力培養(yǎng)
應(yīng)用能力包含測(cè)量、使用、簡(jiǎn)單計(jì)算和解釋現(xiàn)象等。教師在介紹滑輪的時(shí)候,選擇的是自己演示安裝定滑輪和動(dòng)滑輪。如果改為學(xué)生探究安裝定滑輪和動(dòng)滑輪。教師提出一個(gè)小小的探究目標(biāo):給你一個(gè)滑輪,試一試,能夠進(jìn)行幾種形式的安裝?動(dòng)一動(dòng),觀察它們的效果相同嗎?學(xué)生會(huì)在動(dòng)手實(shí)踐中熟悉使用滑輪的安裝方法,觀察、發(fā)現(xiàn)滑輪安裝的不同方法,比較并對(duì)滑輪進(jìn)行分類,對(duì)動(dòng)滑輪和定滑輪有具體的感性認(rèn)識(shí)。在接下來的動(dòng)手實(shí)際使用和測(cè)量過程中會(huì)更熟練,應(yīng)用能力培養(yǎng)和提高水到渠成。
⑵科學(xué)探究中的理解能力培養(yǎng)
理解能力包含:釋義、舉例、分類、說明、比較、判斷、歸納、推理等。
設(shè)計(jì)表格,是本節(jié)培養(yǎng)理解能力的重要途徑。從提供的學(xué)生設(shè)計(jì)表格(一)發(fā)現(xiàn):這是一個(gè)能力比較強(qiáng)的學(xué)生,學(xué)生已經(jīng)具有初步比較動(dòng)滑輪和定滑輪的意識(shí);同時(shí)注意到探究目標(biāo)中使用機(jī)械前后力的移動(dòng)距離比較。從提供的學(xué)生設(shè)計(jì)表格(二)發(fā)現(xiàn):有的學(xué)生還不具備這種比較與判斷動(dòng)滑輪與定滑輪、比較與判斷使用機(jī)械前、后力移動(dòng)距離的意識(shí)和能力。所以在探究的過程中應(yīng)該有意識(shí)的引導(dǎo)、訓(xùn)練學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)表格的方法,培養(yǎng)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)表格的能力。實(shí)驗(yàn)表格不僅具有記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、收集實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的單一功能,更重要是對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、數(shù)據(jù)通過列表的形式,進(jìn)行比較、判斷,在此基礎(chǔ)上進(jìn)行歸納推理,發(fā)現(xiàn)并且得到科學(xué)結(jié)論。所以表格的設(shè)計(jì)與應(yīng)用,可以在得到實(shí)驗(yàn)結(jié)論的同時(shí)培養(yǎng)理解能力。
在教師的列表中,有意識(shí)的進(jìn)行了兩類比較:動(dòng)滑輪與定滑輪;使用機(jī)械前后,力的大小、方向和移動(dòng)距離的比較。如果要訓(xùn)練歸納能力,還可以設(shè)計(jì)成如下表格形式:
不難發(fā)現(xiàn):比較“列”可以實(shí)現(xiàn)動(dòng)滑輪與定滑輪的特點(diǎn)比較;比較“行”可以實(shí)現(xiàn)使用機(jī)械前后不同的特點(diǎn)比較。通過增加第一行,可以把第二行復(fù)雜的數(shù)據(jù)歸納為使用機(jī)械前后力的大小、方向和移動(dòng)距離的數(shù)量關(guān)系。實(shí)際上也暗含功的要素和功的原理,為以后的學(xué)習(xí)打下伏筆。
使用機(jī)械以后的情況(實(shí)驗(yàn)結(jié)論):
通過比較“列”可以得到定性關(guān)系:第一列①定滑輪不省力、動(dòng)滑輪省力;第二列②定滑輪不省距離也不費(fèi)距離、動(dòng)滑輪費(fèi)距離;第三列③定滑輪不改變動(dòng)力的方向、動(dòng)滑輪改變動(dòng)力的方向。
比較“行”還可以得到使用機(jī)械前后的定量關(guān)系(實(shí)驗(yàn)結(jié)論):①比較第一行,定滑輪拉力等于物體的重力;拉力移動(dòng)的距離等于物體移動(dòng)的距離;②比較第二行,動(dòng)滑輪拉力等于物體重力的二分之一;拉力移動(dòng)的距離是物體移動(dòng)距離的兩倍。
對(duì)于表格的設(shè)計(jì)與訓(xùn)練,可以有效的培養(yǎng)比較、判斷、歸納、推理能力。在探究活動(dòng)中,除了基本的知識(shí)傳承,把探究作為科學(xué)內(nèi)容,與知識(shí)一樣重要,真正做到在探究過程中即學(xué)會(huì)知識(shí)與方法又培養(yǎng)能力。
3.過程評(píng)估與終結(jié)評(píng)估并行
第二階段的學(xué)生探究活動(dòng)同第三階段的分析與評(píng)估一樣,有許多內(nèi)容要進(jìn)行評(píng)估,并且是同等重要。
⑴案例中的評(píng)估
從案例中看到,由于測(cè)量數(shù)據(jù)出現(xiàn)差異,達(dá)不到實(shí)驗(yàn)結(jié)論的要求,教師對(duì)定滑輪的實(shí)驗(yàn)操作進(jìn)行了評(píng)估:因?yàn)閺椈蓽y(cè)力計(jì)倒掛,導(dǎo)致數(shù)據(jù)出現(xiàn)誤差。對(duì)于探究過程和數(shù)據(jù)分析等許多需要評(píng)估的內(nèi)容沒有介入,評(píng)估的時(shí)間因素也沒有體現(xiàn)。
⑵評(píng)估的簡(jiǎn)單分類
從評(píng)估時(shí)間上分類,可以把評(píng)估分成過程評(píng)估和終結(jié)評(píng)估。按照評(píng)估的內(nèi)容,可以分成實(shí)驗(yàn)操作評(píng)估、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析評(píng)估、實(shí)驗(yàn)器材選擇評(píng)估和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案評(píng)估等等。實(shí)驗(yàn)操作評(píng)估一般進(jìn)行過程評(píng)估比較合適。其他一些則放在終結(jié)評(píng)估比較合適,但也會(huì)出現(xiàn)交替的情況。
⑶過程評(píng)估要及時(shí)
過程評(píng)估和終結(jié)評(píng)估都是不可或缺的,在此探究活動(dòng)中,以下幾個(gè)實(shí)驗(yàn)操作會(huì)出現(xiàn)問題和困難:①學(xué)生利用動(dòng)滑輪測(cè)量拉力移動(dòng)的距離;②利用動(dòng)滑輪測(cè)量拉力時(shí),拉力的方向與豎直方向有一定夾角,夾角不同彈簧測(cè)力計(jì)讀數(shù)不同;③利用動(dòng)滑輪測(cè)量拉力時(shí),動(dòng)滑輪本身的重量對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響;④利用定滑輪時(shí)拉力的方向是否一定要豎直向下等。
以上問題在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的時(shí)候,學(xué)生一般不會(huì)考慮,但是在實(shí)際操作的時(shí)候幾乎都會(huì)遇到。由于教學(xué)任務(wù)和教學(xué)進(jìn)度的原因,如果有些問題不能在實(shí)驗(yàn)探究過程中及時(shí)發(fā)現(xiàn)、及時(shí)評(píng)估和糾正,則得到的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)會(huì)出現(xiàn)很大的誤差。對(duì)以上可能會(huì)出現(xiàn)的現(xiàn)象如果只進(jìn)行終結(jié)性評(píng)估,當(dāng)大面積的學(xué)生出現(xiàn)以上問題時(shí),則會(huì)由于沒有時(shí)間重新進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究而導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及實(shí)驗(yàn)分析和實(shí)驗(yàn)結(jié)論的不可靠,得到定量的關(guān)系很困難。在沒有辦法的情況下,教師只好選擇個(gè)別優(yōu)秀學(xué)生的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作為樣本進(jìn)行板書分析,對(duì)其他學(xué)生的真實(shí)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)不了了之。長(zhǎng)此以往,探究只是流于形式,對(duì)于科學(xué)精神、科學(xué)素養(yǎng)的培養(yǎng)目標(biāo)的達(dá)到會(huì)帶來無形的困難。
需要過程性評(píng)估的內(nèi)容必須在實(shí)驗(yàn)探究的過程中及時(shí)發(fā)現(xiàn)、及時(shí)評(píng)估,此時(shí)的評(píng)估是著眼于解決問題的需要、著眼于探究能力的培養(yǎng)而不僅是為了考試需要流于形式的為了評(píng)估而評(píng)估。
回過頭來再看案例,動(dòng)滑輪的拉力和鉤碼重量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)關(guān)系可靠性與真實(shí)性不言而喻。學(xué)生學(xué)習(xí)到的評(píng)估知識(shí)與方法顯然不能達(dá)到目標(biāo),評(píng)估能力的提高也就無從實(shí)現(xiàn)。
⑷終結(jié)評(píng)估要到位
對(duì)案例中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn),可比較的數(shù)據(jù)次數(shù)太少,不具有代表性也不具有普遍性??梢远噙x擇幾組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較、判斷,在此基礎(chǔ)上進(jìn)行歸納總結(jié)。對(duì)于定滑輪拉力的方向,因?yàn)樗鼘?duì)于實(shí)驗(yàn)結(jié)論的影響不是很大,可以進(jìn)行終結(jié)評(píng)估。如果能夠收集一些利用定滑輪時(shí),拉力的方向不同,拉力的大小相同??赡軙?huì)激發(fā)學(xué)生思考為什么會(huì)出現(xiàn)此種現(xiàn)象,對(duì)于學(xué)有余力的同學(xué)探究定滑輪的本質(zhì)就成為發(fā)現(xiàn)問題很好的素材。對(duì)于此種評(píng)估作為終結(jié)性評(píng)估比較合適。對(duì)于實(shí)驗(yàn)分析和結(jié)論的描述,是學(xué)習(xí)的一個(gè)難點(diǎn),由于部分學(xué)生并不具有比較、判斷、歸納的能力,描述的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和實(shí)驗(yàn)結(jié)論可能不全面或者不正確,此時(shí)對(duì)學(xué)生描述的實(shí)驗(yàn)結(jié)論進(jìn)行評(píng)估不僅可以得到比較規(guī)范的結(jié)論,更能借此機(jī)會(huì)訓(xùn)練學(xué)生進(jìn)行比較、判斷和歸納的能力。
總之,過程評(píng)估和終結(jié)評(píng)估都有各自的功能。需要過程性評(píng)估的要及時(shí)進(jìn)行過程評(píng)估,不要等到實(shí)驗(yàn)終結(jié)時(shí)再進(jìn)行評(píng)估。把評(píng)估內(nèi)容按照評(píng)估需要和時(shí)間分開,發(fā)揮各自的功能。
簡(jiǎn)單機(jī)械篇六
1.知識(shí)與技能
認(rèn)識(shí)定滑輪和動(dòng)滑輪。
知道簡(jiǎn)單機(jī)械的一些應(yīng)用。
知道輪軸和斜面也能省力。
2.過程與方法
通過觀察和實(shí)驗(yàn),了解定滑輪和動(dòng)滑輪的結(jié)構(gòu)。
通過探究,了解定滑輪和動(dòng)滑輪的特點(diǎn)。
3.情感、態(tài)度與價(jià)值觀
通過了解簡(jiǎn)單機(jī)械的應(yīng)用,初步認(rèn)識(shí)科學(xué)技術(shù)對(duì)人類社會(huì)發(fā)展的作用。
說明與建議
除了杠桿之外,滑輪、輪軸、斜面等也都是常用的簡(jiǎn)單機(jī)械。
教學(xué)一開始,可讓學(xué)生觀察并說明(教師給予補(bǔ)充)課本圖12.5-1中的科學(xué)漫畫。圖中的滑輪是定滑輪。左圖說的是一個(gè)瘦子,看到一個(gè)胖子正在用定滑輪把重物拉上樓去;中圖表示胖子讓瘦子替自己拉著重物,自己上樓去取重物;右圖表示胖子到了樓上,看到瘦于沒有拉住重物,反而被重物技上了樓。這個(gè)故事是諷刺一個(gè)不懂得定滑輪作用的人在使用定滑輪時(shí)鬧出的笑話。它可以激發(fā)學(xué)生的好奇心,想知道定滑輪到底有什么作用?帶著這樣的興趣開始學(xué)習(xí)滑輪。
定滑輪和動(dòng)滑輪
如果學(xué)校的旗桿上有定滑輪,可先讓學(xué)生觀察旗桿上的定滑輪,讓他們討論定滑輪的用處。
可先向?qū)W生演示定滑輪和動(dòng)滑輪的作用。要把重物提到高處,可以使用固定在高處的定滑輪,也可以用隨同重物一起上升的動(dòng)滑輪。引導(dǎo)學(xué)生提出問題:使用這兩種滑輪能給我們帶來什么好處呢?
探究比較定滑輪和動(dòng)滑輪的特點(diǎn)
按照課本上列出的步驟讓學(xué)生自立完成探究實(shí)驗(yàn)。
探究定滑輪的作用時(shí),可按照課本圖12.5-2(甲)那樣,先用彈簧測(cè)力計(jì)直接把鉤碼提起來,再用定滑輪把鉤碼提起來,在誤差范圍內(nèi)彈簧測(cè)力計(jì)的兩次示數(shù)可以看作是相等的。這個(gè)實(shí)驗(yàn)的主要誤差是彈簧測(cè)力計(jì)彈簧本身重量引起的。這一實(shí)驗(yàn)減小誤差的辦法是盡可能選用重的鉤碼(當(dāng)然不能超出彈簧測(cè)力計(jì)的稱量限度),使彈簧測(cè)力計(jì)本身受到的重力的影響相對(duì)減小。
探究動(dòng)滑輪的作用時(shí),可按照課本圖12.5-2(乙)那樣,通過動(dòng)滑輪把鉤碼提起來。這里要注意的是:跨過動(dòng)滑輪的兩段繩子一定要平行(初中不要涉及兩段繩不平行的情況)。當(dāng)鉤碼重遠(yuǎn)大于動(dòng)滑輪重時(shí),動(dòng)滑輪重才可忽略不計(jì)。因此實(shí)驗(yàn)時(shí),鉤碼應(yīng)盡量重些(不能超過彈簧測(cè)力計(jì)的稱量限度)。
探究結(jié)束后,讓學(xué)生在課堂上討論探究結(jié)果,最后得出結(jié)論:使用定滑輪不省力,但是能改變力的方向;使用動(dòng)滑輪能省一半的力。
需要改變力的方向時(shí),使用定滑輪,而需要省力時(shí)就要使用動(dòng)滑輪。既要省力、又要改變力的方向時(shí),就要用到滑輪組,滑輪組問題可做適當(dāng)介紹,但不要深究。
想想議議
這里讓學(xué)生對(duì)學(xué)過的杠桿、滑輪知識(shí)做簡(jiǎn)單的復(fù)習(xí)總結(jié)。使用簡(jiǎn)單機(jī)械是否省距離的問題,也可作適當(dāng)?shù)挠懻摚瑸楹竺鎸W(xué)習(xí)功的問題留下伏筆。
科學(xué)世界輪軸和斜面
輪鈾和斜面也是常用的簡(jiǎn)單機(jī)械,教師可在課堂上作一些簡(jiǎn)單的介紹。螺絲釘和盤山公路是簡(jiǎn)單斜面的變形,課本圖12.5-7的小制作非常簡(jiǎn)單,可讓學(xué)生們都做一做,所用的紙厚一些,效果會(huì)更好。
動(dòng)手動(dòng)腦學(xué)物理
1.螺絲部分相當(dāng)于輪,手把部分相當(dāng)于軸。
2.自行車的剎車、車把、腳墩子和飛輪等都是簡(jiǎn)單機(jī)械。
3.斜面的坡度越小,省力越多。找一塊木板,用書把木板的一端墊高,木板就構(gòu)成了一個(gè)斜面。把一個(gè)木塊放在斜面底端,用測(cè)力計(jì)沿斜面拉木塊,使木塊勻速運(yùn)動(dòng),讀出這時(shí)的拉力。用書把斜面加高,重新測(cè)出拉木塊所需的拉力,就會(huì)發(fā)現(xiàn),斜面越陡所需拉力就越大。
4.略。
5.略。
我還想知道
這里可以根據(jù)課本提示,讓學(xué)生提出一些相關(guān)的問題,不一定要有答案。
簡(jiǎn)單機(jī)械篇七
【考點(diǎn)聚焦】
1.理解力臂的概念。
2.理解杠桿的平衡條件。
3.知道定滑輪、動(dòng)滑輪、滑輪組的作用。
4.會(huì)組裝簡(jiǎn)單的滑輪組。
【呈現(xiàn)形式】
上述考點(diǎn)常以填空、選擇、作圖、實(shí)驗(yàn)和計(jì)算題型出現(xiàn)。例如畫出力臂則以作圖題的形式出現(xiàn),組裝滑輪組則以實(shí)驗(yàn)題的形式出現(xiàn)。
【知識(shí)結(jié)構(gòu)】
一、杠桿
一根硬棒,在力的作用下如果繞著固定點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng),這根硬棒叫做杠桿
1.杠桿的五要素:
(1)支點(diǎn):杠桿繞其轉(zhuǎn)動(dòng)的點(diǎn),一般用字母o表示該點(diǎn)。
(2)動(dòng)力:使杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力,一般用字母f1表示。
(3)阻力:阻礙杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力,一般用字母f2表示。
(4)動(dòng)力臂:從支點(diǎn)到動(dòng)力作用線的距離,一般用l1表示。
(5)阻力臂:從支點(diǎn)到阻力作用線的距離,一般用字母l2表示
2.力臂:從支點(diǎn)到力的作用線的距離。
3.杠桿平衡條件
(1)杠桿平衡是指杠桿處于靜止或勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的狀態(tài)。
(2)杠桿的平衡條件:動(dòng)力×動(dòng)力臂=阻力×阻力臂,即f1l1=f2l2
二、滑輪
1.定滑輪:定滑輪實(shí)質(zhì)上是一個(gè)等臂杠桿,所以使用定滑輪不省力,但能改變動(dòng)力的方向,在不少情況下,改變力的方向會(huì)給工作帶來方便。
2.定滑輪:動(dòng)滑輪實(shí)質(zhì)是動(dòng)力臂為阻力臂二倍的杠桿,動(dòng)滑輪省一半力,但費(fèi)距離,且動(dòng)滑輪不能改變力的方向。
3.滑輪組:滑輪組是由定滑輪和動(dòng)滑輪組合而成,可以達(dá)到既省力又改變力的作用方向的目的,在忽略滑輪組與軸之間的摩擦和繩重的情況下,使用滑輪組時(shí),重物和動(dòng)滑輪總重由幾段繩子承擔(dān),提起重物所用的力就等于總重的幾分之一。
【方法提示】
一、正確畫出力臂
畫力臂時(shí),要先找到杠桿的支點(diǎn)及力所在的那條直線,即力的作用線,再從支點(diǎn)向力
的作用線(或反向延長(zhǎng)線)作垂線,支點(diǎn)到垂足間的距離就是該力的力臂。
【例題1】如圖1甲所示,輕質(zhì)桿oa可繞o點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng),b處懸掛重物,a端用細(xì)繩通過頂部定滑輪被拉住時(shí)(定滑輪質(zhì)量及摩擦不計(jì)),整個(gè)系統(tǒng)靜止,請(qǐng)?jiān)趫D中畫出桿oa所受各力的力臂。
【解析】
力臂是從支點(diǎn)到力的作用線的距離,先找到支點(diǎn)的位置,可讓杠桿試著運(yùn)動(dòng)看它繞哪一點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng),這一點(diǎn)即為該杠桿的支點(diǎn)(圖中o點(diǎn)).力的作用線是通過力的作用點(diǎn)沿力的方向所畫的直線,但作力臂時(shí),應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況來確定是否需要畫力的作用線及應(yīng)沿力的方向還是逆力的方向畫力的作用線,以本題為例,就不需要畫力的作用線,由圖示可以看出:輕質(zhì)桿共受兩個(gè)力的作用,即繩對(duì)桿斜向左上方的拉力f1,其大小等于f,其方向沿繩向左上方;另一個(gè)是物體對(duì)桿向下的拉力f2,其大小等于g,方向自b點(diǎn)豎直向下,故從支點(diǎn)到垂足的距離,分別是動(dòng)力f1和阻力f2的力臂l1和l2。如圖1乙所示。
二、杠桿平衡條件的應(yīng)用
利用杠桿的平衡條件解題,首先要分析作用在杠桿上的各個(gè)力的大小及方向,確立支
點(diǎn)及各力的力臂,明確每個(gè)力將使杠桿如何轉(zhuǎn)動(dòng),區(qū)分動(dòng)力和阻力,然后應(yīng)用平衡條件。
利用平衡條件解題步驟:
(1)確立杠桿支點(diǎn)的位置
(2)分析杠桿受到的各個(gè)力,排除作用在支點(diǎn)上的力,明確每個(gè)力的大小及方向,作出力的示意圖。
(3)確定各個(gè)力的力臂,正確運(yùn)用幾何知識(shí)判斷力臂的長(zhǎng)短。
(4)根據(jù)力使杠桿的轉(zhuǎn)動(dòng)將力區(qū)分為動(dòng)力和阻力。
(5)應(yīng)用杠桿的平衡條件,代入相應(yīng)的力和力臂,解方程,并適當(dāng)進(jìn)行討論。
【例題2】某同學(xué)從市場(chǎng)買了一條6kg的魚,他想粗略驗(yàn)證魚的質(zhì)量,他手中只有一支量程為20n的彈簧測(cè)力計(jì)和一根均勻直尺,在保證魚的完整的情況下,請(qǐng)你設(shè)計(jì)一種驗(yàn)證方法。
【解析】
運(yùn)用杠桿平衡條件,如圖2所示,將直尺當(dāng)杠桿,把直尺的一端放在桌子的邊緣當(dāng)支點(diǎn),在直尺的另一端掛上彈簧測(cè)力計(jì),在直尺的適當(dāng)位置掛上魚,調(diào)節(jié)魚的位置,使杠桿平衡,利用杠桿的平衡條件可驗(yàn)證。
讀出此時(shí)魚的力臂l1和彈簧測(cè)力計(jì)拉力f的力臂l2
根據(jù)杠桿平衡條件可得:mgl1=fl2
m=fl2/gl1
三、浮力與杠桿平衡條件的綜合運(yùn)用
【例題3】將體積相同的銅塊和鐵塊,分別掛在杠桿的兩端,如圖3所示,調(diào)節(jié)杠桿使杠桿處于平衡狀態(tài),若將兩金屬塊同時(shí)浸沒在水中時(shí),則杠桿將〔〕
a.仍保持平衡b.失去平衡,a端下降
c.失去平衡,b端下降d.無法判斷
【解析】
銅塊和鐵塊的體積相同,銅的密度大,銅塊的重力大于鐵塊的重力,由圖知fa>fb,由杠桿的平衡條件可知la<lb,同時(shí)浸沒在水中時(shí),由阿基米德原理可知,受到的浮力相等,(fa-f?。﹍a將大于(fb-f?。﹍b,杠桿的a端下沉。答案b。
四、定滑輪與動(dòng)滑輪的判斷
在使用滑輪時(shí),滑輪的軸是否隨物體移動(dòng),是識(shí)別定滑輪和動(dòng)滑輪的依據(jù),判別時(shí),要先確定滑輪軸的位置,分析它是與某個(gè)固定不動(dòng)的物體連在一起,還是隨物體一起移動(dòng),如果滑輪與固定物體連在一起,不隨重物移動(dòng),則為定滑輪,如果滑輪與運(yùn)動(dòng)的物體相連接,隨物體一起移動(dòng),這個(gè)滑輪就是動(dòng)滑輪。
【例題4】如圖4所示,不計(jì)滑輪及繩重,以及滑輪與繩之間的摩擦,水平拉力為f,
物體的重力為g,且在水平面上勻速向右滑動(dòng),物體所受的摩擦力的大小等于〔〕
a.fb.gc.g/2d.f/2
【解析】
通常我們使用動(dòng)滑輪時(shí),動(dòng)力作用在繩子未端,阻力作用在軸上,此時(shí)使用動(dòng)滑輪省
一半力。此題中動(dòng)力加在軸上,相當(dāng)于前面的阻力,而此時(shí)作用在繩子上的力與地面對(duì)物體的摩擦力相等,這個(gè)力相當(dāng)于一般情況
下的動(dòng)力,因此可得關(guān)系f=f/2。
解決此類問題時(shí),一定要認(rèn)清動(dòng)滑輪的實(shí)質(zhì)及受力的特點(diǎn),須根據(jù)物體的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)及滑輪情況具體分析哪些力之間存在具體的關(guān)系,而不能誤認(rèn)為使用動(dòng)滑輪時(shí),所加的力f總等于物體重量的二分之一,即f=g/2.
五、組裝和設(shè)計(jì)滑輪組
(1)利用f=g總/n。求出承擔(dān)總重的繩子段數(shù)n,若n不是整數(shù),則小數(shù)點(diǎn)后“只
入不舍”使它取為整數(shù)。
(2)判定繩子固定端位置:n為偶數(shù),采用“上結(jié)法”,即繩子固定在定滑輪上;n為奇數(shù),采用“下結(jié)法”,即繩子固定在動(dòng)滑輪上,又稱“奇動(dòng)偶定”。
(3)確定定、動(dòng)滑輪的個(gè)數(shù):
①不改變力的方向,需(n-1)個(gè)滑輪。n為奇數(shù),定、動(dòng)滑輪各半,若n為偶數(shù),動(dòng)滑輪比定滑輪多一個(gè)。
②改變動(dòng)力方向,需n個(gè)滑輪。若n為偶數(shù),定、動(dòng)滑輪各半,若n為奇數(shù),定滑輪比動(dòng)滑輪多一個(gè)。
(4)若使用的動(dòng)滑輪個(gè)數(shù)為n,且使用時(shí)動(dòng)力最小,即最省力,則繩子應(yīng)結(jié)在動(dòng)滑輪上,此時(shí)承擔(dān)物重的繩子段數(shù)n=2n+1
【例題4】要用滑輪組將陷在泥中的汽車?yán)鰜恚囋趫D5中畫出最省力的繞繩方法。
【解析】
使用滑輪組時(shí),要使加在繩子末端的力最小,即最省力,在阻力一定的情況下,就需承擔(dān)總阻力的繩子段數(shù)最多,題中只有一個(gè)動(dòng)滑輪,繩子應(yīng)結(jié)在動(dòng)滑輪上,此時(shí)承擔(dān)阻力的繩子段數(shù)最多為3段。答案如圖6所示。
【例題5】根據(jù)圖7所示的要求,畫出滑輪組的繞法
(忽略動(dòng)滑輪重和摩擦)
【解析】
繞制滑輪組時(shí),應(yīng)確定承擔(dān)重物繩子的股數(shù)n的值,對(duì)于甲圖n=2、乙圖n=3、丙圖n=4、丁圖n=5,然后根據(jù)“奇動(dòng)偶定”的原則確定繩頭的位置進(jìn)行繞線。各滑輪組的繞法如圖8所示。
【對(duì)應(yīng)訓(xùn)練】
1.下列應(yīng)用杠桿原理工作的工具中,費(fèi)力的是〔〕
a.鍘刀b.汽水瓶起蓋器的使用c.釣魚桿d.剪鐵皮的剪子
2.下列關(guān)于杠桿的說法中,錯(cuò)誤的是〔〕
a.杠桿可以是直的,也可以是彎的
b.動(dòng)力、阻力使杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反,但他們的方向不一定相反
c.支點(diǎn)可以在杠桿的端點(diǎn),也可以在力的作用線之間
d.杠桿的長(zhǎng)度等于動(dòng)力臂和阻力臂之和
3.如圖9所示。把一把米尺,在o點(diǎn)支起,兩邊分別掛相同砝碼各4個(gè)和2個(gè),下列情況下,哪種情況還能保持平衡()
a.兩邊砝碼組各向支點(diǎn)處移近一個(gè)格
b.兩邊砝碼組各向支點(diǎn)處移遠(yuǎn)一個(gè)格
c.兩邊鉤碼組各減少一個(gè)鉤碼
d.兩邊鉤碼組各減少一半鉤碼
4.如圖10所示的輕質(zhì)杠桿oa上懸掛著一重物g,o為支點(diǎn),在a端用力使杠桿平衡。下列敘述正確的是()
a.此杠桿一定是省力杠桿
b.沿豎直向上方向用力最小
c.此杠桿可能是省力杠桿,也可能是費(fèi)力杠桿;
d.沿桿oa方向用力也可以使杠桿平衡
5.圖11中,o為一根輕質(zhì)杠桿的支點(diǎn),oa=2m,ob=2.5m,
a點(diǎn)處
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