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苏科版九年级物理教案全集
第十一章 简单机械和功
一、杠 杆（1）

教学目标：
1、知道什么是杠杆，能从常见的工具中辨认出杠杆。
2、知道有关杠杆的一些名词术语，理解力臂的概念，会画杠杆的力臂。
3、通过实验探究杠杆的平衡条件。
教学教具：
杠杆、支架、钩码、尺、线、夹子、老虎钳、羊角锤、起子、木板、开瓶扳手等
教学重难点：
1、力臂的概念与画法 2、探究杠杆的平衡条件
新课教学：
一、新课引入
古希腊学者阿基米德曾说，他能搬动地球。但有个前提条件，你知道是什么前提条件吗？（给他一个支点和一根足够长的棍）
这句话中“一个支点，一根长棍”指的是什么呢？为什么有了这两个条件就能翘起地球？这就是我们这一节课要学习的杠杆。
二、新课讲授
1、什么是杠杆
设计情景问题：今年5月12日的四川大地震造成山体滑坡、崩塌，使得大量公路被山石堵塞。人民解放军在接到疏通公路的命令后，在最短时间内赶到灾区进行公路疏通，但遇到很大的困难：有些地方大型机械无法到达，一些较大的石头无法搬动。如果你也是救灾人员，你会采取哪些方法来移走石头？哪一种方法更方便、省力？（用棍子翘石头等）生活中有许多任务都是采用类似的方法来完成的，你能再举几个例子吗？（用羊角锤起钉子、起子、剪刀、抽水机柄、指甲刀、撬棒、开瓶扳手等）这些工具在工作时有哪些共同的特点？（教师模拟后总结：一支硬棒，在力的作用下，能绕固定点转动）
需要注意的是杠杆并非一定是直的。一根硬棒能成为杠杆，必须具备两个条件：（1）要有力的作用（2）能绕固定点转动。两个条件缺一不可。
2、杠杆的五要素
其实在几千多年前，人类就开始利用杠杆了，那么他们利用杠杆的目的是什么呢？（省力）对，我们利用杠杆时有时为了省力，那么杠杆为什么能够省力呢？要想知道原因，需要了解几个有关杠杆的名词。学生参照课本“图11－3 用螺丝刀撬图钉”理解杠杆的5个名词。为了学习的方便，我们可以把这个图画出来。（教师以撬石头为例示范画图）
（1）支点：杠杆绕着转动的点（O）
（2）动力：使杠杆转动的力。（F1）
注意：动力指的是作用在杠杆上的力，受力物体是杠杆，动力作用点在杠杆上。
（3）阻力：阻止杠杆转动的力。（F2）
同样，阻力也是作用在杠杆上的力，受力物体同样是杠杆，阻力作用点也在杠杆上。
（4）动力臂：从支点到动力作用线的垂直距离。（l1）
在我们这个例子中，如何才能画出支点到动力作用线的距离？（教师演示）
我们把从支点到动力作用线的垂直距离，叫动力臂。
（5）阻力臂：从支点到阻力作用线的垂直距离。（l2）
那么如何画出从支点到阻力作用线的距离呢？阻力作用线的距离不够长怎么办？（教师演示）
我们把这五个要素叫做杠杆的五要素。（即“一点、二力、二力臂）
提问：哪位同学来总结一下画力臂的方法？画力臂的口诀：一找点（支点），二画线（力的作用线），三作垂线段（支点到力的作用线的垂线）
三、学习反馈
1．画出图中各力对支点O的力臂：

2．画出下（甲）、（乙）图中的支点、动力作用点、阻力作用点、阻力臂。

3．如图11－1－11（a）所示，杠杆在力F1、F2的作用下处于平衡状态。O为支点，L1是力F1的力臂，在图中画出F2的力臂和动力F1
四、课后巩固
练习册相关内容。
五、板书

一、杠 杆（2）

教学目标：
⒈理解杠杆的平衡条件，知道三种杠杆的特点及应用
⒉通过三种杠杆的分析，培养学生观察、分析、概括能力及应用物理知识分析解决简单问题的能力
⒊通过了解杠杆在生活、生产中的应用，使学生进一步了解物理知识对提高人民生活、促进科学技术的发展以及在社会主义建设中的重要作用，同时培养学生的创新意识
教学重难点：
重点：1、理解杠杆的平衡条件2、能对常用的杠杆进行归类
难点：会用杠杆的平衡条件解决实际问题。
教学教具：
剪刀、钳子、瓶起子、镊子、指甲剪、天平、杆秤、杠杆和支架、钩码、弹簧测力计、线
教学程序设计：
一、新课引入
同学们小时候都玩过翘翘板，现在请大家想一想：如果一个胖子和一个瘦子玩翘翘板，胖子一定会把瘦子压得跷起来吗？怎样才能让瘦子不被跷起来？两人在翘翘板上能否保持水平平衡，静止不动？这时两人到支点的距离有着怎样的关系？要想解决这个问题，我们必须要知道杠杆平衡的条件。
二、新课讲授
1、探究杠杆的平衡条件
我们通常是在杠杆平衡的情况下使用杠杆的，所谓的杠杆平衡指的是杠杆处于静止状态或匀速转动。杠杆倾斜叫平衡吗？
（1） 介绍实验装置
（2） 实验说明：在实验前我们应该使杠杆在水平位置上调平，为什么这样做，请同学们在实验完成后再来告诉我。接着请同学们观察一下，怎样调节才能使杠杆在水平位置平衡？（找学生起来说做法，教师演示）做实验的过程中能否再去调节杠杆的平衡呢？
（3） 实验探究：在杠杆的左边挂上不同数量的钩码，在右边用弹簧测力计竖直向下拉，设弹簧测力计对杠杆的拉力F1是动力，钩码对杠杆的力F2是阻力。按照课本要求研究杠杆的平衡情况，并将结果记录下来。（学生实验，教师巡回指导）
（4） 实验分析：找一组的实验数据分析。注意实验误差。
（5） 概括总结：动力×动力臂=阻力×阻力臂，如果用字母表示的话这个公式可以写成：F1l1=F2l2，这个平衡条件就是阿基米德发现的杠杆原理。
提问：实验之前我们为什么要让杠杆在水平位置平衡呢？这样做有什么好处。
我国古人对杠杆进行了深入研究发明了许多相关器具，并将杠杆广泛用于生产生活，对人类文明的发展做出了巨大贡献。如我国在战国时期就在使用天平和杆秤。
阿基米德说的“给我一个支点和一根足够长的棍，我就能移动地球”的豪言状语，现在你能解释其中所包含的道理吗？
也就是说，当阻力和阻力臂一定的时候，我们使用杠杆所用的动力是与动力臂成反比的，动力臂越大，所用的力就越小，这也就可以解释为什么我们可以用较小的力产生较大的力了。
杠杆原理也可以写成下面的形式：F1/F2=l2/l1
提问：从这个公式我们可以看出胖子和瘦子在翘翘板上保持水平平衡、静止不动时，两人到支点的距离有着怎样的关系？
2、杠杆的分类
理论分析：由：F1l1=F2l2，当l1>l2时，F1____F2；当l1<l2时，F1____F2；当l1=l2时，F1____F2（学生回答）。
通过上述的分析得出省力杠杆、费力杠杆和等臂杠杆的概念。
（1）请同学们画出各杠杆的力臂，判断哪些是省力杠杆？哪些是费力杠杆？（课本图11-6）
提问：费力杠杆有没有优点呢？进一步分析得出这些杠杆的特点。
（2）请同学们回答以下问题：
①省力和费力的具体含义是什么？
②省距离和费距离的具体含义是什么？
引导学生说出①问中是指比较动力和阻力的大小。若动力比阻力小，则省力。反之，则费力。
引导学生说出②问中是指比较动力作用点通过的距离和阻力作用点通过的距离的大小。若动力作用点通过的距离比阻力作用点通过的距离小，则省距离。反之，则费距离。
（3）根据上述的分析推断一下，等臂杠杆的情况是怎样？
分类
省力杠杆（ F1<F2）
费力杠杆（ F1>F2）
等臂杠杆（ F1=F2）
图形

概念
l1>l2
l1<l2
l1=l2
特点
省力，但费距离
费力，但省距离
不省力也不费力
实例
撬棒、铡刀、瓶起子、
镊子、理发剪刀
天平

3、阅读生活物理社会：了解生活中的剪刀各有什么特点？为什么？
4、杠杆原理的应用
（1）课本例题分析。
（2）在一根长2米的杠杆的两端分别挂G1=30N和G2=50N的物体要使杠杆在水平位置平衡，支点应在距G1为 米的位置。
5、阅读生活物理社会：了解轮轴和斜面。

三、课堂练习
课本3W
四、板书

二、滑 轮 （1）
教学目标：
1． 认识定滑轮和动滑轮，能用杠杆原理解释定滑轮和动滑轮的特点.
2． 知道定滑轮、定滑轮的实质。
3． 能识别生活和生产中常见的滑轮，
教学重点：
重点：知道定滑轮、动滑轮的特点及其作用。
教学教具：
单个定滑轮和动滑轮、钩码、弹簧测力计、细线绳
教学程序设计：
一、新课引入
我们学校每周一都要举行升旗仪式。提问：我们用力向下拉绳子，国旗上升，你知道旗杆的顶部有什么装置吗？
学生回答，教师总结：旗杆顶部有一个滑轮，滑轮是一个周边有糟的轮子。观看实物，引出本节内容并板书：二、滑轮
二、教学过程
1、认识定滑轮和动滑轮
观察课本图11－15和11-16的滑轮，教师模拟后，请学生指出，在使用时图中的两个滑轮有何不同点？从而分辨出哪个是定滑轮，哪个是动滑轮。
教师总结：使用滑轮时，轴的位置固定不动的滑轮，称为定滑轮。如果轴的位置随被拉物体一起运动的滑轮，就称为动滑轮。
演示：手拿一个滑轮问学生这是什么滑轮。（可能是定滑轮也可能时动滑轮，关键看如何使用它）
提问：你还能举出其它应用定滑轮或动滑轮的例子吗？
可见，在生活中，滑轮这种简单机械被人们常用，人们为什么要使用滑轮？使用滑轮有什么好处呢？（学生尝试回答）
2、探究使用定滑轮的特点
组织学生实验：参照课本图11－17和装置进行。
提问：（1）改变弹簧测力计拉力的方向后，弹簧测力计的示数与钩码的重力大小有没有变化？
（2）当改变钩码的个数时，情况如何？
（3）你能从实验测得的数据中发现使用定滑轮的特点吗？
说明：若钩码重力G与拉力F不等，提示线与滑轮之间有摩擦力。
h
A
图4
结论：使用定滑轮不省力也不省距离，但能改变动力的方向
3、探究使用动滑轮的特点
（1）组织学生实验：参照课本图11－18和装置进行。
（2）学生思考设计表格
（3）通过实验将测得的数据填入表格
（4）总结动滑轮的特点。
从图4看，若要让动滑轮升高一个h，两边的绳子各减少h，这就意味绳子A端要上升2h；而重物是由两段绳子共同提升的，所以用一个动滑轮时能省一半的力，但却多费一倍的距离。
教师归纳：使用动滑轮能省一半的力，但要费一倍的距离，不能改变力的方向。
4、滑轮的实质：变形杠杆
（1）定滑轮的实质是一个等臂杠杆。
画图分析：右图中，定滑轮的支点是转轴O，动力臂是轮的半径OB，阻力臂是轮的半径OA。

（2）动滑轮的实质是一个动力臂是阻力臂2倍的杠杆
画图分析：右图中动滑轮的支点是A（而不是O），动力臂是轮的直径AB，阻力臂是轮的半径OA。因此使用动滑轮可以省一半力。
三、课堂巩固
1、用定滑轮匀速提升重物，所用拉力的方向如图所示，不计摩擦，比较拉力F1、F2、F3的大小（　）
　　A．F1 >F2>F3　　　　　B．F1＝F2＝F3
C．F1<F2< F3　　　　　 D．F2>F3>F2
2、在图中，物体A的重力为G，在拉力F的作用下，物体沿水平桌面做匀速直线运动，已知物体受到的摩擦力为f，则人对绳的拉力F的大小等于（　）
　A．0.5G　　　B．2G　　　　C．0.5f　　　D．2f

2、在图所示两个滑轮中，其中A是________滑轮，B是________滑轮，使用它既可以________，也可以_____________．

四、课后练习
五、板书

二、滑 轮 （2）

教学目标：
1、巩固对动滑轮和定滑轮本质的理解。
2、了解滑轮组的特点。
3、会根据滑轮组的挂线判断滑轮组的省力情况，会根据要求，正确组装滑轮组。
教学重点：
重点：知道滑轮组的特点。
难点：判断滑轮组的省力情况，会根据实际要求组装简单的滑轮组。
教学教具：
单个定滑轮和动滑轮、滑轮组、钩码、弹簧测力计、细线绳、铁架台
教学程序设计：
一、提问引入新课
提问：动滑轮和定滑轮各有哪些特点？
通过前面的学习，我们已经知道定滑轮不能省力，但它可以改变力的方向，动滑轮可以省一半的力。那你在生活中有时又想省力又想改变力的方向，该怎么办呢？（我可以把动滑轮和定滑轮组合在一起）
板书：滑轮组：由定滑轮和动滑轮组合而成
二、教学过程
1、滑轮组
学生看课本图11—20，小明通过滑轮组能轻松地拉起摩托车。滑轮组到底是怎样省力的，省了多少力，其中拉力与物体的重力之间有怎样的规律呢？接下来我们通过实验来研究滑轮组的特点。
（1）学生实验：组装由1个定滑轮和1个动滑轮组成的滑轮组。
提问：有几种绕线方法？这几种方法有什么不同？（提示动滑轮上连着绳子的根数）
然后用弹簧测力计直接挂钩码，称出物重。再用弹簧测力计通过滑轮组拉钩码匀速上升，并读出弹簧测力计的示数，即动力F的大小。研究用滑轮组提起重物所用动力大小与物重之间的关系，并说明拉力的方向和重物移动方向。
教师画出数据表格后，学生实验，将数据计入表格，教师巡回指导。
（2）总结：由学生报告实验结果。
重物由2段绳子吊着，拉力的大小约是物重的二分之一。重物匀速上升，拉力的方向向下。当重物由3段绳子吊起时，拉力大小约是物重的三分之一。重物是匀速上升，拉力的方向向上。
提问：由此你能否总结出拉力的大小与物重之间有怎样的关系？
（3）总结并板书：使用滑轮组时，滑轮组用几段绳子吊着物体，提起物体所用的力就是物重的几分之一。”
公式：F＝G。（不计动滑轮重、绳重和摩擦）
提问：（1）怎样判断物体被几段绳子吊着？
（2）小明拉起摩托车的力大约是物重的几分之一？
（3）是不是动滑轮的个数越多就越省力呢？为什么？（提示：使用公式的注意点）
　　　　　 F＝（G＋G动）。（考虑动滑轮重，但不计绳重和摩擦）
说明：使用滑轮组虽然省了力，但费了距离，动力移动的距离大于货物升高的距离。因为杠杆平衡原理，省几分之一的力，就要多移动几倍的距离。（演示）
结论：使用滑轮组时，手拉绳子移动的距离s与物体上升高度h的关系是：s＝nh。
三、巩固训练
1、如图，G1＝900牛，G2＝600牛，不计滑轮重和摩擦，提升重物时，比较F1和F2可得：（ ）
A、F1＞F2。 B、F1＜F2。
C、F1＝F2。 D、不能比较。
2、在上图中画出人拉绳子提起重物时最省力的绳子绕法。（n是奇数，固定端在动滑轮的上端；n是偶数，固定端在定滑轮的下端）

3、完成3W
四、布置作业：练习册相关内容
五、板书
三、功

教学目标：
1、知道做功的两个必要因素，能根据做功的两个必要因素判断物体是否做功
2、理解功的计算公式，知道功的单位是焦耳，并会进行有关计算
3、体会到简单机械给人们带来方便和快捷，能从功的角度理解使用简单机械“省力”和“省距离”之间的辨证关系。
教学重点：
重点：功的概念、计算公式、单位.
难点：机械功概念的引出和做功的两个必要因素
教学教具：
斜面、小车、砝码、木块、弹簧测力计、刻度尺
教学程序设计：
一、引入新课
请同学分别说出钓鱼杆和动滑轮属于哪种杠杆？其特点是什么？
通过对不同机械的研究，我们发现：省力的机械费距离，省距离的机械确费力。那么有没有既省力又省距离的杠杆呢？ 今天我们以斜面为例进行深入研究。
二、教学过程
1、探究斜面
（1）介绍实验器材
实验说明：现在我们想把小车利用斜面送到一定的高度。假设用手直接把重为G的物体提升h高度，所用拉力等于G，手移动的距离等于h。如果利用斜面完成同样的任务，所用拉力F和G、手移动的距离s和h之间有什么关系？
（2）提问：A.实验中需要测量哪些物理量，才能解决我们探究的问题？
（小车及砝码的重力、匀速拉动小车时的拉力、斜面的长度、斜面的高度）
B.拉动小车时要注意什么（平行于斜面，匀速拉动）
（3）实验步骤：每次在小车上放不同数量的砝码，沿斜面方向匀速拉动小车。分别测出拉力的大小F、小车通过的距离s、小车及车上砝码所受重力G、上升的高度h，并记录在小表中：
实验表格：
次数
F(N)
G(N)
s(m)
h(m)
Fs(N·m)
Gh(N·m)
①

②

③

提问：A为什么要测量三组数据？（通过多次实验，排除实验结果的偶然性，使总结的结论更加科学可靠）
B分析、比较表中的数据，你能从中得出什么结论？（拉力F总小于小车和砝码的总重G，而小车移动距离s总大于小车上升高度h）
C如果我们再来考虑一下它们的乘积，又能发现什么结论？（学生计算后回答：Fs与Gh近似相等）
D因此，有没有既省力又省距离的方法使小车上升到一定的高度呢？
（4）教师小结：实验表明，如不考虑摩擦等阻力的影响，使用其它机械也能得到与上类似的结论。即没有既省力又省距离的机械。
2、功
通过刚才的实验，我们发现：力与物体在力的方向上通过的距离的乘积，是一个有物理意义的量。物理学中，把这个乘积称为机械功，简称功。
功的定义：作用在物体上的力和该物体在力的方向上通过的距离的乘积。.
功的原理：使用任何机械都不省功。
功的公式：W=Fs （W：功 F：作用在物体上的力 s ：物体在力的方向上移动的距离）
功的单位：牛顿·米（N·m） 专门名称：焦耳（J） 1 J = 1 N·m
功的单位是为了纪念英国物理学家焦耳在科学中的贡献而命名的。1J的物理意义：1N的力作用在物体上，使物体在力的方向上通过1m的距离所作的功是1J。你从地上拿起一个约50g的鸡蛋缓缓举过头顶的过程中，人对鸡蛋做的功约为1J.

3、做功的必要因素
（1）功的必要条件：一是作用在物体上的力；二是物体在力的方向上通过的距离。
强调指出：“功的两个必要因素”的含义是指“两个因素缺一不可”。
（2）不做功的几种情况
例1，用力将一桶水从井中提上来，拉力对桶做功吗？
例2,一同学想搬动路边的一块大石头，他用了九牛二虎之力，虽然累得满头大汗，可是石头却一动不动。这个例子虽然有力作用在物体上，但物体没有在力的方向上通过距离，力学上就说没有做功，这是“劳而无功”。
例3,在极光滑的水平地面上滑动的铅球，是考惯性做匀速直线运动，虽然在水平方向上通过了距离，但没有水平方向的力作用于它，所以也没有力做功，这是“不劳无功”。
例4，提着重物水平前进，提力方向竖直向上，而重物水平移动，提力方向与移动距离垂直，此时提力也不做功。
总结归纳：（板书）
a) 有F，但S＝0，则W＝0 即：“劳而无功”
b) 有S，但F＝0，则W＝0 即：“不劳无功”
c) 有F，也有S，但F⊥S，则W＝0
（3）提问：举重运动员举着杠铃让记者拍照，运动员对杠铃做功吗？
被足球运动员踢出而在地上滚动的足球，在其滚动过程中运动员对该球做功吗？重力呢？一只苹果从树上掉下来，重力对它做功吗？
4、例题解析：课本例题P16
三、学习反馈
１、判断：作用在物体上的力越大，做的功就越多。 （　　 ）
2、起重机吊起质量为200kg的重物匀速升高5m后又匀速水平移动了5in，则在这整个过程中，起重机做功 　[　]
　　 A．1000J 　　 B．2000J C．9800J　　、 19600J。
3、某人肩扛100N的重物，在下列情况下，他对物体做功的是 　　 [　]
　　A．人站在原地不动 B．沿水平路面匀速前进10m
　　C．沿缓坡匀速前进了lm D．上述三种情况下都做了功．
4、20N重的木箱置于水平地面上，受5N水平推力作用下移动了10m，则在这过程中推力对木箱做功____J，重力对木箱做功____J．若一个人将木箱举高10m，则人做功____J．
四、功 率
教学目标：
1、知道知道功率的概念和功率的物理意义
2、能通过实例作图等多种方式来描述功率
3、知道功率的公式、单位，能用公式计算功率
4、能自己设计实验测量功率.
教学重点：
重点：知道功率的概念，理解功率的物理意义和计算公式
难点：用功率的公式解决较综合的题目，设计实验估测人的功率
教学程序设计：
一、引入新课
提问：做功的两个必要因素是什么？功的计算公式？
设置情景：有哪些方法能把重50kg的木箱运到8m高的楼上？
提问：这些方法中哪些方法做功哪些方法没有做功？做的功相同吗？做功的那些方法有不同之处吗？（完成同样的功所用的时间不同）
不同情况下，物体做功的快慢不同。在物理学中，我们用功率来表示物体做功的快慢。
二、新课教学
1、功率
提问：比较做功的快慢有几种方法？（两种：相同时间比较做功的多少，做功相同比较时间长短）
回顾：我们曾经用那个物理量来描述物体运动快慢的？它是怎样定义的？
速度是表示物体运动快慢的物理量，它是单位时间里运动物体通过的路程。与此类似，我们应该怎样来定义功率的概念？
功率的定义：单位时间内做的功
功率的公式：功率=功/时间 P=W/t
功率的单位： 瓦特（W），千瓦（KW），兆瓦（MW） （简介瓦特的生平）
1W=1J/s , 1KW=1000W ，1MW=1000KW
瓦特为国际单位。某机器的功率为40W，物理意义是该机器每秒钟做的功为40J。
阅读课本P18图11-35，了解常见的功率值。
（1）功率的大小是机器的主要技术性能之一，选购机器应根据需要选择合适的机器。
（2）一个有用的推论：对于匀速直线运动，因W=Fs,v=s/t,所以P=W/t=Fs/t=Fv
2、估测上楼时的功率
（1）猜一猜：哪些同学上楼的功率大？猜测的理由是什么？
（2）思考：
① 所需实验器材？（台秤、秒表、刻度尺）
②待测物理量？
（3）实验步骤：
1) 用磅秤测出某同学的质量m.
2) 用刻度尺测出一级台阶的高度h.
3) 用秒表记下该同学上楼所需的时间t，同时数出所上楼层的台阶数n.
4) 换一个同学重复上述实验.
（4）实验表格：

人的质量m/kg
楼层高度nh/m
时间t/s
功W/J
功率P/ W
①

②

（5）通过实验你发现功率的大小取决于哪些因素？
三、学习反馈：完成3W(1)(2)题
四、课后练习：练习册
五、板书：
五、机械效率
教学目标：
1、通过探究动滑轮，知道有用功、总功、额外功及它们之间的关系.
2、理解机械效率的概念，知道机械效率的计算公式，会进行有关机械效率的计算.
3、知道机械效率的物理意义，知道实际的机械效率不可能是100%.
4、能设计试验，测定某种简单机械的机械效率.
5、通过功的原理从理想情况向实际情况转移，初步体会物理学研究从简单到复杂的过程，引起学习机械效率的注意，体会在生产、生活中提高效率的意义，体会物理原理在实际生产、生活中的价值，培养学生热爱科学的情感
教学重点：
重点：有用功、总功、额外功、机械效率的概念
难点：有关机械效率的计算
教学教具：滑轮(2只)、弹簧测力计、钩码、细线、刻度尺。
教学程序设计：
一、引入新课
提问：1、世界上有没有能够省功的机械？
2、理想情况下（不考虑机械摩擦等因素的影响），利用机械做功和直接对物体做功的大小有何关系？
3、但在实际生活中，人们利用机械做功和直接对物体做功的大小又有何关系？为什么？
二、新课教学
1、活动：“再探动滑轮”
实验器材：
实验步骤：见课本
注意事项：竖直向上匀速拉动弹簧测力计
实验表格：

钩码重G/N
钩码上升高度h/m
对钩码做功Gh/J
绳端拉力F/N
绳端移动距离s/m
手拉绳做的功Fs/J
1

2

3

4

（1）分析表中实验数据可以发现：手拉绳所做的功和动滑轮拉钩码所做的功相等吗？哪个大？
（2）产生这一现象的原因是什么?
（3）由此可得出什么结论？
（4）活动中要做几种不同情况的实验，其目的是什么？（通过多次实验，寻找普遍的规律）
2、机械效率
讲述：在刚才的活的中，将钩码提升到一定的高度是我们的目的，这部分功是我们所需要的，称之为有用功。
（1）有用功：利用机械工作时，对人们有用的功。
在提升重物的情况下：W有用 = Gh
在上述实验中，钩码被提升到一定高度的同时，动滑轮也被提升，运动过程中还存在着各种摩擦，这样人们在利用机械做功时就不得不多做一部分功，这就是利用机械工作时的额外功.
（2）额外功：利用机械工作时，并非人们需要而又不得不做的功.
额外功主要包括以下两个方面：(1)克服机械自身重力而做的功 (2)克服各种摩擦而做的功
（3）总功：利用机械工作时，人对机械做的功. W总 = W有用 + W额外
通常情况下：W总 = Fs
F — 作用在机械上的力 s — 在力F的方向上通过的距离。
在使用机械时，有用功只占总功的一部分.人们总希望有用功在总功中所占的比例越大越好。
（4）机械效率：有用功与总功的比值.
如果用W总表示总功，W有用表示有用功，η表示机械效率，那么机械效率的公式可写作：η＝W有用／W总×100%。
因此，机械效率大表示有用功跟总功的比值大，或者说，在有用功一定时，机械效率大的机械，所做的额外功少。
提问：机械效率有无单位？它可能大于1吗？
由于W有用与W总的单位都是焦耳，因此机械效率是没有单位的。任何机械本身都受到重力作用，相对运动的零件间又存在摩擦，所以，使用任何机械除了做有用功之外，都不避免地要做额外功，这时动力做的功就等于有用功加额外功。可见，W有用总小于W总，因此，机械效率总是小于1。通常用百分数来表示。
通常，起重机的机械效率为40%～50%，滑轮组的机械效率60%～80%，抽水机的机械效率60%～80%.
3、有用功和总功的区别
动力（人或电动机）对机械所做的功是总功，机械对物体做的功是有用功。
举例：水力发电站中，水从高处流下来带动发电机，水的中立所做的功Gh是总功，发电机发出的电能是有用功。
4、提高机械效率的方法
从公式η＝W有用／W总＝W有用／（W有用＋W额外）入手，引导学生从两个方面讨论：（1）减小额外功(有用功一定的情况下)（2）增加有用功(额外功一定的情况下)
5、功率和效率的区别
功率表示做功的快慢，效率是有用功和总功的比值，是两个完全不同的物理量。功率大的机械不一定效率高，两者没有因果联系。
6、例题分析：
用定滑轮提升质量为20kg的物体，所用拉力为220N，当物体升高到2m时，求有用功、总功和定滑轮的机械效率.
解：W有用 = Gh = mgh = 20kg×10N/kg×2m=400J
W总 = Fs = 220N × 2m = 440J
η = W有用 / W总 = 400J / 440J =91%
三、课堂反馈
练习册相关题目
四、小结
机械效率是机器性能好坏的重要指标，提高机械效率，更充分地发挥机械设备的作用，有重要的经济意义。教育学生在实际生活中办任何事情都要树立效率观念，以尽可能少的消耗来取得尽可能多的效益，对学生进行思想教育。
五、板书：
12.1 动能 势能 机械能 (1)
教学目标：
1.通过实例分析，认识到运动的物体能做功，具有动能。
2.通过探究，知道动能的大小与物体的质量和运动速度有关，并能解释简单的现象。
3.能够运用“控制变量法”进行实验设计，逐步养成在实验中认真观察、勤于思考的习惯。
教学重点：1．能量的概念 2．动能及动能大小与哪些因素有关
教学教具：锤子、钉子、木板一套、小车及斜面、木块一套。
教学程序设计：
一、引入新课
出示斜面，并演示小车从斜面上滚下，在水平桌面上撞击木块，使木块移动了一段距离。让学生分析碰撞过程中，小车有没有做功？
能量的概念：一个物体能够对另一个物体做功，这个物体就具有能量。
不同的物体做功的本领不同。一个物体能够做的功越多，表示这个物体的能量越大。可见，能量和功有着密切的联系，能量反映了物体做功的本领。
二、教学过程
1、动能
提问：如果小车没有运动，它能对木块做功吗？
动能：物体由于运动而具有的能。物体的动能越大，它可以对其他物体做的的功就越多。
引导学生广泛地列举事例，说明运动的空气、水和各种物体都能够做功，而具有动能。
概括：一切运动的物体都具有动能。
2、探究动能大小与哪些因素有关
提问：动能的大小与哪些因素有关？你能举例说明吗？
通过分析，概括出决定物体动能大小的因素。
设计实验：现在我们要利用桌上的斜面、小车、小方块来探究动能的大小是否与物体的质量、运动的速度有关。实验前，我们先思考几个问题：
（1）实验时如何比较动能的大小？（答：使小车从斜面滑下，撞击平面上的物块，被撞物块的运动距离越长，运动小车所具有的动能就越大。）
（2）动能的大小可能与两个或两个以上的因素有关，在实验中应如何具体操作？
（答：采用控制变量法。）
（3）如何控制质量不同的小车撞击物体时的速度相同？（答：使它们分别从斜面的同一高度滚下。）
（4）如何控制质量相同的小车撞击物体的速度不同？（答：取同一个小车从斜面的不同高度滚下。）
动手探究：学生实验后得出结论。
交流结论：1、质量相同时，速度_____的物体具有的动能_____;
2、速度相同时，质量_____的物体具有的动能_____;
3、物体的动能与物体的_____和_____有关，_____越大，_____越大 ，物体具有的动能就越大。
思考：生活中还有哪些事例能说明上述结论？
三、课堂练习：3W第1题
四、板书：

12.1 动能 势能 机械能 (2)
教学目标：
1.通过探究，知道弹性势能和重力势能的概念和决定因素，并能解释简单的现象。
2.知道机械能是动能和势能的统称。
3. 能够运用“控制变量法”进行实验设计，逐步养成在实验中认真观察、勤于思考的习惯。
教学重点：
1．弹性势能、重力势能的概念和决定其大小的因素。
教学教具：
卡片、橡皮筋、弹簧、小木块
教学程序设计：
一、引入新课
通过前面的学习，我们已经知道运动的物体具有能量，物体还可能由于其他原因而具有能力吗？
教师演示：（1）用橡皮筋弹射纸弹的游戏。（2）压缩的弹簧能够将小球推走。
提问：在刚才的两个实验中，橡皮筋和弹簧有没有对物体做功？它们具有能量吗？
物体的这种能量是怎么产生的？
二、新课教学
1、弹性势能
弹性势能：发生弹性形变的物体能对其他物体做功
形变：物体受到外力作用而发生的形状或体积的变化。
弹性形变：如果外力撤消，物体能够恢复原状。列举事例说明物体的弹性形变。如：拉长的弹簧，压扁的皮球，弯曲的钢锯条，上紧的钟表发条等。
范性形变：如果外力撤消后，物体不能恢复原状。举例：捏橡皮泥等。
2、弹性势能的大小可能与哪些因素有关
（1）提出问题：弹性势能的大小可能与哪些因素有关？
（2）进行猜想：弹性势能的大小可能与弹性形变的大小有关
（3）设计实验：选用实验器材：弹簧，小木块
提问：通过观察什么现象知道物体具有的弹性势能大小？（观察小木块被弹出去的距离）
（4）学生实验
现象：弹簧压缩得越短，木块被弹出去的距离越远。
结论：在一定的范围内，形变越大，形变物体的弹性势能就越大。
提问：你还能举说明这样的道理吗？（张开的弓、拉开的弹弓、弯曲的撑竿、压弯的跳板、形变的网球及网球拍等）

3、重力势能
提问：被举高的重物，能够做功吗？请举例说明。（例如：举高的铅球，落地时能将地面砸个坑；举高的夯落下时能把木桩打入地里）
重力势能：被举高的物体具有的能量
讨论：树上结的苹果是否具有重力势能？
通过讨论使学生理解“一个物体能够做功”的含义。能够做功只是说物体具有了做功的“本领”，但不一定做了功。树上结的苹果虽然没有做功，但只要它从树上掉下来就能做功，所以我们说它具有重力势能。

4、重力势能的大小可能与哪些因素有关
提出问题：重力势能的大小可能与哪些因素有关？
进行猜想：重力势能的大小可能与物体的质量和被举高的高度有关
设计实验：
①实验方法：控制变量法
②选用器材：
提问：通过观察什么现象知道物体具有的重力势能大小？（观察木桩在沙中下陷的深度
木桩下陷的越深，说明重锤对木桩做功越多，重锤举高时具有的重力势能就越大。）
进行实验：
（1）重力势能大小与质量的关系
条件：质量不同的重锤从同一高度自由下落
现象：质量大的重锤下落后将桩打得越深
结论：物体具有的重力势能大小与物体的质量有关，在举高的高度相同时，质量越大，物体具有的重力势能越大。
（2）重力势能大小与被举高的高度的关系
条件：同一重锤从不同高度自由下落
现象：重锤举得越高，下落后将桩打得越深。
结论：物体具有的重力势能大小与物体被举高的高度有关，质量相同时，举得越高，物体具有的重力势能越大。
结论：重力势能的大小与物体的质量和被举高的高度有关，质量越大，被举高度越大，物体具有的重力势能就越大。
5、机械能
让学生分析静止在桌面上的钢球是否具有能量？（具有重力势能）然后让学生分析在桌面上滚动的钢球具有什么能？通过分析得知滚动的钢球既有动能，又有势能。
机械能：动能和势能的统称。一个物体既有动能，又有势能，那么动能和势能的和就是它的总机械能。
能量的单位：从前面的讨论，我们可以认识到能量是跟做功有密切联系的概念，能量反映了物体具有做功的本领，能量的大小可以用能够做功的多少来衡量。因此，动能、势能和机械能的单位跟功的单位相同，也是焦耳。如：从地面拣起1个鸡蛋并举过头顶，人做的功约为1J，同时鸡蛋获得的能量大约等于1J。

三、课堂练习
(1)高山上有一块大石头，稳稳地待在那里，它有没有能量？有什么能量？
(2)在空中飞行的球，它具有的重力势能是5焦，具有的动能是4焦，这只球具有的总机械能是多少？
(3)从斜槽上端滚下的小球，它有没有重力势能？在它下滚的过程中重力势能的大小有没有变化？为什么？在滚下的过程中有没有动能？它的动能有没有变化？为什么？
四、课后练习：练习册相关内容
五、板书

12.1 动能 势能 机械能（3）
教学目标：
1. 通过观察和实验，认识并理解动能和势能的转化过程，能解释一些有关动能、重力势能、弹性势能之间相互转化的简单物理现象。
2.通过有关动能势能知识的学习和应用,培养学生理论联系实际的观念.
教学重点、难点
1.分析解释能量转化的实例
教学教具：
单摆（摆球、细线）、滚摆
教学程序设计：
一、复习提问
提问：通过前面的学习大家已经知道了哪些能量？分别是什么？它们的大小分别受哪些因素的影响？
教师分类并板书：
动能
机械能 重力势能
势能
弹性势能
二、新课引入
手持粉笔头高高举起。提问：被举高的粉笔具不具有能量？为什么？
学生回答提问后，再引导学生分析粉笔头下落的过程。首先提出当粉笔头下落路过某—点时，粉笔头具有什么能量？(此时既有重力势能，又有动能)
然后让学生比较在该位置和起始位置，粉笔头的重力势能和动能各有什么变化？(重力势能减少，动能增加)
说明：物体具有的能量不可能随意产生，也不会随意消失。那么在粉笔下降的过程中，为什么有的能量增加，有的能量减少呢？大量事实说明，能量是可以相互转化的。
三、新课教学
1、动能和势能的转化
（1）观察单摆的运动，并思考动能和势能是如何转化的